铜冶炼对周边地区的环境影响：坎科约镇案例研究

《Scientific Reports》：Environmental impact of copper smelting on surrounding areas: case study of Kankoyo Township

　　

摘要

本研究调查了赞比亚铜带省穆富利拉地区一处城市居民点受铜冶炼影响的状况。该居民点与一家建于20世纪30年代初的铜冶炼厂相邻，这一情况对当地的土壤和植被造成了负面影响。研究通过检测表土和底土层的状况，为制定有效的修复策略提供依据。研究采用了分层、按深度分析的多变量方法，分别对表土和底土进行检测，以更深入地了解其特性。分析中考虑了pH值、有机质含量、海拔高度、距铜冶炼厂的距离以及距主干道的距离等因素对各层土壤变异性的影响。研究结果表明，这些土壤总体呈酸性，有机质含量低于平均水平。铜浓度显著偏高，表土中的平均值为3780毫克/千克，底土层中的平均值为1400毫克/千克。此外，距冶炼厂的距离是影响有毒元素分布的主要因素，铜、锌和铅的浓度会随着距离的增加而下降，这证实了冶炼厂排放物对土壤的影响。各类元素的分布特征表明，铜、锌、铅等是人类活动带来的污染物，而铁、砷则属于天然存在的元素。土壤的pH值和有机质含量没有明显的空间变化趋势，但会影响当地有毒元素的留存和迁移能力。研究发现了两种不同的垂直分布规律：铁、铜和锌在土壤中具有较强的相互关联性，并且更深地融入土壤结构中；而铅、镉和砷的向下迁移程度较低，这说明这些元素在土壤中的重新分布受到不同的后期作用机制的影响。污染指数显示，铜和镉的浓度明显偏高，铅和锌的浓度也有一定程度的积累，而铁的浓度则处于背景水平。表层土壤是人类活动污染的主要储存场所，而底土则反映出污染物迁移程度较低。不过，仍有部分变异无法得到解释，这表明可能还有其他环境因素或本研究未涉及的地表过程也在影响着土壤污染状况。所检测的有毒元素浓度从高到低的顺序为铁＞铜＞锌＞铅＞镉＞砷，所有采样点均未检测到汞的存在。