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基于生态重建的宁东煤炭基地土壤环境质量评价

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柯海玲, 徐友宁, 张江华, 乔冈, 陈华清, 杨敏, 何芳. 基于生态重建的宁东煤炭基地土壤环境质量评价[J]. 地质通报, 2018, 37(12): 2208-2214.
引用本文: 柯海玲, 徐友宁, 张江华, 乔冈, 陈华清, 杨敏, 何芳. 基于生态重建的宁东煤炭基地土壤环境质量评价[J]. 地质通报, 2018, 37(12): 2208-2214.
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KE Hailing, XU Youning, ZHANG Jianghua, QIAO Gang, CHEN Huaqing, YANG Min, HE Fang. Quality evaluation of soil based on the ecological reconstruction in Ningdong coal base[J]. Geological Bulletin of China, 2018, 37(12): 2208-2214.
Citation: KE Hailing, XU Youning, ZHANG Jianghua, QIAO Gang, CHEN Huaqing, YANG Min, HE Fang. Quality evaluation of soil based on the ecological reconstruction in Ningdong coal base[J]. Geological Bulletin of China, 2018, 37(12): 2208-2214.
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基于生态重建的宁东煤炭基地土壤环境质量评价

  • 1.

    中国地质调查局西安地质调查中心, 陕西 西安 710054

  • 2.

    自然资源部矿山地质环境陕西潼关野外科学观测基地, 陕西 潼关 714300

  • 3.

    中国地质调查局干旱半干旱区地下水与生态重点实验室, 陕西 西安 710054

  • 4.

    自然资源部黄土地质灾害重点实验室, 陕西 西安 710054

  • 基金项目:
    中国地质调查局项目《秦岭及宁东矿产资源集中开采区地质环境调查》（编号：DD20160336）、《青海矿业开发地质环境效应调查》（编号：1212011220224）及自然资源部行业科研专项《矿集区地球化学环境累积效应及预警研究》（编号：20111020）
详细信息
    作者简介: 柯海玲(1980-), 女, 硕士, 高级工程师, 从事土壤环境地球化学及环境承载力研究。E-mail:tiny9029@163.com

  • 中图分类号: P618.11;X141

Quality evaluation of soil based on the ecological reconstruction in Ningdong coal base

  • 1.

    Xi'an Center of Geological Survey, CGS, Xi'an 710054, Shaanxi, China

  • 2.

    Mine Geological Environment-field Base of Scientific Observation of Shaanxi Tongguan, MNR, Tongguan 714300, Shaanxi, China

  • 3.

    Key Laboratory for Groundwater and Ecology in Arid and Semi-arid Area, CGS, Xi'an 710054, Shaanxi, China

  • 4.

    Key Laboratory for Geo-hazards in Loess area, MNR, Xi'an 710054, Shaanxi, China

    摘要

  • 从环境保护和生态重建的角度出发，通过环境土壤样品采集测试，分析评价了宁东煤炭基地土壤环境质量现状，并与2007年调查资料对比，研究近10年来采煤对区域生态环境的影响。分析发现，区内土壤基本未受到煤炭开采诱发的重金属污染，只在已投产的清水营矿区和积家井矿区存在Cd和As的点源污染；与2007年相比，区内土壤各元素离散程度均有1~4倍的增加（Cr、P除外），表现为元素含量极大值点增多，但增幅不大，区内土壤依然低Se，缺P、N、富K，有机质仅在灵武-鸳鸯湖矿区一带略显富足。评价结果表明，植物生长所必需的N、P、K和有机质含量较10年前有所改善；尽管土壤基本未受到重金属污染影响，但Cd、As和Pb有轻度累积，应予以重视。评价结果可为宁东煤炭基地资源开发和生态重建提供依据。

    From the perspective of environmental protection and ecological reconstruction, the authors used the collection and testing of environmental soil samples to compare and analyze the effects of coal mining on the regional ecological environment, and evaluated the current status of the soil quality. Through analysis, the authors found that the degree of dispersion of all elements in the soil has been increased by 1-4 times (except for Cr, Hg, and P) as compared with things in 2007, which exhibits an increase in the maximum value of element content; nevertheless, the increase is limited, and this area is still low in selenium, nitrogen and phosphorus, and rich in potassium. Moreover, the study area is not substantially contaminated by heavy metals induced by coal mining, with only existence of a very few points of source contaminations of Cd and As. The evaluation results can provide a basis for the development of resources and ecological reconstruction of Ningdong coal base.

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  • 图 1  宁东煤炭基地区位图

    Figure 1. 

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    图 2  评价区范围及样点分布

    Figure 2. 

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    图 3  土壤重金属综合评价分区

    Figure 3. 

