钒矿区土壤地球化学特征及重金属生态风险评价.pdf

第 14 卷 第 8 期2023 年 8 月Vol.14 No.8August，2023矿 产 勘 查MINERAL EXPLORATION钒矿区土壤地球化学特征及重金属生态风险评价徐勇1，李得路2，3，张晓团1，杨志东1，王少飞2，贺前阳2，3（1.陕西省地质调查院，陕西 西安 710054；2.西安科技大学地质与环境学院，陕西 西安 710054；3.西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院，陕西 西安 710054）摘 要 本文以陕西省商洛市银花河流域中村银花段钒矿区为研究对象，通过测试表层土壤的pH、有机碳、矿物、主量元素及重金属元素等含量，分析其地球化学特征，并评估该区土壤的健康生态风险等级。研究区土壤整体显示碱性的特征，土壤中碳主要以黏土矿物中有机碳的形式赋存。土壤中主要矿物为白云石，其次为石英、斜长石和黏土矿物。土壤主量元素中SiO2含量最高，Al2O3含量次之，其余元素含量较低。土壤中V、Cr、Ni、Cu和Zn元素含量较高，As、Cd、Pb和Hg元素含量相对较低。综合分析认为土壤中Hg、Cd和As这3种元素均污染明显，其余元素无明显污染特征。潜在生态风险综合指数表明研究区土壤整体为轻微中等的污染程度，V元素通过口鼻和皮肤摄入的健康风险性极低。关键词 重金属；生态风险评估；土壤；钒矿区中图分类号：X53；X82 文献标志码：A 文章编号：1674-7801（2023）08-1504-13Soil geochemical characteristics and heavy metals ecological risk assessment in vanadium mining areaXU Yong1，LI Delu2，3，ZHANG Xiaotuan1，YANG Zhidong1，WANG Shaofei2，HE Qianyang2，3（1.Shaanxi Institute of Geological Survey，Xi an 710054，Shaanxi，China；2.College of Geology and Environment，Xi an University of Science and Technology，Xi an 710054，Shaanxi，China；3.Geological Research Institute for Coal Green Mining，Xian University of Science and Technology，Xi an 710054，Shaanxi，China）Abstract:In this paper，the vanadium mining area in Zhongcuan-Yinhua Section of the Yinhua River Basin in Shangluo City，Shaanxi Province was taken as the research object.The pH，organic carbon，mineral，major element and heavy metal content of the surface soil were tested to analyze its geochemical characteristics，and the health and ecological risk level of the soil in this area was evaluated.The soil in the study area showed alkaline doi：10.20008/j.kckc.202308018收稿日期 2022-02-16；修回日期 2022-05-27基金项目 本文受陕西省公益性地质项目（201907）资助。第一作者简介 徐勇，男，1986年生，博士，高级工程师，主要从事环境地球化学研究工作；E-mail：。引用格式 徐勇，李得路，张晓团，杨志东，王少飞，贺前阳.2023.钒矿区土壤地球化学特征及重金属生态风险评价 J.矿产勘查，14（8）：1504-1516.Xu Yong，Li Delu，Zhang Xiaotuan，Yang Zhidong，Wang Shaofei，He Qianyang.2023.Soil geochemical characteristics and heavy metals ecological risk assessment in vanadium mining area J.Mineral Exploration，14（8）：1504-1516.1504第 14 卷 第 8 期徐勇等：钒矿区土壤地球化学特征及重金属生态风险评价characteristics as a whole，and the carbon in the soil was mainly in the form of organic carbon in