煤矿开采对岩溶区水质及土壤的污染与评价

       摘要：对研究区煤矿开采背景下的土壤和地表河进行了重金属含量分析，并进行了质量评价。结果表明，地表河S1～S8样点Zn、Cd、Cu、As含量的为S1，Cr含量的为S3，Ni含量为S4;S1、S4、S5水样污染因子均为Cd、Zn，S2、S3、S6水样污染因子为Zn，质量级别均为中等。综合因子指数的为S1，质量级别为中等，最小的为S8，质量级别为好。土壤T1～T6样地As、Cu、Cr、Cd、Pb、Ni、Zn含量的为T1，As、Cu、Cr、Pb、Ni含量的为T5，Cd含量的为T6，Zn含量的为T4，样地污染因子均为Cd，质量级多为很坏，综合质量级别为中等-坏-很坏。
　　关键词：煤矿;土壤;水质;污染;评价
　　煤矿开采在国民经济发展中起着非常重要的作用，但煤矿开采却引起一系列环境问题，如土壤重金属污染、地表河水污染，如果未经处理的矿坑水排入地下，还会引起地下水污染，造成居民水质性缺水。重金属污染具有累积性、区域性、隐蔽性、潜伏性、长期性以及不可逆性等，后果极为严重，不但对土壤理化性质、土壤肥力、土壤微生物造成直接影响，而且影响农作物的产量和品质，进而通过食物链进入人体危害人体健康[1，2]，引起一系列疾病的产生和发作，其中又以Pb、Cd、Cu、Hg污染及其复合污染突出[3]。因此，开展重金属污染调查与研究，无论在理论上还是生产实践中都有较大的意义和价值。以贵州省德江县岩溶区为例，探讨了由于煤矿开采而引起地下水污染，地下水出流后转为地表河流，进而引起地表河流污染以及土壤污染的问题，并对地表河流及土壤进行了质量评价，以期为后续的土壤改良与修复、水污染防治与治理、农作物质量评价提供参考依据。
　　1材料与方法
　　1.1研究区概况
　　德江县位于贵州东北部，地处东经107°36′～108°28′，北纬28°00′～28°38′，总面积为2 071.92 km2。德江县地处云贵高原东北部阶梯状斜缓坡面上的娄山山系与武陵山系交汇处，为省内碳酸盐分布较广的地区之一。地势为西北部高，中部较缓，东部稍低的波状起伏斜面，为沙溪乡的夏家山羊角脑山峰，海拔1 534 m，为桶井乡望牌村乌江出境口，海拔319 m，相对高差1 215 m，属中低山地貌区。出露地层有古生界的寒武系、奥陶系、志留系、二叠系、缺失泥盆系和石炭系，尚有中生界的三叠系及新生界的第四系，岩石均为沉积岩，多为碳酸盐岩，以石灰岩、白云岩为主，岩溶区面积为
　　1 372.0 km2，占县域面积的66.2%。
　　1.2样品的采集与分析
　　沿德江县枫香溪乡地表河流为此次研究水样的采样点，水样采样点编号为S1～S8，同时在水样采样点横向一侧农田采集相应的土壤1份，土壤编号为T1～T6，纵向上两点之间距离约1.5 km。由于受岩溶区特殊的地形与地貌关系的影响，水样S6与S7、S7与S8距离较远，其中S8为地表河流的终点，于此汇入主河流。各水样点用纯净水水瓶取地表河水1瓶，取前连洗3次水瓶，各样地土壤采用对角线取样法进行混合样品采集，取样深度为0～20cm，重量1 kg左右。所有样品送回实验室，由中国地质岩溶地质研究所实验室完成测试，各重金属的分析方法采用ICP等离子体法。
　　1.3土壤及水样质量评价
　　1.3.1评价方法[4-6]
　　1)单因子指数法。Pi=Ci/Si
　　式中，Pi为某测点土壤或水样中污染物i的单因子指数;Ci为某测点土壤或水样中污染物i的实测浓度;Si为污染物i的评价标准。
　　2)综合指数法。P综=
　　式中，P综为某测点土壤或水样的综合指数;Pmax为土壤或水样中单因子指数的值;Pave为土壤或水样中各单因子指数的平均值。
　　1.3.2评价标准土壤评价采用国家土壤环境质量二级标准(GB15168―1995，6.5
　　1.3.3质量等级划分标准土壤和水样中单因子质量级别分为好、中等、坏及很坏，综合因子质量级别分为安全、警戒级、中等、坏和很坏(表2)。