潼关矿区土壤重金属污染潜在生态风险评价

为探明潼关矿区周边重金属污染状况,采集了潼关县三河口废弃尾矿场、沙坡废弃尾矿场、麻峪河废弃尾矿场、乌家河废弃尾矿场4个治理区的农田土壤、土场土样和矿渣样品75份,测定了土样中重金属(Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu、Zn)含量,采用单因子指数法、潜在生态风险指数法对研究区重金属污染状况进行潜在生态风险评估。结果表明:潼关矿区的Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu、Zn潜在生态危害系数平均值分别为41.4、0.58、60.8、0.44、4.33、4.51、0.36,废弃矿区周边农田的Cd污染最为严重,为中度污染,其次是Hg,为轻污染;Cu污染达到了警戒值。矿区矿渣的Cd污染和Hg污染程度为重度污染,污染等级为Ⅴ级,其中Cd污染的潜在生态危害风险等级很高,Hg为较高;Cu的污染等级为Ⅳ级,污染程度为中等污染,Zn污染等级为Ⅲ级,污染程度为轻污染,这些重金属含量较高的尾矿渣、氰化渣随意堆放是当地基本农田的污染源,所以处理这些尾矿渣是解决环境和土壤问题的当务之急。用于当地重金属污染修复的取土场中,仅有沙坡废弃尾矿场周边的3个土场不存在重金属污染,可作为重金属污染修复的清洁土源。4个矿区的综合生态危害指数由大到下依次为麻峪河废弃尾矿场、乌家河废弃尾矿场、三河口废弃尾矿场、沙坡废弃尾矿场,危害指数分别为400、337、264、225,潼关矿区整体的综合生态危害指数为241,潜在风险等级为中等。

陕西潼关县桐峪金矿区水文地质特征

简要叙述了小秦岭金矿田桐峪矿区水文地质特征、地下水的主要赋存形式、富集规律，以及补给、迳流、排泄条件等。

矿区植物重金属污染的高光谱特性及其反演模型

植物体内重金属的大量聚集将造成植被叶面反射光谱在特定波段内的特征性变化。以陕西潼关矿区葎草、玉米、苦菜、梧桐典型植被为研究对象,利用ASD Field Spec 4光谱仪采集植物光谱曲线,采用导数光谱、连续统去除法等信息提取方法,分析植物红边位置、红边斜率、植被指数等光谱特征参数与植物样本重金属相关性。选择蓝谷、红边位置等相关性较高的敏感波段,构建矿区两种葎草和梧桐的镉（Cd）、铅（Pb）质量比与其光谱参数定量反演模型。结果表明,葎草、梧桐的Cd、Pb与一阶微分光谱特征相关程度更好,多数符合二次多项式函数关系,然而葎草的Cd符合反函数关系,均方根误差在0.03~0.07。室内试验验证两种植物叶绿素含量与Cd含量负相关,在Pb低浓度时植物的叶绿素含量减少得不明显,随Pb浓度升高,叶绿素含量降低明显。因而植物高光谱特征间接反映植物重金属的含量。

矿区高光谱数据与植物叶绿素含量相关性研究

以陕西省潼关县金矿区为研究背景,选取葎草、玉米、苦菜、梧桐4种植物为研究对象,使用ASD光谱仪进行野外实地测量,获得4种植物叶片的光谱反射率,室内利用紫外可见分光光度计进行叶绿素含量的测定。通过植物原始光谱、导数光谱、连续统去除法、倒数对数光谱(Log1/R)4种方法比对获得光谱参数与叶绿素含量相关性,建立植物光谱参数与叶绿素含量的回归方程。结果表明:光谱参数与叶绿素含量存在较显著相关性,葎草、玉米相关性顺序为Log1/R>原始光谱>一阶微分>连续统去除(BD>NBDI>BNA),苦菜相关性顺序为原始光谱>一阶导数>BD>NBDI>Log1/R>BNA,梧桐为BD>NBDI>一阶导数>BNA>Log1/R>原始光谱;拟合模型以线性、指数、S形曲线模型最优。

矿区周边农田土壤重金属分布特征及污染评价

为探索潼关矿区周边农田土壤重金属的空间分布及其生态风险,于2020年9月采集了潼关矿区周边的地表土壤样本,分析了样本中Pb、Cu、Cd、Hg、Cr、Ni、Zn和As这8种重金属元素的含量和分布特征,利用内梅罗综合污染指数和潜在生态风险指数评价了土壤污染程度.结果表明,该地区8种重金属元素的含量均超标,超标率分别为97.91%、84.79%、100%、95.41%、96.87%、98.54%、91.45%和28.95%.8种重金属元素的变异系数大小为:Hg>Pb>Cu>Cd>Zn>As>Ni>Cr,其中Hg、Pb、Cu、Cd和Zn的变异系数均大于1,相关性分析表明这5种重金属相关性明显;在空间分布上,土壤重金属中Pb、Cd、Cu、Hg、Zn和As这6种元素呈斑块状分布,Cr和Ni呈片状分布,Hg、Cd、Pb、Cu和Zn这5种重金属元素的高值主要分布在研究区南部和中部;内梅罗综合污染指数显示重度污染率达到87.91%,中度污染率和轻度污染率分别为9.58%和2.5%,因此整体处于重度污染.潜在生态风险指数显示Hg、Cd、Pb和Cu为主要风险元素,总的潜在生态风险指数显示达到强污染的样点比率为97.08%,其中极强、很强和强污染的样点占比分别为55.63%、27.08%和14.37%,表明研究区潜在生态风险总体很强.综合两种污染评价方法可知潼关县矿区周边重金属污染严重,主要造成污染的重金属为Hg、Cd和Pb.研究成果可为区域污染治理、土壤修复及生态保护提供数据支撑.建议未来应持续监测土壤重金属污染状态及其在不同介质中的形态转化.