clay minerals.The main minerals in the soil are dolomite，followed by quartz，plagioclase and clay minerals.The content of SiO2 is the highest，the content of Al2O3 is the second，and the content of other elements is low.The contents of V，Cr，Ni，Cu and Zn in soil are high，while the contents of As，Cd，Pb and Hg are relatively low.Comprehensive analysis showed that Hg，Cd and As in soil were obviously polluted，and the other elements had no obvious pollution characteristics.The comprehensive index of potential ecological risk showed that the soil in the study area was slightly to moderately polluted，and the health risk of element V ingested through mouth，nose and skin was very low.Keywords:heavy elements；ecological risk assessment；soil；vanadium mine0引言长期采矿活动和尾矿库堆积可将重金属元素迁移至土壤中，对矿区周边环境造成一定程度的污染（雷龙等，2021；顾会等，2022），当污染程度超过临界值后会对当地农作物及人体健康等造成明显危害（赵云青等，2019；孙厚云等，2021；俞佳等，2021）。因此探明土壤地球化学特征，揭示重金属元素的污染程度与生态风险对矿区周边环境评价具有重要意义。钒是一种高熔点的金属矿产，通常赋存于钒钛磁铁矿和含钒石煤中（徐林刚等，2022）。中国钒资源储量巨大，位居世界排名第一，主要分布在四川、河北、湖南和陕西等省份（高永璋，2019）。钒矿的开采及堆积会对当地水土环境造成不同程度的污染，邵慧琪等（2020）通过对钒矿冶炼厂区域中土壤及植物中的重金属含量测定，明确了不同类型陆生植物对重金属元素的富集能力，并发现钒矿冶炼厂堆矿区V元素超标近83倍，Cr、As和Cd重金属元素也超标2倍。林海等（2016）发现钒矿区周边土壤中V、Cr和Cd污染较为严重，且植物体内V元素含量相对较高。李静等（2008）认为土壤重金属元素受矿山开采活动影响，污染程度随矿区距离越近而逐渐严重。钒矿开采及尾矿库堆放对周边生态环境具有危害性，受矿区污染物数量逐渐扩大及常年降雨淋虑等因素的影响，污染元素迁移破坏生态环境，并可通过食物链危害人类健康（武永锋等，2007；马明杰等，2020）。因此对钒矿区土壤的重金属特征研究亟待加强。本文通过测定陕西省商洛市钒矿集中开采区周边土壤的pH、TC、TOC、XRD、主量元素和重金属元素含量，明确其重金属元素地球化学特征，并综合地累积指数、富集因子、内梅罗单因子和潜在生态风险指数等生态评价方法，了解该区钒矿开采对土壤中重金属的污染情况，为钒矿集中开采区土壤环境评价及生态环境修复提供理论依据。1材料与方法1.1研究区概况银花河流域中村银花段钒矿区地处陕西省商洛市（图1），发育山地侵蚀构造地形，出露岩性以寒武系和奥陶系碎屑岩及碳酸盐岩为主（薛玉山等，2020）。区内地形起伏较大，海拔一般 8001500 m，平均海拔1100 m。沟谷中主沟系主要以NS向展布，沟谷横断面多呈“V”字形（高波等，2016）。坡陡沟狭，水系发育，地形复杂，局部山体溶蚀发育，坡体受沟谷切割严重。由于受采矿活动影响，区内沟谷有大量矿渣堆积，高陡边坡、危岩陡壁发育。钒矿主要赋存在下寒武统水沟口组地层中（夏长玲等，2015）。岩性为灰色、灰白色白云岩、灰黑色硅质岩、黏土岩和板岩等（齐建锋等，2020；刘思聪等，2021）。1.2样品采集与测试本次土壤样品采集方法采用5个子样点组合采样法采集。使用竹铲挖取距离地表20 cm深度以内的表层土壤，面积约为25 cm25 cm，每个采样区域选择相距约1 m的5个分点，各分点样品采集500 g后混合均匀为一个样本（共2.5 kg），用牛皮纸袋收集，并剔除杂草、动植物残体等异物。本次研究共采集土壤样品20件及矿渣样品2件（图1）。野外工作结束后，立即将样品放在60的恒温干燥箱中。经过18 h干燥后，过10目尼龙网筛。之后，将样品用研钵磨制约100目和200目分别用于不同的测试15052023 年矿产勘查类型。为减少样品受到人为因素影响，所有与样品接触过程中均使用新的一次性手套。具体测试方法如下：pH 值测定：称取 10 目土壤样品 20 g，按照 1 2.5的比例与超纯水混合均匀，待静止后，使用上海雷磁pH计PHS-25仪器测定，测试精度为0.01。