山西省繁峙县砂河镇大楞地一带汞(Hg)污染治理方法研究
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3 Hg地球化学特征
3.1 研究区Hg地球化学特征 研究区1︰5000土壤测量分析结果显示Hg最大值为
40mg/kg，平均值为0.8mg/kg，变异系数为3.2，变异系数
作者简介：张利明（1982—），男，山西怀仁人，工程师，本科，毕业于中国地质大学（北京）地球化学 专业，现从事矿产、环境等地球化学勘查研究。（邮箱）279726988@
2
（重复样14件），采样密度49.6件/km 。 研究区布置了12条垂向剖面，采样深度140-160cm，采
用连续土柱的方法0-20cm、20-40cm、40-60cm、6080cm、80-100cm、100-120cm、120-140cm，每条剖面采取 7个样品，共采集84个样品，采样过程根据土壤颜色、质 地、湿度等可调整土柱长度。
在国家《土地质量地球化学评价规范》（DZ/T 0295-
2016）二级标准，按照表2所示的土壤单项污染指数环境地
球化学等级划分界限值，分别进行单指标土壤环境地球化
学等级划分（见表2），绘制了Hg环境地球化学等级图（见
图2），统计了Hg元素各地球化学等级土壤分பைடு நூலகம்面积，一等土
2
2
2
壤面积6.7km ，二等土壤面积0.66km ，三等土壤面积0.45km ，
110 地质环境 DIZHIHUANJING
山西省繁峙县砂河镇大楞地一带 汞（Hg）污染治理方法研究
张利明
（山西省地质调查院，山西 太原 030006）
摘要：山西省繁峙县砂河镇境内铁、金、银、铜等矿藏量丰富，同时采冶炼等矿业活动比较发达，二十
世纪八九十年代汞法炼金产业比较兴盛，小到个体户，大到国企。虽然目前该区域汞法炼金已被取缔，但因
2
2
四等土壤面积0.07km ，五等土壤面积0.27km ，Hg环境地球
化学等级特征与含量分布特征基本相近。果园村北Hg五等
2
面积较大为0.212km ，西沙河东南向面积较小，主要位于河
道两侧。
通过调查分析认为研究区Hg污染主要为早期汞法炼金产
生的矿渣堆积引起，虽造成重金属污染，但并未超过农用
地风险筛选值；早期汞法炼金形成的矿渣堆积于苏家口乡
[3]
区内局部Hg重度污染，通过农作物吸收，进入食物链 。金 矿开采促进区内经济增长的同时，环境污染给居民健康带 来了潜在风险。
开展了砂河镇大楞地汞重污染区1︰5万土壤地球化学调 查，依据国家土壤环境质量标准对砂河镇大楞地汞元素污 染为主的重金属元素污染进行了评价，研究了其垂向变化 规律，分析研究了Hg污染源，对Hg元素污染区域进行了植 物修复实验研究，取得了一定效果。
植物修复的思想最早是1983年由美国科学家Chaney提 出，核心是利用超富集植物吸收、富集、降解或固定土壤
[5,7]
中重金属，以实现降解或消除土壤污染的生物技术 。研 究区初期选择了藜麦、玉米、土豆、葵花、甜瓜、黄豆进 行了实验对比，确定了藜麦对Hg具有一定富集作用，后 期通过对藜麦添加不同活化剂促进Hg的转移富集达到修 复目的。
关键词：Hg；富集系数；转运系数；植物修复；污染指数
中图分类号：P618
文献标识码：A
文章编号：1672-7487（2019）04-110-4
繁峙县砂河镇内金属储量丰富，矿产资源品种多、储量 大、品位高、分布广。区内分布若干小金矿，这种金矿规 模较小，二十世纪八九十年代多为家庭作坊式生产，技术 滞后，而汞炼金法在其中扮演着重要的角色，这样导致测
果园村一带、西砂河南、果园村北；苏家口村至果园村一
带地势较高，该区域沿河道形成矿渣堆，部分雨水用于灌
溉农田，由南向北汇入双元渠进行灌溉，故果园村北双元
渠一带Hg污染相对严重。
表2 土壤环境地球化学等级划分界限
等级 土壤环境
颜色 R∶G∶B
一级 P≦1 清洁
0∶176∶80
二级 1﹤P≦2 尚清洁
111 华北自然资源 论文
Huabei Natural Resources
较大说明局部明显富集；高值区主要分布于西沙河、果园 北一带，最大值点位位于西沙河东一带（见图1）。与砂河 镇、山西省Hg背景值进行对比，见表1，可见Hg明显偏高，
[2-4]
远高于我国土壤Hg背景值0.038mg/kg 。
