基于PCA/APCS的草原区煤矿土壤重金属环境质量评价与定量溯源研究

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2021.03.015

草地学报 ›› 2021, Vol. 29 ›› Issue (3): 537-544.DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2021.03.015

基于PCA/APCS的草原区煤矿土壤重金属环境质量评价与定量溯源研究

杨洁¹, 周晓芳², 王新富², 顾昕¹, 陈阳¹, 高良敏¹, 陈晓晴¹

1. 安徽理工大学地球与环境学院, 安徽淮南 232001;
2. 江苏地质矿产设计研究院, 江苏徐州 221006

收稿日期:2020-09-06 修回日期:2020-11-03 出版日期:2021-03-15 发布日期:2021-04-02
通讯作者: 高良敏
作者简介:杨洁(1996-),女,汉族,安徽淮南人,硕士研究生,主要从事水污染控制、矿山生态环境等研究,E-mail:2401928763@qq.com
基金资助:
淮南矿业集团科技计划项目（HNKE-XBZB-QT-2018-097）资助

Environmental Quality Evaluation and Quantitative Tracing Heavy Metals in Coal Mine Soils in Grassland Based on PCA/APCS

YANG Jie¹, ZHOU Xiao-fang², WANG Xin-fu², GU Xin¹, CHEN Yang¹, GAO Liang-min¹, CHEN Xiao-qing¹

1. School of Earth and Environment of Anhui University of Science and Technology, Huainan, Anhui Province 232001, China;
2. Jiangsu Design Institute of Geology for Mineral Resources, Xuzhou, Jiangsu Province 221006, China

Received:2020-09-06 Revised:2020-11-03 Online:2021-03-15 Published:2021-04-02

摘要/Abstract

摘要： 为研究鄂尔多斯市草原区煤矿周边土壤重金属的污染来源及分布特征，本研究利用单因子指数、地累积指数和潜在生态风险指数对矿区土壤环境质量进行了评价，并基于相关性分析、主成分/绝对主成分受体模型开展污染溯源研究。结果表明：研究区主要潜在生态风险因子为汞，5种土地利用类型综合潜在生态危害处中等风险以上的占比由高至低依次为道路>建设用地>林地>裸地>草地，整体土壤环境质量中等;土壤中铬、镍、铅、砷的累积来自工业源，汞与砷来自大气沉降源，镉受自然源和农业活动的共同影响，铜、铅来自移动源。

关键词: 草原, 煤矿, 土壤, 重金属, 溯源

Abstract: In order to study the pollution sources and distribution characteristics of soil heavy metals around coal mine in the grassland district of Ordos City,the single factor index,geo-accumulation index and potential ecological risk index were used to evaluate the soil environmental quality in the mining area,and based on correlation analysis,principal component analysis/absolute principal component score receptor model to carry out pollution traceability research. The results showed that the main potential ecological risk factor in the study area is mercury (Hg). The overall potential ecological hazards of the five types of landuse were in the order of road > construction site>woodland>bare land>meadow from high to low. The overall soil environmental quality was medium. The accumulation of Chromium (Cr),Nickel (Ni),Plumbum (Pb),and Arsenic (As) in the soil came from industrial sources. Hg and As came from atmospheric deposition sources. Cadmium (Cd) was affected by natural sources and agricultural activities. Cuprum (Cu),Pb came from mobile sources.

Key words: Grassland, Coal Mine, Soil, Heavy metals, Source analysis

中图分类号:

杨洁, 周晓芳, 王新富, 顾昕, 陈阳, 高良敏, 陈晓晴. 基于PCA/APCS的草原区煤矿土壤重金属环境质量评价与定量溯源研究[J]. 草地学报, 2021, 29(3): 537-544.

YANG Jie, ZHOU Xiao-fang, WANG Xin-fu, GU Xin, CHEN Yang, GAO Liang-min, CHEN Xiao-qing. Environmental Quality Evaluation and Quantitative Tracing Heavy Metals in Coal Mine Soils in Grassland Based on PCA/APCS[J]. Acta Agrestia Sinica, 2021, 29(3): 537-544.