总碳（TC）测试：称取100目的样品20 mg，用锡箔纸包裹，放入Elementar vario TC测试仪中测试，标准物质采用浓度为 99.99%的 CaCO3，测试温度约950C，压力900 MPa，测试误差小于0.01%。总有机碳测试（TOC）：在外加热的条件下（油浴温度为 180C，沸腾 5 min），用一定浓度的重铬酸钾-硫酸溶液氧化土壤有机质（碳），剩余的重铬酸钾用硫酸亚铁来滴定，从所消耗的重铬酸钾量，计算有机碳的含量。主量元素测试：将100目的土壤样品进一步磨制至200目，将其送入开式马弗炉，升温至950C，在HClO4和HF中溶解。采用AA-6800原子吸收光谱X射线荧光（XRF）和UV-2600紫外可见分光光度计对主要元素进行了测试。重金属元素测试：对于 Cd、Cu、Pb、Cr、Zn和 Ni含量采用电热板消解方法，称取0.1 g的200目样品置于聚四氟乙烯坩埚中，用优级纯的硝酸、氢氟酸和高氯酸消解在电热板上消解约5 h，后加1 1的王水浸提至 50 mL，过 0.45 m 滤膜，在 PE 公司生产的 ICP-OES（OPTIMA8000）上进行测试对于 As 和Hg元素，称取200目样品0.1 g，用1 1的王水消解后采用原子荧光法（AFS）测定，测试仪器采用AFS-9700，重金属元素测试标准物质均采用GBW07452。矿物含量测试：称取 100 目土壤粉末样品约30 mg，置于D8 ADVANCE型X衍射仪中，衍射角度范围为560，衍射增量为0.02，根据ICDD粉末衍射图确定矿物类型和相对含量，分析误差小于5%。1.3评价方法1.3.1地累积指数法地累积指数法（Igeo）被广泛应用到土壤重金属的污染评价中，是目前国内外普遍使用的土壤污染评价方法之一（梁雅雅等，2019）。该指数不仅反映了重金属分布的自然变化特征，而且可以判别人为活动对环境的影响，是区分人为活动影响的重要参数（Mller，1969；Frstner and Mller，1981；Ghre et al.，2011），其计算公式如下：Igeo=log2 Cn1.5 Bn（1）式（1）中，Igeo表示地累积指数，Cn表示土壤中某一元素的实测值，Bn表示该元素的背景值，本次研究采用 西安地区多目标区域地球化学调查报告（2020）（王北颖等，2020）（表1）中给出的陕西省土壤重金属背景值进行计算。常数1.5为成岩过程中重金属含量自然波动的校正系数。根据地累积指数值（Igeo）在0，0Igeo1，1Igeo2，2Igeo3，3Igeo4，4Igeo5和Igeo5范围内分别指示无污染，轻度污染，中度污染，中度重度污染，重度污染，重度极重度污染和极重污染7个等级（王辉等，2021）。图1银花河流域地理位置图（a）与土壤采样位置图（b）1506第 14 卷 第 8 期徐勇等：钒矿区土壤地球化学特征及重金属生态风险评价1.3.2富集因子法前人研究表明，富集因子法可以用于指示土壤的污染程度（Buat and Chesselet，1979；张富贵等，2022），计算公式如下：EF=（Me/Fe）样品/（Me/Fe）背景值（2）式（2）中Me代表某一种元素，分子中的含量为沉积物样品测量值，分母中的Me以及Fe的含量则采用区域背景值。一般认为EF1.5则指示了研究区域处于污染状态（Sutherland，2000；Kara et al.，2014）。此处我们采用的Fe的背景值为3.15%。1.3.3内梅罗污染指数法内梅罗单因子指数法可用于评价土壤中重金属的污染程度（高杨等，2018）。其计算公式为：Pi=Ci/SI（3）式（3）中，Pi为重金属元素的污染指数；Ci为重金属含量的实测值；SI为土壤环境质量标准（二级标准值，表2），单因子土壤单项污染指数（Pi）在1，1Pi2，2Pi3，35分别指示无污染，轻微污染，轻度污染，中度污染和重度污染的等级（张永康等，2018）。此外，综合污染指数可突出污染较重的重金属污染物的作用（毛香菊等，2015；谢志宜等，2016）。计算方法如下：P综=(P)2+Pimax22（4）P=i=1nwiPii=1nwi（5）式中（4、5）：P综为样品点的综合污染指数；Pimax为i样品点重金属元素中单项污染指数的最大值；P为内梅罗单因子指数的平均值；w是重金属对环境的影响权重（张云霞等，2018）（表 3）。P综 0.7，0.7 P综 1.0，1.0 P综 2.0，2.0 3.0分别指示安全，警戒线，轻污染，中污染和重污染污染程度等级（贺灵等，2021）。1.3.4潜在生态风险指数法潜在生态风险指数法（RI）也可用于评价重金属的生态风险状况（庞文品等，2016），其表达式为：Cfi=C表i/Cni（6）Eri=TriCfi（7）RI=i=1nEri（8）式（68）中，Cfi为某个重金属的污染系数；C表i为表层沉积物重金属实测值；Eri是某个重金属的潜在生态风险指数；Cni为参比值，本研究采用水系沉积物重金属元素的背景值；Tri为各重金属的毒性响应系数；Eri是描述某一污染物从低到髙的5个变化等级的值，而RI是描述多个污染物的风险系数的综合值，RI 在150，150RI300，300E600 和 E600分别指示轻微，中等，强和很强4个污染等级（陆泗进 等，2014）。