表1 研究区背景值与区域背景值对比值表
分析 研究区 砂河镇 山西省 典型区/ 典型区/ 指标 区背景值 背景值 背景值 砂河镇 山西省
Hg
0.49
0.14 0.03
3.50
16.33
垂向剖面分析结果显示，重金属污染主要集中于表层 020cm，随着深度的变化趋于稳定，说明研究区重金属污染 主要集中于表层。 3.2 研究区汞环境质量评价
土壤污染物Hg的单项污染指数Pi的计算 Pi=Ci/Si 式中，Ci为土壤中分析指标的实测浓度；Si为分析指标
1 研究区概况
砂河镇隶属于山西省忻州市繁峙县，东抵灵丘，西达繁 峙，北接应县，南临五台山，京原铁路、108国道、灵河高 速横贯东西，砂应、省道大石线连接南北，南靠五台山风 景名胜，北邻恒山悬空寺、应县木塔旅游胜地。东接平型 关红色旅游线，是晋东北重要的交通枢纽和旅游中转地。 “南台北恒佛圣地，东京西并滹沱源”便是对砂河地理位 置精练的概括。本次选区位于砂河镇西西沙河至果园村一
2
带，面积10km 。 研究区属北温带大陆性气候，四季分明，夏无酷暑，冬
无奇寒。年平均气温6.3℃，降水量多集中在7-9月，一般 年份平均降水量为400mm左右；砂河镇主要农作物有玉米、
山药、葵花、瓜果等。测区主要土壤类型为砂土。
2 研究方法
根据《土地质量地球化学评价规范》（DZ/T 02952016），参考山西省二调图斑、遥感地质解译图斑，进行 了样品布设，在网格化基础上进行点位调整，采样点位主 要分布于旱地、水浇地、果园等农用地，采集0-20cm连续 土柱，每个点位由3-5个分样组成。共采集土壤样品510件
[1]
此而造成较为严重的重金属汞污染不容忽视 。本次工作选择了繁峙县砂河镇大楞地一带开展了1︰5000土
壤地球化学测量、垂向剖面地球化学测量及生物修复等工作，分析了Hg、Cd、Pb、As、Ag、Zn、Mo、Bi、Cu等
与金矿采冶相关化学指标，确定了Hg重度污染区，进行了Hg植物修复实验，取得了一定效果。
3.1 研究区Hg地球化学特征 研究区1︰5000土壤测量分析结果显示Hg最大值为
40mg/kg，平均值为0.8mg/kg，变异系数为3.2，变异系数
作者简介：张利明（1982—），男，山西怀仁人，工程师，本科，毕业于中国地质大学（北京）地球化学 专业，现从事矿产、环境等地球化学勘查研究。（邮箱）279726988@
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（重复样14件），采样密度49.6件/km 。 研究区布置了12条垂向剖面，采样深度140-160cm，采
用连续土柱的方法0-20cm、20-40cm、40-60cm、6080cm、80-100cm、100-120cm、120-140cm，每条剖面采取 7个样品，共采集84个样品，采样过程根据土壤颜色、质 地、湿度等可调整土柱长度。
在国家《土地质量地球化学评价规范》（DZ/T 0295-
2016）二级标准，按照表2所示的土壤单项污染指数环境地
球化学等级划分界限值，分别进行单指标土壤环境地球化
学等级划分（见表2），绘制了Hg环境地球化学等级图（见
图2），统计了Hg元素各地球化学等级土壤分பைடு நூலகம்面积，一等土
2
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壤面积6.7km ，二等土壤面积0.66km ，三等土壤面积0.45km ，
110 地质环境 DIZHIHUANJING
山西省繁峙县砂河镇大楞地一带 汞（Hg）污染治理方法研究
张利明
（山西省地质调查院，山西 太原 030006）
摘要：山西省繁峙县砂河镇境内铁、金、银、铜等矿藏量丰富，同时采冶炼等矿业活动比较发达，二十
世纪八九十年代汞法炼金产业比较兴盛，小到个体户，大到国企。虽然目前该区域汞法炼金已被取缔，但因
2
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四等土壤面积0.07km ，五等土壤面积0.27km ，Hg环境地球
化学等级特征与含量分布特征基本相近。果园村北Hg五等
