铅(Pb)广泛存在于自然界中, 是已知毒性最大、积累性极强的重金属之一^[1].长期蓄积在人体内会严重损害神经、造血系统及消化系统, 对婴儿、儿童的智力和身体发育影响尤为严重^[2].土壤中Pb可通过食物链进入人体内, 对人体健康造成危害^{[3, 4]}.土壤中Pb除自然源外, 主要来源于汽车尾气, 工矿业生产和污水灌溉等人为源^[5].

近年来, 土壤重金属污染现象引起广泛关注, 国内外学者开展大量关于土壤重金属污染评价和污染空间分布特征方面的研究工作.大量研究表明^[6~8], 基于地统计分析与GIS的方法为解决土壤重金属污染空间分布、污染评价等问题提供了行之有效的途径, 但对于选择合适的参考值来评价重金属污染程度仍是一个难点.

广西作为Pb的五大生产基地之一, Pb矿产丰富.广西典型的喀斯特岩溶地貌使得母岩碳酸盐岩在成土过程中发生淋溶, 重金属易富集, 土壤中重金属背景偏高.西江是珠江流域的主干流, 在广西的流域面积占整个自治区面积的86%, 是广西主要的粮食产区^[9].据《广西区铅锌冶炼行业企业排名》统计, 广西总共有100家铅锌冶炼行业企业, 西江流域上游河池地区铅锌矿活动密集, 包括Pb在内的重金属污染历史遗留问题突出.有学者以土壤环境质量(GB 15618-1995)Ⅲ级为评价标准^{[10, 11]}, 表明刁江整个流域土壤受到不同程度Pb污染.有研究表明^[12], 大环江两岸农田土壤Pb污染问题突出.为了探明西江流域Pb污染分布规律, 基于大尺度的流域土壤Pb污染及空间变异规律研究亟待展开.本研究对西江流域主要农田土壤、有色金属矿区土壤和自然土壤进行实地抽样调查, 考察有色金属矿业活动对流域内土壤Pb积累情况, 以期为流域性土壤Pb环境风险控制提供科学依据.

西江是珠江水系的主干流, 在广西境内的流域面积占整个自治区总面积的86%^[9].研究区域如图 1, 自上游河池地区起至下游梧州地区, 主要以刁江、金城江和大小环江(上游a区)、柳江和红水河(上游b区)黔江和浔江(中游)及西江(下游)等主要河段的沿江区域为主, 涉及5市及14个县(河池市金城江区、南丹县、环江县、罗城县、都安县、宜州市、忻城县、合山市、来宾市、柳州市市辖区、柳江县、柳城县、象州县、金秀县、武宣县、桂平市、平南县、藤县、苍梧县、梧州市).西江流域不仅是广西主要的的粮食生产区, 同时铅锌矿矿产资源极其丰富^{[13, 14]}, 位于桂西北地区的丹池成矿带, 代表性矿床有马鞍山铅锌矿; 位于环江县的北山铅锌黄铁矿库; 位于武宣县的重要铅锌矿产地, 广西武宣县盘龙-古立-朋村铅锌矿等中型铅锌矿.铅锌矿开采历史悠久, 矿业活动密集区, 主要分布在南丹、罗城、金城江、环江、武宣等地.

图 1

Fig. 1

图 1 广西西江流域有色金属矿产示意 Fig. 1 Map showing the nonferrous minerals in the Xijiang River basin of Guangxi

