基于典范对应分析的铅锌矿尾砂坝坍塌污染土壤特征研究.pdfVIP

善 地 质 论 评 GEOLOGICALREVIEW VMol盯．6．。2No。．1 基于典范对应分析的铅锌矿尾砂坝坍塌 污染土壤特征研究 李强¨，李忠义 ，靳振江，，罗垄 ，唐志琴 ，黄静云 ，陆文体2’ 1)国土资源部／广西岩溶动力学重点实验室，中国地质科学院岩溶地质研究所，广西桂林，541004； 2)广西环境污染控制理论与技术重点实验室，桂林理工大学环境科学与工程学院，广西桂林，541004； 3)广西农业科学院农业资源与环境研究所 ，南宁，530007 内容提要：分析重金属与土壤性质之间的相互关系，可以为土壤污染控制及修复提供科学依据。以广西阳朔思 的村铅锌矿尾砂坝坍塌后所污染的岩溶农田为研究对象，采用典范对应分析方法研究土壤重金属全量 一土壤性质 之间的关系。结果表明，尾矿砂来源于铅锌铜共生矿。典范对应分析显示，土壤有机碳与全铅、全锌、全铜的距离最 近，并与归一化的全量重金属呈极显著正相关，说明经过近40a的耕作，土壤有机碳仍然处于较低水平。速效磷与 土壤全铅、全锌、全铜呈显著负相关，与岩溶土壤 pH降低后导致水溶性P与Pb生成溶解度极低的氯(羟基)磷酸铅 盐化合物有关，说明污染源的pH值是影响P．Pb—zn—cu相互作用过程的重要因素。此外 ，该区面源污染时空分 异显著 ，今后在岩溶区开展重金属污染土壤治理时必须对整个区域进行定量的不确定性分析。 关键词：尾矿砂；重金属；岩溶；土壤特征；典范对应分析 在选矿过程 中，通过矿石粉碎、定向化学浸提和 将每次得到的排序值均与环境等因子进行多元线性 浮选后，被遗弃的矿石提取残余物称之为尾矿砂，其 回归，使之直接反映出因子对排序结果的影响(曹 成分以沙粒和粉粒为主，重金属含量高、有机质极 彤等，2005)。在本研究中，作者试图通过多元统计 其贫乏(束文圣等，2003；衣德强等，2006)。因而矿 和典范对应方法研究尾砂坝坍塌区土壤重金属全量 山尾砂库垮坝可导致污染物迁移和扩散，造成大面 与土壤性质之间的相互关系，探讨尾砂坝坍塌后对 积的土地污染，土壤重金属含量升高，土壤酸化、有 岩溶区农 田土壤特征的影响，以期为岩溶区土壤污 机质含量降低、土壤板结 (Simoneta1．，1999)，威胁 染控制和修复提供科学依据。 人体健康和生命安全。特别是在缺少天然防渗或过 1 材料与方法 滤层的岩溶区，这类环境污染问题尤为突出(袁道 先 ，1988)。 目前，针对矿山尾砂库垮坝导致的土壤 1．1 研究区域与采样 重金属污染研究，集中于单因子变异规律，污染要素 老厂铅锌矿位于阳朔县东北，自20世纪50年 考虑的比较单一，较少考虑影响重金属分布的土壤 代进行开采，并于 1958年在采矿坑 口附近建立小 因子等因素(王兴明等，2005)。在分析复合重金属 型浮选厂进行选矿生产(覃朝科等，2005)。大约在 污染与多种变量因子之间的关系时，典范对应分析 20世纪70年代一次强降雨造成尾矿砂坝坍塌，尾 (Canonicalcorrelationanalysis，CCA)是一种较好的 矿砂沿河谷泻人流经思的村的一条小河。由于思的 统计方法(Qiueta1．，2001；刘世梁等，2003；张庆利 村坐落于岩溶洼地上，此次尾矿砂坝的坍塌导致该 等，2005)。这种方法将对应分析与多元回归分析 村大面积农 田受到污染。随后当地农民陆续将淤塞 相结合，其基本思路是：在对应分析的迭代过程中， 河道平整为农 田，种植水稻、油菜、柑桔等作物，并挖 注：本文为 “中国地质调查局百名青年地质英才培养计划”；国家自然科学基金资助项 目(编41361054)；广西 自然科学基金 资助项 目(编号 2011GXNSFD018002，2011GXNSFA018006，