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面积较大为0.212km ，西沙河东南向面积较小，主要位于河
道两侧。
通过调查分析认为研究区Hg污染主要为早期汞法炼金产
生的矿渣堆积引起，虽造成重金属污染，但并未超过农用
地风险筛选值；早期汞法炼金形成的矿渣堆积于苏家口乡
[3]
区内局部Hg重度污染，通过农作物吸收，进入食物链 。金 矿开采促进区内经济增长的同时，环境污染给居民健康带 来了潜在风险。
开展了砂河镇大楞地汞重污染区1︰5万土壤地球化学调 查，依据国家土壤环境质量标准对砂河镇大楞地汞元素污 染为主的重金属元素污染进行了评价，研究了其垂向变化 规律，分析研究了Hg污染源，对Hg元素污染区域进行了植 物修复实验研究，取得了一定效果。
植物修复的思想最早是1983年由美国科学家Chaney提 出，核心是利用超富集植物吸收、富集、降解或固定土壤
[5,7]
中重金属，以实现降解或消除土壤污染的生物技术 。研 究区初期选择了藜麦、玉米、土豆、葵花、甜瓜、黄豆进 行了实验对比，确定了藜麦对Hg具有一定富集作用，后 期通过对藜麦添加不同活化剂促进Hg的转移富集达到修 复目的。
关键词：Hg；富集系数；转运系数；植物修复；污染指数
中图分类号：P618
文献标识码：A
文章编号：1672-7487（2019）04-110-4
繁峙县砂河镇内金属储量丰富，矿产资源品种多、储量 大、品位高、分布广。区内分布若干小金矿，这种金矿规 模较小，二十世纪八九十年代多为家庭作坊式生产，技术 滞后，而汞炼金法在其中扮演着重要的角色，这样导致测
果园村一带、西砂河南、果园村北；苏家口村至果园村一
带地势较高，该区域沿河道形成矿渣堆，部分雨水用于灌
溉农田，由南向北汇入双元渠进行灌溉，故果园村北双元
渠一带Hg污染相对严重。
表2 土壤环境地球化学等级划分界限
等级 土壤环境
颜色 R∶G∶B
一级 P≦1 清洁
0∶176∶80
二级 1﹤P≦2 尚清洁
111 华北自然资源 论文
Huabei Natural Resources
较大说明局部明显富集；高值区主要分布于西沙河、果园 北一带，最大值点位位于西沙河东一带（见图1）。与砂河 镇、山西省Hg背景值进行对比，见表1，可见Hg明显偏高，
[2-4]
远高于我国土壤Hg背景值0.038mg/kg 。
表1 研究区背景值与区域背景值对比值表
分析 研究区 砂河镇 山西省 典型区/ 典型区/ 指标 区背景值 背景值 背景值 砂河镇 山西省
Hg
0.49
0.14 0.03
3.50
16.33
垂向剖面分析结果显示，重金属污染主要集中于表层 020cm，随着深度的变化趋于稳定，说明研究区重金属污染 主要集中于表层。 3.2 研究区汞环境质量评价
土壤污染物Hg的单项污染指数Pi的计算 Pi=Ci/Si 式中，Ci为土壤中分析指标的实测浓度；Si为分析指标
1 研究区概况
砂河镇隶属于山西省忻州市繁峙县，东抵灵丘，西达繁 峙，北接应县，南临五台山，京原铁路、108国道、灵河高 速横贯东西，砂应、省道大石线连接南北，南靠五台山风 景名胜，北邻恒山悬空寺、应县木塔旅游胜地。东接平型 关红色旅游线，是晋东北重要的交通枢纽和旅游中转地。 “南台北恒佛圣地，东京西并滹沱源”便是对砂河地理位 置精练的概括。本次选区位于砂河镇西西沙河至果园村一
2
带，面积10km 。 研究区属北温带大陆性气候，四季分明，夏无酷暑，冬
无奇寒。年平均气温6.3℃，降水量多集中在7-9月，一般 年份平均降水量为400mm左右；砂河镇主要农作物有玉米、
山药、葵花、瓜果等。测区主要土壤类型为砂土。
2 研究方法
根据《土地质量地球化学评价规范》（DZ/T 02952016），参考山西省二调图斑、遥感地质解译图斑，进行 了样品布设，在网格化基础上进行点位调整，采样点位主 要分布于旱地、水浇地、果园等农用地，采集0-20cm连续 土柱，每个点位由3-5个分样组成。共采集土壤样品510件
[1]
此而造成较为严重的重金属汞污染不容忽视 。本次工作选择了繁峙县砂河镇大楞地一带开展了1︰5000土
壤地球化学测量、垂向剖面地球化学测量及生物修复等工作，分析了Hg、Cd、Pb、As、Ag、Zn、Mo、Bi、Cu等
与金矿采冶相关化学指标，确定了Hg重度污染区，进行了Hg植物修复实验，取得了一定效果。