矿业活动加剧了地区表层的重金属污染,特别是露天采矿产生的大量尾矿,会对矿区周围的土壤、河流造成严重的环境问题。本文采集了四川省攀枝花钒钛磁铁矿尾矿库区的45个土壤样品,完成了微量元素(As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、V)含量、赋存形态测试,探讨了该区土壤铬(Cr)等重金属空间分布特征,并进行了土壤环境质量评价。选取攀枝花地区的洁净土壤样品,设置不同浓度梯度添加外源Cr,开展室内土柱实验,模拟Cr污染土壤在自然降雨条件下(干湿交替)Cr的释放迁移及其环境影响。研究获得以下认识和结论:(1)尾矿库区土壤重金属含量与四川省土壤背景值进行对比研究,结果表明,Cd、Cr、Zn、V等超出四川省土壤背景值的元素重金属含量空间分布呈现由尾矿库堆积区向外扩散降低的特点,大部分重金属浓度高值区位于尾矿坝和尾矿库西部的露天采石场,这与尾矿的长期堆放等工业活动具有极强的关联性。(2)利用单因子指数法对尾矿库区土壤进行环境质量评价,结果显示,Cd平均含量轻度污染,部分点位V、Cr含量达到中度污染。地质累积指数法评价结果表明,土壤V达到了中度污染,而富集因子评价结果显示Cd达到了中度人为富集。总体而言,尾矿库周边地区土壤存在重金属轻度污染现象。(3)利用BCR连续提取法对尾矿库地区土壤重金属赋存形态进行分析,生物可利用态占比较高的元素有Cd、Pb、Zn、Cu,环境污染风险较大,而As、V、Cr残渣态占比较高,较为稳定。(4)开展了室内土柱实验,对不同Cr初始浓度土壤进行干湿交替的模拟雨水淋滤,结果表明,初始Cr含量越高的土壤,淋出液中Cr含量对应越高,但每种土壤的累积Cr释放量很少;淋出液中总有机碳(TOC)、pH、电导率、Cr含量呈现相似的变化规律,经淋滤-干旱-再淋滤后,淋出液中各指标含量表现为小幅度上升,而Eh值表现为小幅度降低。原因可能是土壤干旱过程中,微生物呼吸的增加导致土壤中释放出大量不稳定有机物,再淋滤时有机物溶解导致淋出液中溶解有机碳含量的上升;部分难溶态的Cr在干旱时转化为可迁移态,使Cr在重新淋滤时大量释放,干旱过程也可能会增加其它重金属离子的释放,从而导致电导率的上升;干湿交替同样使土壤的含水量、通气性发生改变,经过测试,淋出液中有Cr³⁺的存在,可能是土壤含水量的增加有利于土壤还原环境以及Cr³⁺的生成,所以经过淋滤-干旱后,土柱内部发生还原反应,以CrO₄^2-形式进入土壤中的Cr⁶⁺被土壤有机质还原成Cr³⁺,还原环境又使得Eh值经过干旱-淋滤-再淋滤时相较于前一天降低。(5)对淋滤前后的土壤样品进行Cr含量、形态、有机质含量分析,结果显示,初始Cr含量越高的土壤,经雨水淋滤后留存于土壤中的Cr含量也越高;淋滤后土柱中的Cr主要分布于土壤的中层(6~8cm),而表层土壤Cr含量明显较低;淋滤后土壤中Cr的赋存形态特征分析结果表明,各形态Cr水溶态含量显著减少,而残渣态与可氧化态Cr含量明显增加,可能是因为土壤中水溶态的CrO₄^2-已经在淋滤初期大量释放出来,所以剩余了较多含量的残渣态与氧化态的铬在土壤中;淋滤后土壤中有机质含量显著减少,可能是土柱中的微生物参与厌氧呼吸消耗了有机质。