参 考 Hakanson（1980）、徐 争 启 等（2008）研究成果，本次研究中Cr、Cu、Cd、Pb、Ni、Zn、As、Hg 的毒性系数 Tri分别取值为 2、5、30、5、5、1、10、40。1.3.5危险商法土壤的重金属可以通过口鼻吸入和皮肤接触方式进入人体造成健康危害（高凤杰等，2020）。危险商法可用于对矿区土壤重金属元素直接经口鼻和皮肤摄入途径下造成的健康风险进行评价，定量评价污染物对人体健康危害的概率（生态环境部，2013），计算公式如下：ADDoral=Csoil IRh ED EF CFBW AT 365（9）HQ=ADDRfD（10）式中：ADDoral代表重金属直接经口和皮肤摄入的平均摄取量，mg/（kgd）；Csoil为土壤中V的质量浓度，mg/kg；IRh为摄入率，mg/d，取100 mg/d；ED为暴露年限，a，取 30 a；EF为暴露频率，d/a，取 350 d/a；CF为转化因子，kg/mg，取110-6 kg/mg；RfD为重金表1陕西省土壤重金属背景值元素含量Cu21.4Zn69.4Cd94Pb21.4As11.1Cr62.5Hg30V66.9Ni28.8注：带的组分为ng/g；其他为g/g。表2 土壤环境质量标准值 二级标准（mg/kg）pH值pH7.5所对应的标准。单因子指数结果显示土壤样品中 Cd和 As的平均值都在 1-2之间，指示轻微的污染程度，其余元素单因子指数平均值图6TC和TIC与SiO2相关性图解aTC与SiO2含量相关性；bTIC与SiO2含量相关性图7TC和TIC与MgO及CaO相关性图解aTC与MgO含量相关性；bTC与CaO含量相关性；cTIC与MgO含量相关性；dTIC与CaO含量相关性15112023 年矿产勘查表7土壤/矿渣样品黏土矿物中主量元素含量（%）样品编号GBT-1LDP-1NGT-1LJCW-1GST-1ZC-1ZC-2ZC-3ZC-4ZC-5ZC-6ZC-7ZC-8YH-1YH-2YH-3HYT-1HYT-2HYT-3HYT-4LJCW-2(矿渣)QLG-1(矿渣)SiO266.0260.4564.6147.2468.3969.3167.7667.2977.7165.4056.5178.2354.2168.7958.4458.1164.4458.7663.0580.6385.5938.35Al2O314.4012.7413.8110.5913.3912.4013.4013.168.5513.6410.188.098.8713.8113.0512.0814.4112.5814.047.862.4315.04TFe2O35.517.525.765.435.015.025.165.063.485.254.103.423.935.306.514.946.204.825.683.061.3719.70MgO1.663.222.117.391.371.391.491.231.262.271.501.354.161.223.622.202.071.892.020.930.350.80CaO0.883.131.298.600.931.100.891.171.722.1110.712.1310.130.753.636.901.336.401.661.010.276.98Na2O1.133.051.410.050.730.611.290.610.621.080.450.701.300.870.890.711.340.461.230.590.050.73K2O2.632.763.402.313.112.152.332.511.792.791.941.771.082.582.592.272.533.032.661.770.421.13P2O50.080.190.170.180.100.130.070.180.080.150.130.080.160.100.130.220.080.200.130.100.150.35MnO0.100.150.080.090.060.100.090.090.080.100.080.080.080.100.100.090.120.140.110.080.030.11TiO20.781.240.700.690.780.710.820.780.480.760.600.490.490.730.950.660.930.710.810.410.100.68烧失量6.676.026.7017.755.996.786.657.673.816.4313.633.2015.225.6510.2011.736.6010.848.633.096.9710.96表8土壤/矿渣样品微量元素含量表（mg/kg）样品编号GBT-1LDP-1NGT-1LJCW-1GST-1ZC-1ZC-2ZC-3ZC-4ZC-5ZC-6ZC-7ZC-8YH-1YH-2YH-3HYT-