2013年7月至2015年11月, 按照自然土壤、矿区土壤、水田与旱地的分类采样原则, 结合西江流域土地利用类型、矿产点分布与地形, 通过网格布点, 在现有数字底图上确定采样点的基本分布与抽样数, 使样品采集密度保持在每3 km一个.实际采样中, 利用GPS定位, 考虑土地利用类型的变化与地形因素, 对采样点分布进行适度调整, 并对矿区土壤加密布点调查, 最后共采集到土壤样本2594个(图 2), 其中, 自然土壤292个, 均在远离污染源、地势相对比较高、植被发育完好且未明显受到人为扰动影响的自然林地或荒草地采集自然土壤; 矿区土壤178个, 采集于矿厂、冶炼厂遗址、尾砂库等有色金属矿区的无农业种植及矿业密集区周边的非农用土壤; 旱地、水田土壤分别为1384和740个, 主要针对农田相对集中的地区抽样采集, 以使其更具代表性, 一般样点布置于具有一定规模的粮食、蔬菜作物产区, 或以村为单元的居民自种小型耕地土壤, 旱地土壤中种植的作物以甘蔗、玉米最具代表性.土壤样本采集原则：自然土壤, 采用单点采集, 刨去表层枯枝落叶和腐殖质层, 取5~10 cm土层; 矿区与农田土壤均采集多点混合样, 采样深度均在0~20 cm, 四分法保留1 kg后装于布袋中.土样在室内风干, 研磨前去除碎石与植物残体等杂物, 过0.149 mm尼龙筛后备用.样品采集、运输、保存与分析过程中避免与金属器具接触.

图 2

Fig. 2

图 2 广西西江流域土壤Pb调查样点示意 Fig. 2 Map showing the sampling sites for Pb in the Xijiang River basin of Guangxi

样品采用EPA推荐的HNO₃-H₂O₂法消煮, 用石墨炉原子吸收光谱法(AA700, 美国P.E.公司)测定Pb含量.分析过程中加入国家标准土壤样品(GSS-4)和空白进行质量控制, 样品回收率在90%~110%之间, 测定偏差控制在±10%以内, 选10%的样品做重复测试, 相对误差在±5%以内, 分析过程中所用试剂均为优级纯, 所用的水均为超纯水(亚沸水).

目前, 土壤重金属污染评价方法有很多.不同的评价方法适用的范围有所差异, 得出的结果也不尽相同.本研究采用地积累指数法对土壤Pb污染程度进行评价^[15].

地累积指数法^[16]充分考虑了自然地质及人为活动对重金属污染的影响, 广泛地应用到沉积物以及其它物质中重金属积累的污染评价.其表达式如下：

式中, C_i为西江流域土壤重金属污染物i的含量实测值, mg·kg^-1; B_i为污染物i的背景值, mg·kg^-1; k用于校正区域背景值差异(一般取常数1.5, 无量纲).分级标准：I_geo≤0, 无污染; 0＜I_geo≤1, 轻微污染; 1＜I_geo≤2, 轻度污染; 2＜I_geo≤3, 中度污染; 3＜I_geo≤4, 偏重污染; 4＜I_geo≤5, 重污染; I_geo＞5高度污染.

本研究中的农田土壤(水田土壤和旱地土壤)和矿区土壤分别采用《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)以及土壤基线值^[17]作为样品中重金属含量的限量标准值.广西大多数土壤呈酸性或强酸性, 因此农田土壤Pb含量以二级标准限定值250 mg·kg^-1作为参比值, 矿区土壤以三级标准限定值500 mg·kg^-1作为参比值, 自然土壤以一级标准限定值35 mg·kg^-1作为参比值.

利用SPSS 18.0对土壤重金属含量进行经典统计分析, 半变异函数的拟合及相关参数的确定采用GS+7.0进行处理, 样点分布图、空间插值分析均在ArcGIS 10.2平台上完成.

