铅锌矿产作为人类工业活动必不可少的自然矿产资源,对我国的经济发展有着十分重要的作用。但是,由于我国长期忽略铅锌矿产资源开发过程中对环境造成的污染,因而造成了严重的铅锌矿尾矿污染问题。本文在基于前人研究的基础上,旨在对昌化铅锌矿废弃地及其周边土壤的重金属污染治理提供必要的理论依据。通过对海南昌化铅锌矿废弃地及其周边土壤进行野外调查,并采集56份土壤样品,对废弃地土壤中重金属含量进行测定,利用统计学方法对研究区重金属含量进行分析,揭示研究区内重金属污染的统计学规律;运用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法、地累积指数法以及潜在生态风险指数法对海南昌化铅锌矿废弃地及其周边土壤的环境质量状况进行合理的分析评价。得出以下主要结论:(1)海南昌化铅锌矿废弃地及其周边土壤中重金属元素Cr的变异系数最低,为52.76%,变异系数均相对较小,这表明重金属元素Cr分布相对比较均匀,离散程度较低;而Cu、Cd、Pb的离散程度很高,分布很不均匀;Ni、Zn和As离散程度最高,分布最为不均匀。重金属元素Cu、Zn、Cd、Pb平均值的含量都相当高。分别是海南省土壤背景值的35.57、52.66、363.40、144.25倍,其中含量倍数Cd>Pb>Zn>Cu;Ni的平均含量略高于海南土壤背景值,Cr和As的平均含量均明显低于海南省土壤背景值,但其最大值均超过了海南土壤背景值。(2)重金属元素Cu-Pb和Zn-Cd呈高度相关性,其相关系数在0.9以上,来自同一污染源的可能性非常大,源自于铅锌矿产资源的开发所致。Cr、As与各个重金属元素的相关性均不高,但Cr与As则有一定的相关性;主成分分析表明三个成分中的载荷最高的重金属元素相互之间都呈现出了高度的相关性,可见他们的污染造成都是来自相同因素。聚类分析表明,Zn-Cd为一类,Pb-Cu为一类,而Ni-As-Cr也为一类。(3)重金属元素含量半变异函数模型拟合表明,As、Cr的半方差函数为球状模型,而重金属元素Cu、Ni、Pb以及Zn的半方差函数模型为高斯模型,仅重金属元素Cd的半方差函数模型为指数模型。研究区域内重金属均表现出强烈的空间相关性,空间变异绝大部分是由成土母质、气候、地形等结构性因素引起。重金属元素As含量较高的地区为复垦区和尾矿区;Cd与Zn的最高值集中于三个位置,分别为尾矿区东部、服务区和河流转弯处;Pb和Cu含量最高的区域集中于桥梁两侧、服务区、居民点周围、尾矿区东部并延伸至整个西北部大片区域和复垦区中西部;重金属元素Cr主要分布于尾矿区的西北部、废石场的周边、服务区的周边以及西南部的河流尾段,Ni则在研究区域中呈零散分布状态,且同时这两种重金属元素的含量均低于国家土壤质量标准三级标准。(4)单因子污染指数评价结果表明,依据国家土壤质量标准三级标准,重金属元素Cd在研究区域内几乎全部为严重污染级别,Cu污染较轻,仅在桥梁周围以及沿道路向南部存在轻度污染。重金属元素Pb与Zn在研究区域的东北部均为清洁区域,Pb严重程度的污染区域为北部尾矿区、复垦区周边并向西北部延伸的区域,重金属Zn严重级别的污染主要集中在服务区、桥梁及其左侧、尾矿区东部、复垦区北部以及河流转弯处并向西北延伸;内梅罗综合污染评价结果表明,重金属元素Cu的内梅罗综合污染指数为1.48,属于轻度污染级别,而Zn、Cd及Pb的内梅罗综合污染指数分别为16.69、61.46及23.33,均为重度污染级别;地累积指数污染评价结果表明,Cd污染程度最为严重,为极严重污染的级别,其次为Pb,基本全部处于极严重污染级别,重金属元素Cu与Zn对于研究区域的污染相对较轻;7种重金属潜在生态风险程度依次为Cd>Pb>Zn>Cu>As>Ni>Cr,其中,重金属Cd的潜在生态风险指数值为363.370,污染程度达到严重等级,重金属Pb的潜在生态风险指数为123.317,属于较重的污染风险程度,其他元素潜在风险指数均低于40,属轻微污染风险程度,综合潜在生态风险指数达到了514.596,属重度污染程度,对于当地生态危害很高。其中Cd的贡献率最大,达到了70.62%。