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    图 4  土壤营养元素N、K有机质富集程度分区

    Figure 4. 

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    图 5  土壤Se元素富集程度分布

    Figure 5. 

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    图 6  近10年土壤重金属及营养物质含量变化箱体图

    Figure 6. 

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    表 1  土壤各元素分析方法及检出限

    Table 1.  Analytic methods and detection limits of various elements in soil

    分析方法 检测项目 检出限
    ICP-MS w(Cd)/10-6 0.022
    XRF w(Pb)/10-6 2
    w(Cu)/10-6 1
    w(Zn)/10-6 2
    w(Cr)/10-6 3
    w(P)/10-6 10
    w(K2O)/10-2 0.01
    AFS w(As)/10-6 0.25
    w(Hg)/10-9 0.48
    w(Se)/10-6 0.01
    VOL w(N)/10-6 16
    容量法 w(Corg)/10-2 0.05
    玻璃电极法 pH(无量纲) 0.1
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    表 2  土壤重金属元素参数统计(n=639件)

    Table 2.  Statistic list of soil heavy metal parameters

    mg/(kg)
    特征参数 Hg Pb Cd Cr As Cu Zn pH
    最小值 0.009 10.1 0.01 13.1 2.72 7.27 15.5 8.27
    最大值 0.113 126 0.89 67 31.54 36.5 131 9.76
    平均值 0.02 15.83 0.09 45.83 8.2 14.24 36.91 8.98
    标准离差 0.012 6.16 0.06 8.0 2.6 3.43 12.1 0.20
    变异系数 0.60 0.39 0.67 0.17 0.32 0.24 0.33 -
    GB15618— 三级 1.5 500 1.0 300 40 400 500 -
    1995 二级 1.0 350 0.60 250 25 100 300 -
    标准限值 一级 0.15 35 0.20 90 15 35 100
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    表 3  土壤营养元素参数统计及富集程度分级(n=639件)

    Table 3.  Statistic list of soil nutrient elements and enrichment degree classification

    %
    参数及分级 Corg N P K
    最小值 0.03 0.001 0.02 1.07
    最大值 6.04 0.158 0.1 2.56
    平均值 0.68 0.03 0.03 1.71
    标准离差 0.52 0.02 0.01 0.11
    严重缺乏 < 0.6 < 0.005 < 0.4 < 0.6
    缺乏 0.6〜1.0 0.005〜0.075 0.4〜0.8 0.6〜1.2
    相对富足 1.0〜2.0 0.075〜0.1 0.8〜1.2 1.2〜1.8
    足量 2.0〜3.0 0.1〜0.15 1.2〜1.6 1.8〜2.4
    富足 > 3.0 > 0.15 > 1.6 > 2.4
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    表 4  土壤Se元素参数统计及富集程度分级(n=639件)

    Table 4.  Statistic list of Se in soil and enrichment degree classification

    mg/kg
    参数统计 最小值 最大值 平均值 标准离差
    0.05 0.54 0.14 0.07
    富集程度分级 富硒 中硒 低硒 缺硒
    Se≥0.222 0.175≤Se＜0.222 0.116≤Se＜0.175 Se＜0.116
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    表 5  2007年土壤各类元素含量统计参数(n=654件)

    Table 5.  Statistic list of various elements content parameters in soil in 2007

    mg/kg
    特征参数 Hg Pb Cd Cr As Cu Zn Corg/% N/% P/% K/% Se
    最小值 0.007 10.1 0.03 8 0.4 7.1 19.77 0.12 0.01 0.02 1.46 0.04
    最大值 0.071 21.2 0.36 67.9 12.7 21.4 52.42 2.07 0.12 0.07 1.97 0.31
    平均值 0.014 15.81 0.07 45.89 7.69 13.09 36.14 0.42 0.027 0.028 1.68 0.1
    标准离差 5.29 1.55 0.02 9.56 1.54 2.54 5.75 0.16 0.01 0.01 0.08 0.04
    变异系数 0.39 0.1 0.29 0.2 0.2 0.19 0.16 0.39 0.42 0.23 0.05 0.36
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    表 6  土壤各元素累积速率

    Table 6.  List of cumulative rates of soil elements

    mg/(kg·a-1)
    参数 Hg Pb Cd Cr As Cu Zn
    累积速率 0.001 0.002 0.002 -0.006 0.051 0.116 0.078
    总变化率 0.472 0.001 0.266 -0.023 0.066 0.088 0.021
    参数 Corg N P K Se
    累积速率 0.027 0.005 0.002 0.037 0.003
    总变化率 0.643 0.190 0.076 0.022 0.321
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出版历程
收稿日期:  2018-04-08
修回日期:  2018-06-20
刊出日期:  2018-12-25

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