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参考文献

[1] 袁建梅,杨德敏,郭呈宇,等. 重庆市煤矿区土壤重金属污染评价研析[J]. 环境影响评价,2019,41(2):58-62
[2] 仝双梅,连国奇,杨琴,等. 矿区农田土壤重金属污染评价与研究[J]. 金属矿山,2019(6):189-194
[3] 熊鸿斌. 淮南煤矿区土壤重金属污染分布特征及污染溯源研究[J]. 合肥工业大学学报(自然科学版),2015(5):686-693
[4] 姚世厅,赵峰华,黄勇,等. 北京市大台煤矿区土壤重金属污染及风险评价[J]. 环境科学与技术,2016,39(S2):429-436
[5] 刘巍,杨建军,汪君,等. 准东煤田露天矿区土壤重金属污染现状评价及来源分析[J]. 环境科学,2016,37(5):1938-1945
[6] 比拉力·依明,阿不都艾尼·阿不里,师庆东,等. 基于PMF模型的准东煤矿周围土壤重金属污染及来源解析[J]. 农业工程学报,2019,35(9):185-192
[7] 王道涵,王营军,赵晓亮. 内蒙古草原煤矿区周边土壤汞分布特征[J]. 地球与环境,2019,47(2):170-176
[8] 张继舟,于志民,孙涛,等. 草原土壤重金属含量空间变异与污染评价—以大庆市及周边地区为例[J]. 草地学报,2016,24(1):12-21
[9] 范倩倩,赵安周,王金杰,等. 1982—2015年黄土高原NDVI时空演变及其对气候变化的季节响应[J]. 生态学杂志,2020,39(5):1664-1675
[10] 李凯荣,闫宝环,时亚坤. 黄土高原南缘煤矸石废弃地不同植物对重金属污染的耐受性研究[J]. 草地学报,2013,21(6):1093-1100
[11] 国家环境保护总局. HJ/T 166-2004土壤环境监测技术规范[S]. 北京:中国环境科学出版社,2004:4-13
[12] 王淑梅,张众. 电感耦合等离子体发射光谱仪测定铬镍合金中杂质元素[J]. 材料开发与应用,2020,35(2):18-22
[13] 国家环境保护总局. 中国土壤元素背景值[M]. 北京:中国环境科学出版社,1990:94-246
[14] 生态环境部. GB15618-2018土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准[S]. 北京:中国标准出版社,2018:2
[15] 胡海文. 煤矿区土壤重金属的迁移分布及污染溯源研究[D]. 合肥:合肥工业大学,2015:4-6
[16] 杨子鹏,肖荣波,陈玉萍,等. 华南地区典型燃煤电厂周边土壤重金属分布、风险评估及来源分析[J]. 生态学报,2020,40(14):4823-4835
[17] 陈顺钰,赵雅曼,李宗勋,等. Pb、Cd和酸胁迫对宽叶雀稗种子萌发、幼苗生长及抗氧化酶活性的影响[J]. 草地学报,2018,26(5):1173-1180
[18] 侯静静,李葆春,汪军成,等. NaCl胁迫下盐生草在不同重金属处理下的萌发特性分析[J]. 草地学报,2019,27(1):112-122
[19] Zaharescu D G,Hooda P S,Soler A P,et al. Trace metals and their source in the catchment of the high altitude Lake Respomuso,Central Pyrenees[J]. Science of the Total Environment,2009,407(11):3546-3553
[20] 王丽,王力,和文祥,等. 神木煤矿区土壤重金属污染特征研究[J]. 生态环境学报,2011,20(8):1343-1347
[21] 闫莎莎,张文泉. 煤矸石中铅、铬、镉的溶出性能[J]. 化工环保,2020,40(4):436-441
[22] 王起超,沈文国,麻壮伟. 中国燃煤汞排放量估算[J]. 中国环境科学,1999(4):31-34
[23] 崔邢涛,栾文楼,宋泽峰,等. 石家庄城市土壤重金属空间分布特征及源解析[J]. 中国地质,2016,43(2):683-690
[24] Rothbaum H P,Goguel R L,Johnston A E,et al. Cadmium accumulation in soils from long-continued applications of superphosphate[J]. Journal of Soil Science,1986,37(1):99-107
[25] Yamaguchi N,Kawasaki A,Iiyama I. Distribution of uranium in soil components of agricultural fields after long-term application of phosphate fertilizers[J]. Science of the Total Environment,2009,407(4):1383-1390
[26] Garcia R,Maiz I,Millan E. Heavy Metal Contamination Analysis of Roadsoils and Grasses from Gipuzkoa (Spain)[J]. Environmental Technology Letters,1996,17(7):763-770
[27] 郭伟,孙文惠,赵仁鑫,等. 呼和浩特市不同功能区土壤重金属污染特征及评价[J]. 环境科学,2013,34(4):339-345
[28] 李卫平,王非,杨文焕,等. 包头市南海湿地土壤重金属污染评价及来源解析[J]. 生态环境学报,2017,26(11):1977-1984