近30年来, 广西西江流域上游河池等地区涉重工业和有色金属矿业活动密集, 土壤环境发生了较大的变化, 需要获得更具代表性土壤污染物背景值, 合理评价土壤污染状况.有学者于1992年曾在研究区内所布的自然土壤样点数偏少(n=30)^[18], 不排除存在一定的偶然性.基于此, 对研究区自然土壤Pb背景值进行再调查, 共采集了292个样品进行统计分析, 自然土壤Pb含量经对数转换后符合正态分布, 因此用几何均值表征自然土壤Pb含量.由于不同地区的地质条件不同, 地球化学特征和人类活动等特点具有很大不同, 因此国家环境质量标准(GB 15618-1995)对于矿区的评价并非十分符合, 若直接采用背景值评价标准太过严格, 因此采用基线值作为背景值和异常值的界限, 具有更加严格的意义^{[19, 20]}.夏增禄^[17]指出对于正态分布的数据, 土壤基线值等于土壤背景值加上2倍的算术标准差, 对于对数正态分布的数据, 土壤基线值等于其几何均值乘以几何标准差的平方.西江流域自然土壤Pb几何均值和标准差分别为51.84 mg·kg^-1和3.285, 含量范围为0.61~1044 mg·kg^-1, 变异系数为1.37, 则可推算出Pb的土壤基线值为559.4 mg·kg^-1.本研究的自然土壤Pb含量高于前人研究的Pb土壤背景值(22.08 mg·kg^-1)的69.65%, 通过单样本T检验结果(P=0.00 < 0.01)表明, 本研究与前人背景值研究结果有显著差异.

西江流域自然土壤Pb含量等级化分布见图 3, 经统计, 58.56%的自然土壤Pb含量高于一级标准限定值35 mg·kg^-1, 主要分布在南丹县、环江县、大化县、金城江区、都安县、宜州市和罗城县.西江流域自然土壤Pb含量(51.84 mg·kg^-1)比广西区^[21](20.5 mg·kg^-1)、北京市(20.24 mg·kg^-1)^[22]、太湖流域(20.39 mg·kg^-1)^[23]、第二松花江流域(16.6 mg·kg^-1)^[23]的Pb背景值高.广西是典型的喀斯特岩溶地貌, 位于桂西北的丹池成矿带, 是我国南方一条重要的北向西有色金属成矿带, 有资料显示, 在凭祥-河池地区存在52200 km²的高Pb异常区^[24], 结合自然土壤Pb空间分布图(图 4), 发现在矿业活动密集区自然土壤Pb含量并没有呈现出较大的差异, 故部分地区自然土壤Pb含量较高与土壤母质有关.

图 3

Fig. 3

图 3 西江流域自然土壤Pb含量等级化分布 Fig. 3 Map showing the Pb content distribution in natural soil in the Xijiang River basin

图 4

Fig. 4

图 4 西江流域自然土壤Pb含量空间分布 Fig. 4 Geographical distribution of Pb content in natural soil in the Xijiang River basin

原数据经对数转换后符合正态分布, 用几何均值表述农田(旱地和水田)和矿区土壤Pb含量(表 1).结果表明, 旱地土壤和水田土壤铅含量分别为116.7 mg·kg^-1和40.63 mg·kg^-1, Pb含量范围分别为1.06~2326 mg·kg^-1和2.12~3464 mg·kg^-1, 极差较大, 表明旱地和水田土壤Pb离散程度与变异程度较大, 说明农田土壤Pb含量受到外界因素影响.以基线值为参照, 旱地土壤和水田土壤的超标率分别为8.09%和2.03%, 以《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)为标准, 超标率分别为16.40%和8.92%, 说明西江流域部分农田土壤存在Pb积累.旱地土壤和水田土壤的变异系数分别为1.30和2.41, 属于强变异程度, 说明农田土壤存在高Pb区域, 与平均值偏离较远^[6].根据独立样本T检验分析结果, 旱地土壤含量显著高于自然土壤(旱地土壤, P=0.00 < 0.01), 水田土壤与自然土壤含量差异不显著(水田土壤, P=0.574>0.05).

