典型有色金属冶炼场地重金属来源解析及生态健康风险评估

作     者：帅旺财 刘文奇 马丽雅 蔡虹明 陈玖斌 袁玮 

作者机构：天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院 

出 版 物：《地球与环境》 (Earth and Environment)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 

基　　金：国家重点研发计划（2019YFC1804400、2022YFC3701402） 国家自然科学基金（41830647、41961144028、U1301231、42103008、41973007） 

主　　题：重金属 PMF 冶炼场地 源解析 风险评价 

摘      要：明确废弃金属冶炼厂土壤中重金属的浓度和污染源，对土壤利用和生态功能恢复具有重要意义。本研究以原沈阳有色金属加工厂厂区内的土壤为研究对象，测定土壤样品中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn八种重金属含量，采用数学统计和反距离权重插值法对金属含量空间分布特征进行分析，结合主成分分析和正定矩阵因子分解模型结果，定量解析该厂区内土壤重金属来源，并在此基础上利用潜在生态危害指数法和健康风险评估模型分别评估土壤重金属生态风险和人体健康风险。结果表明，厂区土壤样品As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn含量均高于辽宁省土壤背景值，其中Cd和Cu分别为辽宁省土壤背景值的44.57倍和34.97倍，具有明显的人为富集，生态污染最为严重。根据场地后续开发规划，除Hg和Cr外，As、Pb、Zn、Cu、Ni和Cd均存在超过GB36600—2018第一类筛选值的区域，需要重点关注。相关性与聚类分析初步判定八种金属中As、Pb和Zn,Cu、Hg和Ni来源分别具有一致性，Cd来源与前两类金属来源存在相关性，Cr来源与其它金属来源均不同。基于主成分分析结果，采用正定矩阵因子分解模型定量解析重金属主要来源，重金属主要源于锌、铜冶炼及其燃料辅料排放和自然来源。生态风险评价结果表明，研究关注的场地八种重金属中，来源于燃料辅料的Cd表现为极高的潜在生态风险，在后续土地生态恢复中需优先进行防控和修复。健康风险评估结果显示，来源于燃料辅料排放的Pb、Cr等金属对受体人群有不可接受的致癌风险，在场地后期开发前需进行重金属污染治理。