基于PCA/APCS的草原区煤矿土壤重金属环境质量评价与定量溯源研究

Environmental Quality Evaluation and Quantitative Tracing Heavy Metals in Coal Mine Soils in Grassland Based on PCA/APCS

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[1]	佘延娣, 杨晓渊, 马丽, 张中华, 王党军, 黄小涛, 马真, 姚步青, 周华坤. 退化高寒草甸植物群落和土壤特征及其相互关系研究[J]. 草地学报, 2021, 29(S1): 62-71.
[2]	秦海蓉, 陈长成, 胡月明, 王立亚, 肖武, 赵之重, 胡永强, 赵理, 马秉云, 霍俊领, 王福成. 青海省高寒草地土壤侵蚀强度及其空间分布特点[J]. 草地学报, 2021, 29(S1): 104-112.
[3]	姚喜喜, 才华, 李长慧. 封育和放牧对高寒草甸植被群落特征和土壤特性的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(S1): 128-136.
[4]	张振华, 刘振杰, 陈白洁, 李以康. 枯落物添加对三江源区退化高寒草甸土壤碳矿化的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(S1): 156-164.
[5]	姚喜喜, 王立亚, 严振英, 张文娟, 孙海群, 周睿. 放牧对温性荒漠草原植物群落特征与牧草营养品质的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(S1): 165-172.
[6]	黄彩霞, 芦光新, 李欣, 范月君, 周华坤, 王英成, 王志慧, 姚世庭. 产漆酶真菌对高寒草甸土壤有机质矿化特性的研究[J]. 草地学报, 2021, 29(S1): 173-178.
[7]	石国玺, 王芳萍, 马丽, 张中华, 王弋博, 汪之波, 姚步青, 周华坤. 长期、短期增温对高寒草甸AM真菌群落结构的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(S1): 179-189.
[8]	晏和飘, 李文龙, 梁天刚, 周华坤, 曹亚鹏, 廖元成. 青藏高原退化高寒草地恢复对不同措施响应的Meta分析[J]. 草地学报, 2021, 29(S1): 190-198.
[9]	陈国茜, 祝存兄, 李素雲, 周秉荣, 李甫, 曹晓云, 周华坤. 三江源地区土壤水分的地理分区遥感模型构建及时空变化[J]. 草地学报, 2021, 29(S1): 199-207.
[10]	王占青, 张杰雪, 杨雪莲, 黄霞, 陈斯亮, 乔有明. 高寒草甸不同斑块草地土壤微生物多样性特征研究[J]. 草地学报, 2021, 29(9): 1916-1926.
[11]	王晓芬, 吴玉鑫, 肖海龙, 张格非, 陈建纲, 张德罡. 三江源退化高寒草原植物种间亲和性和土壤团聚体特征[J]. 草地学报, 2021, 29(9): 2001-2009.
[12]	郭文章, 井长青, 王公鑫, 侯志雄, 赵苇康. 天山北坡荒漠草原土壤呼吸和生态系统呼吸对降水的响应[J]. 草地学报, 2021, 29(9): 2031-2039.
[13]	赵朋波, 邱开阳, 谢应忠, 赵香君, 陈林, 刘王锁, 李海泉, 孟文芬, 虎学琴, 何毅, 黄业芸, 李亚园. 毛乌素沙地南缘不同固沙灌木下土壤养分的空间异质性[J]. 草地学报, 2021, 29(9): 2040-2048.
[14]	刘晶晶, 尹亚丽, 李世雄, 赵文, 董怡玲, 苏世锋. 不同调控措施对中度退化高寒草甸植被及土壤理化性质的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(9): 2074-2080.
[15]	孟宣辰, 马鹏程, 马杰, 段珍, 韩阳阳, 张吉宇. 黄土高原半干旱区紫花苜蓿覆膜垄沟和施肥效应研究[J]. 草地学报, 2021, 29(9): 2098-2106.