表 1 (Table 1)

表 1 西江流域不同土壤类型Pb含量统计值 Table 1 Statistics for Pb concentrations in different types of soil in the Xijiang River basin 土壤类型 N/个 分布类型 算术均值±标准差 /mg·kg-1 几何均值(标准差) /mg·kg-1 范围 /mg·kg-1 中位数 /mg·kg-1 变异系数 超出基线值/% 超标率 /% 旱地土壤 1384 对数正态 218.6±284.6 116.7(3.229) 1.060~2326 126.2 1.30 8.09 16.40 矿区土壤 178 对数正态 3235±11100 655.9(6.345) 12.36~135800 637.6 3.43 54.95 57.69 水田土壤 740 对数正态 93.26±225.1 40.63(3.042) 2.12~3464 35.13 2.41 2.30 8.92 自然土壤 292 对数正态 100.4±137.8 51.84(3.285) 0.61~1044 47.09 1.37 — — 总计 2594 对数正态 376.5±3012 88.77(4.112) 0.61~135800 76.09 8.00 9.86 —

表 1 西江流域不同土壤类型Pb含量统计值 Table 1 Statistics for Pb concentrations in different types of soil in the Xijiang River basin

矿区土壤Pb含量为655.9 mg·kg^-1, 含量范围为12.36~135800 mg·kg^-1, 变异系数为3.43, 属于强变异程度, 与西江流域上游密集矿业活动有关.另外矿区个别土壤Pb含量达上万或十几万mg·kg^-1, 可能采集样品是尾砂或尾砂与矿区耕地土壤混合在一起的缘故.以基线值和《土壤环境质量标准》为标准, 超标率分别为54.95%和57.69%.经过独立样本T经验结果(P=0.00 < 0.01)表明, 矿区土壤Pb含量显著高于自然土壤.河池等地区涉重工业和有色金属矿业活动密集, 尤其是河池地区的南丹县、环江县、金城江、大化县以及来宾的武宣县等地区, 这些地方富含铅锌矿, 加上分布密集的铅锌冶炼行业企业等, 说明矿业活动对西江流域矿区土壤Pb存在明显的积累效应有一定的贡献.

将西江流域土壤以刁江、金城江和大小环江(上游a区)、柳江和红水河(上游b区)黔江和浔江(中游)及西江(下游)等主要河段的沿江区域为主划分不同的流域(表 2).统计结果表明, 土壤Pb含量范围、算术均值、几何均值分别为：0.61~135800、376.5和88.77 mg·kg^-1, 上游a区Pb含量(98.87 mg·kg^-1)显著高于上游b区(64.93 mg·kg^-1)、中游(51.93 mg·kg^-1)及下游(57 mg·kg^-1).上游a区和中游变异系数分别为7.50和4.84显著高于上游b区和下游地区, 属于强变异程度, 西江流域土壤Pb含量受外界干扰, 这可能与上游a区河池地区以及中游武宣地区铅锌矿的开采和冶炼有关.以国家土壤环境质量标准(GB 15618-1995)为参照, 上游与下游矿区土壤样点超标率分别为59.4%和33.3%, 上游农田土壤样点超标率(旱地11.2%, 水田3.44%)明显高于中下游(旱地2.51%, 水田4.63%), 这可能与西江流域上游密集的矿业活动有关.

表 2 (Table 2)

表 2 西江流域不同流域Pb含量统计值1) Table 2 Statistics of Pb concentrations for different river basin soils in the Xijiang River basin 流域范围 N/N1/N2/N3/N4 算术均值±标准差 /mg·kg-1 几何均值(标准差) /mg·kg-1 中值 极小值 极大值 变异系数 上游a区 1867/184/175/1075/433 471.1±3533 98.87(4.830) 85.55 0.77 135800 7.50 上游b区 277/41/0/145/91 125.2±152.9 64.93(3.456) 63.08 1.75 1090 1.22 中游 352/50/2/130/170 142.8±691.2 51.93(3.633) 44.04 0.61 12800 4.84 下游 95/19/1/29/46 89.61±91.99 57.0(2.699) 48.32 1.06 545.8 1.03 1)N、N1、N2、N3、N4分别表示总样本、自然土壤、矿区土壤、旱地及水田土壤的样本量

表 2 西江流域不同流域Pb含量统计值1) Table 2 Statistics of Pb concentrations for different river basin soils in the Xijiang River basin

对研究区土壤Pb数据进行半变异函数拟合, 得到最优模型(表 3).

