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本文以中国科学院地理科学与资源研究所“一三五”战略科技计划项目“典型稀土矿区特征污染物的环境行为与健康风险”项目为依托，选取内蒙古自治区包头市为研究区域。包头市是内蒙古最大的工业城市，同时是全球轻稀土产业中心。包头市白云鄂博矿区稀土储量以及开采量均居国内首位，随着铁矿以及稀土矿资源开发强度的加大，矿区周围土壤、水体等已不同程度地受到重金属污染物以及放射性核素的影响。因此，研究土壤重金属及放射性核素污染状况及其分布规律并对其环境风险进行评估，可为研究区域内可持续发展的政策措施制定提供决策支撑，为改善生态环境、保障当地居民健康服务，具有重要的理论意义和实践意义。通过对包头市白云鄂博矿区17个采样点（简称“矿区”）以及包头市辖区青山区、九原区、昆都仑区共59个采样点（简称“市区”）现场调研采样以及实验室样品处理及分析，采用ICP-OES仪器测量样品中的Cr、Cu、Pb、Zn的含量，采用ICP-MS仪器测量样品中的Cd含量，对市区和矿区土壤重金属污染现状做出总体描述，通过反距离插值法得出了矿区和市区土壤重金属分布特征;并运用内梅罗综合指数法、地累积指数法、潜在生态风险指数法对土壤中重金属污染进行了评价，筛选出研究区需要重视和控制的污染物;并用风险评估模型估算了市区和矿区土壤重金属对成人和儿童的健康风险。本文运用因子分析法阐明土壤重金属元素Cr、Cu、Pb、Zn、Cd可能的内在关系。此外，本文对白云鄂博矿区28个采样点和市区74个采样点土壤钍元素采用ICP-MS仪器测量其含量，分析区域空间土壤钍含量分布，并通过放射性核素钍的浓度及其同位素组成估算了钍放射性比活度。 本研究表明：⑴市区及矿区土壤重金属含量表明，5种重金属Cd、Cu、Cr、Pb和Zn在土壤中有不同程度地富集，并以Cd和Cr富集最严重，矿区土壤Cd、Cr比中国土壤几何均值高出251.35％和151.31％;市区土壤Cd、Cr比中国土壤几何均值高出97.30％和146.28％。以内蒙古土壤重金属背景值作为基准，矿区土壤Cd、Cr比内蒙古土壤背景值高出602.70％和275.12％;市区土壤Cd、Cr比内蒙古土壤背景值294.60％和271.52％。⑵内梅罗指数计算结果表明:矿区所有采样点位的土壤内梅罗指数平均值为5.67，土壤污染程度级别均为严重污染;市区内梅罗综合指数平均值为3.94，土壤污染程度级别为严重污染。单因子指数计算结果表明:矿区和市区单因子指数最大的重金属元素均为Cd和Cr，矿区Cd和Cr单因子指数平均值为7.35和3.81;市区Cd和Cr单因子指数平均值为4.25和3.84。地累积指数计算结果表明:矿区Cr地累积指数平均值为1.34，级别为中度污染;土壤Cd的地累积指数平均值为2.23，总体污染级别为中度污染到强污染;土壤Pb地累积指数平均值为0.59;Cu地累积指数平均值为0.27;土壤Zn地累积指数平均值为-0.25。市区Cr地累积指数平均值为1.31，污染级别为中度污染;Cd的地累积指数平均值为1.40，表明污染级别总体为中度污染;Pb地累积指数平均值为0.19;Cu和Zn地累积指数平均值分别为-0.13、-0.31。内梅罗指数和地累积指数均说明了市区和矿区土壤5种重金属元素已对当地土壤造成不同程度地污染。⑶潜在生态风险评价结果表明，矿区17个采样点中有1个采样点潜在生态风险等级为轻度污染;2个样点潜在生态风险等级为中度污染;其余14个样点均为中度风险。土壤5种重金属以Cd单项系数值最高，Cd单项系数平均值达220.42。市区潜在生态风险指数平均值为154.08。其中，有34个样点潜在生态风险程度为轻度风险，2个样点为重度风险，23个点为中等风险。包头市区土壤5种重金属同样以Cd的潜在生态风险单项系数值最高，Cd单项系数平均值达127.35。⑷矿区和市区土壤5种重金属的非致癌健康风险指数都小于风险阈值1.0，不会对人体（成人和儿童）产生健康危害。矿区土壤总致癌风险指数为4.76×10-7，Cd和Cr致癌风险均低于癌症风险阈值范围10-6～10-4，表明矿区土壤重金属致癌风险总体较低，对人体基本不造成健康危害。而市区土壤重金属总致癌风险指数为4.77×10-7。所有样点中只有一个样点S-BT-21处Cr致癌风险指数在阈值范围10-6～10-4内，说明对健康有一定致癌风险;其余点位致癌风险指数均低于阈值范围。⑸基于国家《土壤环境质量标准(GB15618-1995)》，采用模糊数学综合评价对白云鄂博矿区和市区土壤中5种重金属Cr、Cu、Pb、Zn、Cd进行评价。结果表明，矿区17个样点中只有3样点土壤质量等级为二级，而其余所有样点中土壤质量均为一级;市区59个样点中有1个点土壤质量为三级，5个样点土壤质量为满足二级标准，其余53个样本点土壤质量等级均为一级。⑹矿区放射性钍平均值为74.66 Bq·kg-1，高出世界平均值(40 Bq·kg-1)86.65％。矿区钍放射性比活度最大值出现在样点S-BY-15处，达到648.31Bq·kg-1，有42.86％的样点放射性比活度值高于世界平均值;市区钍放射性比活度平均值为41.89 Bq·kg-1，与世界平均值相近。市区钍放射性比活度最大值出现在样点S-BT-31处，达到310.93Bq·kg-1，有27.02％的样点放射性比活度值高于世界平均值。⑺采用R型因子分析法对市区和矿区表层土壤中5种重金属元素Cr、Cu、Pb、Zn、Cd内在关系进行分析并对重金属可能来源进行探讨。结果表明，矿区土壤Pb、Zn可能为同一来源，土壤Cd、Cr、Cu可能来源一致;市区土壤Pb、Zn来源可能一致，Cu、Cr来源可能一致。