1HYT-2HYT-3HYT-4LJCW-2(矿渣)QLG-1(矿渣)V80.12161.2391.25106.31102.04104.4787.56104.2558.85122.5777.3756.5559.0171.27110.69126.0691.1768.18159.2771.192957.14701.03Cr28.7415.4738.5440.5390.39103.8367.3682.8162.4697.1670.0531.2429.5251.5748.9263.3435.6951.10309.67130.30231.98919.34Ni27.2653.8526.9727.0535.8438.3831.9038.0419.1441.3027.5315.9120.5429.0531.6637.2131.1329.08104.1725.45185.75139.43Cu20.1739.7416.0834.7634.2927.6823.3040.5815.0634.7526.8512.929.2022.8432.9837.2825.3924.36163.8520.92230.27367.04Zn63.70214.0851.6388.0663.9176.1168.5397.2436.0486.0349.1430.4322.7947.7783.1264.8364.3269.53269.6354.431707.51322.98As21.611.813.214640.617.416.917.19.8216.922.49.0412.727.118.628.415.321.919.112.527.612.0Cd0.1710.300.160.520.160.170.110.260.100.310.150.240.140.090.280.340.130.480.300.1333.311.31Pb15.7311.298.3918.7517.2522.5319.6924.769.4117.353.586.432.849.7118.4814.4312.6810.2851.378.539.60154.27Hg（ug/kg）62.213372.935576.570.980.073.248.182.657.937.152.963.512696.361.132.368.237.997541.11512第 14 卷 第 8 期徐勇等：钒矿区土壤地球化学特征及重金属生态风险评价小于 1，显示无污染的特征。值得注意的是样品LDP-1的Cd元素及LJCW-1的As元素单因子表现出极高的特征（分别为17.167和7.300），也表明该两个元素受尾矿堆放及采矿活动影响较大。各个土壤采样点计算的综合污染指数结果表明P综合含量及分布范围整体差异不大，55%样品的P综合都小于0.75，指示安全的污染程度，土壤的污染水平为清洁；20%样品的P综合位于警戒线附近；另外有15%和10%的土壤样品污染程度分别为轻污染和重污染，其中 LDP-1 和 LJCW-1 的 P综合分别为12.310%和5.257%，指示了土壤受到严重的污染情况（表11，图9）。此方法与前述两种生态风险评价结果一致，表明该地区土壤重金属污染受尾矿堆放及采矿活动影响较大。潜在生态风险综合指数（RI）结果表明，受Cd和Hg元素的影响，研究区90%土壤样品的RI分布小于300，表明研究区潜在生态风险综合指数为轻微中等的污染程度。样品 LDP-1 和 LJCW-1 的 RI值分别为3500.050和790.587，为很强的污染程度，表明越靠近矿区尾矿库，土壤的潜在生态风险综合污染程度越高。研究区土壤V元素危险商法计算结果见表12，其HQ为0.0080.024（平均0.014），表明研究区周围居民 ADDoral远低于 RfD，对身体产生 V健康风险可能性极低，这与地累积指数和富集因子法评价的结果一致。图8土壤样品中TiO2和V元素相关性图解表9土壤/矿渣样品重金属地累积指数样品编号GBT-1LDP-1NGT-1LJCW-1GST-1ZC-1ZC-2ZC-3ZC-4ZC-5ZC-6ZC-7ZC-8YH-1YH-2YH-3HYT-1HYT-2HYT-3HYT-4LJCW-2（矿渣）QLG-1(矿渣)土壤样品平均值Hg0.4671.5630.6962.9800.7660.6560.8300.7020.0960.8760.364-0.2790.2330.4971.4851.0980.441-0.4780.600-0.2484.437-0.1310.667Cr-1.706-2.599-1.282-1.210-0.0530.147-0.477-0.179-0.5860.052-0.421-1.586-1.667-0.862-0.938-0.566-1.393-0.8761.7240.4751.3073.294-0.700Cu-0.6700.308-0.9980.1150.095-0.214-0.4620.338-1.0920.114-0.257-1.313-1.802-0.4910.0390.216-0.338-0.3982.