表 3 (Table 3)

表 3 半变异函数模型拟合参数 Table 3 Parameters of models of the theoretical semivariogram 流域范围 理论模型 变程/m 块金值(C0) 基台值(C0+C) 块金系数 [C0/(C0+C)] 决定系数R2 残差RSS 上游a区 指数模型 4900 0.338 2.521 0.134 0.362 1.120 上游b区 球状模型 45400 0.639 1.356 0.471 0.949 0.036 中游 球状模型 4700 0.070 1.605 0.044 0.294 0.649 下游 高斯模型 6220 0.090 0.666 0.135 0.724 0.015

表 3 半变异函数模型拟合参数 Table 3 Parameters of models of the theoretical semivariogram

块金常数C₀表示测量误差及采样尺度的非连续性而产生的随机变异, 基台值C₀+C表示随机性变异与结构性变异之和, 块金系数C₀/(C₀+C)表示由随机部分引起的空间变异性占总体变异的比例, 土壤Pb含量的空间变异性可根据块金系数大小进行划分.若块金系数 < 25%说明变量有强烈的空间相关性, 25%~50%说明变量有明显的空间自相关, 50%~75%时变量有中等空间自相关, 而>75%时变量空间自相关弱, 变异主要由随机变异组成, 不适合采用空间插值的方法进行Pb含量空间预测^[6].由表 3可知, 西江流域上游a区中游及下游土壤Pb含量具有强烈的空间自相关性, 上游b区土壤Pb含量空间自相关性明显, 反映出西江流域Pb含量的结构性变异较大, 即受植被、地形、气候和土壤母质等自然条件影响显著.

采用普通Kriging插值方法^[25]绘制西江流域Pb含量空间分布图(图 5), 可见西江流域Pb含量空间分布特征明显：由上游至中、下游土壤Pb呈现总体递减趋势, 中游局部地区(武宣县)存在Pb高值, 上游a区Pb含量显著高于其他地区, 主要分布在刁江上游河池地区和红水河大化境内, 且高Pb含量样点在刁江上游的聚集远大于刁江下游都安段.

图 5

Fig. 5

图 5 西江流域土壤Pb含量空间分布 Fig. 5 Geographical distribution of Pb contents in Xijiang River basin of Guangxi

基于土壤类型对西江流域Pb积累状况分析, 西江流域自然土壤Pb含量为51.84 mg·kg^-1, 得出各类型土壤地积累指数(表 4).结果表明, 除自然土壤外, 其他3种类型土壤处于无污染状态(I_geo＜0)的土壤样点为47.97%, 处于轻微-轻度污染的土壤样点为24.27%.其中, 有31.46%的矿区土壤样点表现为偏重-重度污染级别, 农田土壤Pb积累程度在中度以上的土壤约占28.19%.农田土壤总体处于无污染, 局部存在污染.矿区土壤大部分处于污染状态.因此, 基于不同土地利用方式下土壤及农产品的质量安全问题需要进一步研究.

