典型煤炭产业聚集区土壤重金属污染特征与风险评价

山西作为中国重要的煤炭能源基地,为中国经济作出巨大贡献的同时也造成了一系列的生态环境问题,例如土壤污染、地下水资源破坏、土地塌陷、水土流失等,给山西省的生态环境带来严峻的挑战.其中,土壤重金属污染(如Cr、As、Cd、Pb和Hg等)尤为突出,因此,研究煤炭产业聚集区土壤重金属的累积特征与风险评价对土壤修复具有重大意义.以山西长治市典型煤炭产业聚集区为研究区,系统解析不同类型企业(钢厂、采煤厂、选煤厂、洗煤厂、化工厂、焦化厂和燃煤电厂)周边土壤重金属元素的累积特征及差异性,采用内梅罗综合污染指数法和Hakanson潜在生态风险指数法评价不同类型企业周边土壤重金属的污染程度和生态风险,阐明土壤重金属污染的空间分布格局与扩散趋势.结果表明:研究区土壤中8种重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Hg的平均含量分别为64.14、37.46、29.62、80.92、17.62、0.27、24.05和0.05 mg·kg?1,均高于山西省土壤元素背景值;Cr、Ni、Cu和Zn在不同类型企业周边土壤中存在显著差异.生态风险评价结果表明,选煤厂、燃煤电厂、化工厂和钢厂周边土壤中重金属的内梅罗综合污染指数均达到重度污染,分别为4.63、3.30、9.12和3.58;化工厂周边土壤中重金属的生态风险指数最高,为589.53,属于强生态风险.空间分析表明,除As元素外,其他土壤重金属的浓度在空间上整体呈现出北部、中部高的分布格局;综合潜在生态风险指数IR和Hg的空间分布格局相似,高风险区集中在研究区西北部某燃煤电厂周边,属于强生态风险水平.该文的研究结果可为山西省的土壤重金属污染防治和修复提供重要的数据支撑.