赣西某煤矿集中区土壤重金属污染特征、来源解析与健康风险评价

来源：环境科学杂志2025年第1期北京时间：

作者：胡芬,姜烈,陈巧红,何宝南

单位：江西省地质调查勘查院地质环境监测所, 南昌 330002,江西省煤田地质勘察研究院, 南昌 330002,江西省地质调查勘查院地质环境监测所, 南昌 330002,江西省煤田地质勘察研究院, 南昌 330002,江西省地质调查勘查院地质环境监测所, 南昌 330002,江西省煤田地质勘察研究院, 南昌 330002,中国地质大学(北京)水资源与环境学院, 北京 100083

摘要：为研究煤矿集中区周边土壤重金属污染特征、来源及可能产生的人体健康风险,将赣西某煤矿集中区作为研究区,采用内梅罗污染指数法评价了土壤重金属的污染特征,基于自组织神经网络（SOM）刻画了土壤重金属污染特征的关联性,选用EPA建立的模型进行了健康风险评价,最后利用PMF模型对土壤重金属污染进行溯源分析. 结果表明,6种土壤重金属含量均值为0.25~47.47 mg·kg-1,皆高于江西省土壤环境背景值,仅Cd含量均值高于GB 15618-2018中的风险筛选值,且所有重金属变异系数均较高. 内梅罗污染评估表明研究区周边土壤重金属污染状况严重,尤以As、Hg和Cd为典型代表. SOM-K聚类显示Cu、Ni和Cd在研究区西南向煤矿集中区下游一带相关性良好,靠近矿区区域As、Hg、Cu和Pb间相关性较强,Pb的空间分布与其他元素表现出明显的差异性. 健康风险评价表明,手口摄入途径为研究区土壤重金属的主要暴露途径,儿童和成人的综合非致癌风险指数（HI）分别为1.52E+00和2.41E-01,综合致癌风险指数（TCR）分别为4.48E-05和2.85E-05,且As为健康风险的主要贡献指标. 源解析表明研究区土壤重金属受工业降尘源、自然源、煤矿污染源、交通运输源和农业生产源的影响,其贡献率分别为25.62%、22.00%、17.88%、17.84%和16.66%；主要受人类活动的影响,贡献率总占比达78%,与土壤重金属变异系数结果高度一致. 研究结果可为研究区土壤重金属污染防控提供理论依据.

关键词：煤矿集中区,土壤重金属,自组织神经网络（SOM）,PMF模型,健康风险评价,