表 4 (Table 4)

表 4 土壤Pb含量地积累指数结果/% Table 4 Geoaccumulation index of Pb in soil/% Igeo 等级划分 旱地土壤 矿区土壤 水田土壤 < 0 无污染 36.39 16.29 80.43 0~2 轻微-轻度污染 43.64 14.04 12.15 2~3 中度污染 13.14 15.17 5.53 3~5 偏重-重度污染 6.82 31.46 1.75 ＞5 高度污染 0. 23.03 0.13

表 4 土壤Pb含量地积累指数结果/% Table 4 Geoaccumulation index of Pb in soil/%

由于土壤母质和人为活动的影响, 不同地区土壤Pb背景值的差异较大, 以县级行政区为单位, 以广西各县市土壤背景值^[18]为标准, 利用地累积指数法对西江流域土壤重金属污染状况进行评价(表 5).结果表明, 西江流域土壤样本Pb总体介于轻度-中度污染之间, 上游a和b区、中游及下游土壤Pb无污染样本所占比例分别为18.53%、35.74%、48.30%和33.68%, 轻微-轻度污染样本所占比例分别为36.42%、29.60%、30.11%和42.11%, 中度污染样本所占比例分别为16.71%、18.05%、14.49%和16.84%, 偏重-重污染样本所占比例分别为22.17%、16.61%、6.25%和7.37%. I_geo大于0的地区在流域内分布广泛, 特别是梧州市、南丹县、宜州市、平南县和河池市金城江区, 上游a区I_geo指数均大于1, 特别是大化县I_geo指数大于3, 偏重-重度-高度Pb污染样本比例高达80%. I_geo < 0的地区有柳江县、藤县和金秀县.

表 5 (Table 5)

表 5 西江流域各县市土壤Pb污染特征 Table 5 Characteristics of Pb pollution in soil in the Xijiang River basin 流域范围 地区 N 背景值 /mg·kg-1 Igeo 污染样本比例/% 无污染 轻微-轻度污染 中度污染 偏重-重污染 高度污染 上游a区 金城江区 192 15.28 1.67 13.02 46.35 13.54 25.00 2.08 南丹县 433 28.73 1.23 30.48 32.56 12.70 13.63 10.62 柳城县 70 19.05 1.19 20.00 44.29 35.71 0.00 0.00 罗城县 64 16.08 1.93 7.81 6.25 0.00 0.00 0.00 环江县 698 21.92 2.15 16.76 31.52 15.62 29.08 7.02 大化县 30 9.63 3.83 0.00 0.00 20.00 66.67 13.33 都安县 223 9.63 1.98 9.42 43.50 22.87 18.83 5.38 宜州市 157 15.32 1.31 20.38 45.22 17.83 16.56 0.00 上游b区 柳州市 7 23.51 1.01 28.57 14.29 57.14 0.00 0.00 忻城县 78 15.26 2.03 21.79 14.10 23.08 41.03 0.00 合山市 10 15.57 1.73 20.00 40.00 20.00 20.00 0.00 兴宾区 105 24.21 0.41 45.71 34.29 11.43 8.57 0.00 象州县 48 26.80 1.05 22.92 45.83 27.08 4.17 0.00 柳江县 29 33.08 -0.19 65.52 27.59 3.45 3.45 0.00 中游 桂平市 99 23.82 0.23 51.52 30.30 11.11 6.06 1.01 武宣县 35 23.21 1.4 17.14 48.57 20.00 11.43 2.86 平南县 85 14.81 0.82 44.71 21.18 18.82 14.12 1.18 藤县 116 47.66 -0.21 56.03 29.31 14.66 0.00 0.00 金秀县 17 74.88 -0.69 58.82 41.18 0.00 0.00 0.00 下游 梧州市 13 17.52 1.37 15.38 46.15 15.38 23.08 0.00 苍梧县 82 24.13 0.61 36.59 41.46 17.07 4.88 0.00

表 5 西江流域各县市土壤Pb污染特征 Table 5 Characteristics of Pb pollution in soil in the Xijiang River basin

Pb广泛存在于自然界中, 土壤中Pb主要受成土母质和人为因素的影响.由于在不同的环境、地质、地理条件下, 其土壤重金属含量背景值会有所不同.由Pb自然土壤含量等级化分级图(图 3)和自然土壤Pb空间分布图(图 4)可以看出, 西江流域自然土壤Pb含量为51.84 mg·kg^-1, 高背景值地区主要分布于大化县、都安县、忻城县、平南县和柳江县, 低背景地区主要分布在南丹县、来宾县和藤县地区.流域上游河池南丹地区矿业活动密集, 但自然土壤Pb含量较低, 由此可以看出, 成土母质对土壤背景值有较大的贡献.