352-0.6182.8433.515-0.254Zn-0.7091.040-1.012-0.241-0.704-0.452-0.603-0.098-1.530-0.275-1.083-1.774-2.192-1.124-0.325-0.683-0.695-0.5821.373-0.9364.0361.633-0.630Cd0.2706.1910.2001.8860.1640.227-0.3980.888-0.4531.1180.0600.7490.020-0.6800.9851.270-0.1171.7791.089-0.1747.8843.2170.754Pb-1.029-1.508-1.935-0.775-0.896-0.511-0.705-0.375-1.770-0.888-3.166-2.320-3.497-1.725-0.797-1.154-1.340-1.6430.678-1.912-1.7412.265-1.364As0.376-0.497-0.3353.1321.2860.0640.0220.038-0.7620.0220.428-0.881-0.3910.7030.1600.770-0.1220.3950.198-0.4140.729-0.4720.210Ni-0.6640.318-0.680-0.675-0.269-0.171-0.437-0.184-1.174-0.065-0.650-1.441-1.073-0.572-0.448-0.215-0.473-0.5711.270-0.7632.1041.690-0.447V-0.3250.684-0.1370.0830.0240.058-0.1970.055-0.7700.289-0.375-0.827-0.766-0.4940.1410.329-0.138-0.5580.666-0.4954.8812.804-0.13815132023 年矿产勘查2.6综合评价结果土壤中重金属元素污染结果见表13，虽然各种评价结果显示各元素的污染程度有所差异，本研究综合分析地累积指数、富集因子和内梅罗单因子等方法，认为Hg、Cd和As这3种元素均有不同程度的污染，其余元素无明显污染特征。潜在生态风险综合指数结果显示研究区土壤整体为轻微中等程度污染，危险商法表明研究区V元素通过口鼻和皮肤摄入的健康风险性极低。表11土壤综合污染指数及潜在生态风险综合指数计算结果样品编号GBT-1LDP-1NGT-1LJCW-1GST-1ZC-1ZC-2ZC-3ZC-4ZC-5ZC-6ZC-7ZC-8YH-1YH-2YH-3HYT-1HYT-2HYT-3HYT-4-P0.3162.8940.2431.4070.5050.3400.2930.3750.1870.3840.3250.1950.1990.3410.3640.4580.2710.4040.7660.254Pimax1.08017.1670.6607.3002.0300.8700.8450.8550.4910.8451.1200.4520.6351.3550.9301.4200.7651.0951.7360.625P综合0.79612.3100.4975.2571.4790.6600.6320.6600.3710.6560.8250.3480.4710.9880.7061.0550.5740.8251.3420.477RI171.6063500.050172.533790.587211.718187.278175.724221.906116.453247.987160.092142.928134.308152.792294.401283.999153.108231.767286.050119.537图9样品污染占比柱状图表10土壤/矿渣样品重金属富集因子结果样品编号GBT-1LDP-1NGT-1LJCW-1GST-1ZC-1ZC-2ZC-3ZC-4ZC-5ZC-6ZC-7ZC-8YH-1YH-2YH-3HYT-1HYT-2HYT-3HYT-4LJCW-2(矿渣)QLG-1(矿渣)土壤样品平均值Hg1.1851.8571.3296.8651.6031.4831.6281.5191.4511.6521.4831.1391.4131.2582.0322.0471.0350.7041.2611.30074.7260.2191.712Cr0.2630.1040.3370.3760.9091.0420.6580.8250.9050.9330.8610.4600.3790.4900.3790.6460.2900.5342.7482.1468.5342.3520.764Cu0.5390.7780.4110.9421.0070.8120.6651.1800.6370.9740.9640.5560.3450.6340.7461.1110.6030.7444.2461.00624.7412.7420.945Zn0.5251.2920.4070.7360.5790.6880.6030.8720.4700.7440.5440.4040.2630.4090.5800