西江流域不同土壤类型以及不同流域土壤类型统计结果显示, 西江流域矿区土壤Pb含量均显著高于农田土壤和自然土壤, 流域上游、中游、下游也有相同的规律.广西西江流域有着丰富的铅锌矿及伴锌矿资源, 上游南丹有色金属矿业经济区, 作为广西六大矿业经济区之一, 包含大厂、五圩和北山这3个矿田, 矿点总数超过200处, 在黔江武宣地区有最为重要的铅锌产地, 结合西江流域Pb空间分布图(图 5), 发现高Pb区域主要分布在河池南丹地区, 黔江武宣地区, 与矿业活动区具有较高的一致性, 表明矿业活动是土壤Pb积累的主要因素.有研究表明^[26], 土壤pH值、有机质、氮磷含量是影响土壤Pb含量的重要因素, 土壤酸化会增强土壤对Pb的富集能力, 而有机质的含量较高则会降低土壤对Pb的富集, 西江流域中游地区是典型的粮食作物主产区, 西江流域不同土壤类型的Pb含量有显著的差异, 除了与工业活动有关, 也与农业活动、土壤质地有一定的关系.

由各县市地积累指数可以看出, 土壤Pb总体介于轻度污染-中度污染之间, 污染区主要集中在上游河池地区的南丹县、环江县、都安县以及武宣地区, 这些地区都主要集中在刁江流域和环江流域.根据研究区土壤Pb空间分布图与流域内的矿产点分布图来看, 流域上游矿业活动释放的含Pb污染物是导致土壤Pb污染的主要来源之一, 西江流域上游b区, 即红水河、柳江流域Pb含量显著低于上游a区(刁江、环江流域), 下游地区(西江)Pb含量显著低于中游(浔江流域), 污染的可能途径包括大气的沉降^[27]、污染物随河流的迁移与污水灌溉, 特别是水体在其中扮演了重要的角色.在工矿业活动区一定范围内, 污染物沿河流分布的特点明显^[28].西江流域的刁江^[29]流域农田和环江流域^[30]周边农田发生过污灌事件, 出现尾矿库垮坝事故, 由于突发性的尾矿及废水泥石流外排, 对尾矿库下游的农田、土壤、地表水体及人畜造成不可估量的严重污染及危害.作为长期处于高度动态变化中的生态系统之一, 加之地形等限制因素的影响, 流域沿岸土壤的污染治理具有挑战性^[31].西江流域上游土壤Pb污染需得到当地政府与居民的长期关注.

(1) 西江流域土壤Pb背景值和基线值分别为51.84 mg·kg^-1和559.4 mg·kg^-1, 通过单样本T检验结果表明, 显著高于前人背景值研究结果(22.08 mg·kg^-1).

(2) 西江流域矿区土壤、旱地土壤和水田土壤Pb含量分别为655.9、116.7和40.63mg·kg^-1, 矿区土壤Pb含量显著高于其他类型土壤.以《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)和土壤基线值为参考值, 超标率分别为57.69%、16.40%、8.92%和54.95%、8.09%、2.03%, 矿区和农田土壤存在明显的Pb积累.矿区土壤Pb含量显著高于其他土壤类型.

(3) 从土壤Pb空间分布来看, 西江流域上游至中、下游土壤Pb呈现总体递减趋势, 流域特征明显, 高Pb含量样点在刁江上游的聚集远大于刁江下游都安段.西江流域土壤样本Pb总体介于轻度污染-中度污染之间, 金城江区及南丹县土壤Pb污染突出, 与当地频繁的矿业活动关系密切.