.5960.4710.6552.1550.80756.5710.7440.690Cd1.03445.8990.9313.2091.0701.1350.7141.7220.9631.9791.2262.3521.1940.5691.4412.3060.7033.3371.7701.424814.7732.2283.749Pb0.4200.2210.2140.5080.5070.6610.5620.7200.3980.4860.1290.2770.1060.2700.4180.4300.3010.3141.3310.4101.0311.1530.434As1.1120.4450.6507.6302.3000.9840.9290.9590.8010.9141.5500.7500.9171.4510.8111.6310.7001.2890.9541.1595.7170.1731.397Ni0.5410.7830.5120.5450.7820.8360.6760.8220.6020.8600.7340.5090.5720.5990.5320.8240.5490.6602.0060.91014.8290.7740.743V0.6851.0100.7460.9220.9590.9800.7990.9700.7961.0990.8890.7790.7070.6330.8011.2020.6920.6661.3201.095101.6331.6760.8871514第 14 卷 第 8 期徐勇等：钒矿区土壤地球化学特征及重金属生态风险评价3结论（1）钒矿区土壤整体显示出碱性的特征，TC含量变化范围较大，为 0.70%4.38%，TOC 含量较低，为0.32%1.40%。矿物以白云石为主，含量为26%47%，石英、斜长石和黏土矿物含量次之，分别为 10%32%、11%20%、16%25%。土壤中的碳主要以有机碳的形式赋存在黏土矿物中。（2）钒矿区土壤中SiO2含量最高，为47.24%80.63%，Al2O3含量其次，为 7.86%14.41%，其余元素含量较低，小于10%。相关性分析结果表明部分 Al2O3也主要来自于陆源碎屑物质，部分 K和 Fe元素主要赋存在黏土矿物中。（3）土壤中 V、Cr、Ni、Cu 和 Zn 元素含量较高，As、Cd、Pb和Hg元素含量相对较低，土壤中V元素主要来自于陆源碎屑输入。生态风险评价结果表明钒矿区土壤中Hg、Cd和As这3中重金属元素污染明显，其余重金属元素无明显污染特征。研究区土壤整体为轻微中等的污染程度，V元素通过口鼻和皮肤摄入的健康风险性极低。注释 王北颖，王会锋，尹宗义，王晓云，任蕊，卢婷，王明霞.2020.西安地区多目标区域地球化学调查报告 R.西安：陕西省地质调查院.参考文献Buat M P，Chesselet R.1979.Variable influence of the atmospheric flux on the trace metal chemistry of oceanic suspended matter J.Earth&Planetary Science Letters，42（3）：399-411.Frstner U，Mller G.1981.Water pollution concentrations of heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons in river sediments：Geochemical background，mans influence and environmental impact J.GeoJournal，5（5）：417-432.Ghre F T H A，Abu R Y，Rosen M A.2011.Application of geoaccumulation index and enrichment factor for assessing metal contamination in the sediments of Kafrain Dam，JordanJ.Environmental Monitoring&Assessment，178（1/4）：95-109.Hakanson L.1980.An ecological risk index for aquatic pollution control a sedimentological approach J.Water Research，14（8）：975-1001.Kara M，Dumanolu Y，Altok H.2014.Spatial distribution and source identification of trace elements in topsoil from heavily industrialized region，Aliaga，Turkey J.Environmental Monitoring and Assessment，186：6017-6038.Li D，Li R，Tan C，Zh