葫蘆島市典型區(qū)土壤重金屬污染特征及評(píng)價(jià)

楊 暢,馬宏偉,田立新,幺洪波

(葫蘆島市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站,遼寧葫蘆島125000)

葫蘆島市典型區(qū)土壤重金屬污染特征及評(píng)價(jià)

楊 暢,馬宏偉,田立新,幺洪波

(葫蘆島市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站,遼寧葫蘆島125000)

運(yùn)用單項(xiàng)污染指數(shù)法評(píng)價(jià)葫蘆島市典型區(qū)土壤重金屬污染,結(jié)果表明:典型區(qū)的土壤受到程度不同的重金屬污染,其中重污染企業(yè)及周邊地區(qū)污染程度最重,金屬鋅是主要污染物。

重金屬;土壤污染;典型區(qū);單項(xiàng)污染指數(shù)

近年來,隨著工業(yè)的快速發(fā)展,人口的急劇增長,農(nóng)業(yè)集約化的迅猛發(fā)展,人們生活方式的迅速變更和資源高強(qiáng)度的開發(fā)利用,大量未經(jīng)妥善處理的工業(yè)固體廢棄物向土壤表面堆放和傾倒,有害廢水向土壤中滲透,大氣中的有害氣體自然沉降到土壤,農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)種類、數(shù)量不斷增加,導(dǎo)致土壤環(huán)境受到不同程度的污染。土壤污染、質(zhì)量退化、生態(tài)環(huán)境遭到破壞,已成為我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重大問題之一。

葫蘆島市作為遼寧省的重要工業(yè)基地之一,是以石油化工、有色金屬冶煉、船舶和機(jī)械設(shè)備制造加工、火力發(fā)電四大支柱產(chǎn)業(yè)為龍頭的新興工業(yè)城市。工業(yè)發(fā)展歷史悠久,工業(yè)企業(yè)分布廣泛,廢水、廢氣、固體廢物排放量大,污染方式復(fù)雜多樣,環(huán)境污染嚴(yán)重。長期以來,針對(duì)污染物,尤其是重金屬污染物對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量的影響程度、方式、范圍和特點(diǎn),始終沒有進(jìn)行過全面、系統(tǒng)地調(diào)查分析和評(píng)估。本研究旨在通過對(duì)典型區(qū)域土壤重金屬含量的分析測(cè)試及污染評(píng)價(jià),查明土壤重金屬污染的類型、范圍、程度及空間分布,分析污染成因,提出防治對(duì)策。

1 樣品采集與測(cè)試

1.1 采樣

結(jié)合本地區(qū)工業(yè)企業(yè)現(xiàn)狀,選取3種典型區(qū)類型:重污染企業(yè)及周邊地區(qū),固體廢物集中處理處置場(chǎng)地及周邊地區(qū),采礦區(qū)及周邊地區(qū)。共布設(shè)點(diǎn)位140個(gè),其中重污染行業(yè)企業(yè)及周邊地區(qū)91個(gè),固體廢物集中處理處置場(chǎng)地及周邊地區(qū)10個(gè),采礦區(qū)及周邊地區(qū)39個(gè)。

采集0～20 cm土壤樣品,用四分法棄取,保留相當(dāng)于3 kg風(fēng)干土壤的土樣(大約重5 kg)。采樣結(jié)束后,將樣品及時(shí)送至實(shí)驗(yàn)室,存放在陰涼、避光、通風(fēng)、無污染處,經(jīng)自然風(fēng)干和研磨后,通過孔徑0.15 mm分樣篩裝瓶備用。

1.2 分析測(cè)試

以濕法消化作預(yù)處理后,對(duì)土壤中的10種重金屬元素 (鎘、汞、砷、鉛、鉻、銅、鋅、鎳、錳、釩)的含量和p H值進(jìn)行了分析測(cè)試。其中p H值采用玻璃電極法,汞、砷采用原子熒光法,鎘、鉛、鉻、銅、鋅、鎳、錳、釩采用原子吸收法測(cè)定。

2 結(jié)果與評(píng)價(jià)

2.1 土壤重金屬分析結(jié)果

2.1.1 土壤重金屬測(cè)試結(jié)果

對(duì)調(diào)查區(qū)內(nèi)140個(gè)采樣點(diǎn)位的土壤樣品進(jìn)行分析測(cè)試,按照數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,計(jì)算全部樣品測(cè)試結(jié)果的最大值、最小值,算術(shù)、幾何平均值、標(biāo)準(zhǔn)差,變異系數(shù)、偏度系數(shù)、峰態(tài)系數(shù)。詳細(xì)結(jié)果見表1。

表1 土壤重金屬監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì) mg/kg

由表1可以看出,采集的140個(gè)樣品之間,重金屬元素汞、鉻、銅、鋅、鎳等含量差異較大,鎘、砷、鉛、錳、釩等元素含量差異相對(duì)較小,含量范圍更集中。

2.1.2 重金屬在不同典型區(qū)土壤的分布特征

將重污染企業(yè)、固體廢物集中處理處置場(chǎng)地、采礦區(qū)及周邊地區(qū)的土壤樣品重金屬含量分布進(jìn)行比較分析,結(jié)果見表2。

表2 不同典型區(qū)土壤重金屬含量分布 mg/kg

總的說來,不同典型區(qū)土壤重金屬分布是存在差別的,總趨勢(shì)為重污染企業(yè)及周邊地區(qū)金屬污染物含量高于固體廢物集中處理處置場(chǎng)地和采礦區(qū)及周邊地區(qū)。其原因是典型區(qū)域不同,工業(yè)企業(yè)污染物排放情況不同,因而對(duì)周圍土壤的污染程度不同,帶進(jìn)土壤的重金屬種類和數(shù)量也千差萬別。重污染企業(yè)規(guī)模大、排污多、影響廣,對(duì)周圍環(huán)境污染嚴(yán)重,因此,重污染企業(yè)及周邊地區(qū)的土壤金屬含量相對(duì)較高。

2.2 重金屬污染評(píng)價(jià)

2.2.1 評(píng)價(jià)方法

評(píng)價(jià)方法采用單項(xiàng)污染指數(shù)法,評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參見《全國土壤污染狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)定》。單項(xiàng)污染指數(shù)計(jì)算公式為:

式中:

Pip:土壤中污染物i的單項(xiàng)污染指數(shù);

Ci:調(diào)查點(diǎn)位土壤中污染物i的實(shí)測(cè)濃度:

Sip:污染物i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值。

根據(jù) Pip的大小,可將土壤污染程度劃分為五級(jí):Pip≤1 Ⅰ級(jí),無污染;1＜ Pip≤2 Ⅱ級(jí),輕微污染;2＜Pip≤3 Ⅲ級(jí),輕度污染;3＜Pip≤5 Ⅳ級(jí),中度污染;Pip＞5 Ⅴ級(jí),重度污染。

2.2.2 評(píng)價(jià)結(jié)果

依據(jù)單項(xiàng)污染指數(shù)計(jì)算公式,典型區(qū)140個(gè)點(diǎn)位土壤樣品的重金屬單項(xiàng)污染指數(shù)分布情況見表3。重金屬汞、砷、鉻、鋅、鎳存在污染狀況,主要以鋅、鉻污染為主,污染比例高,污染程度重。其中重金屬鋅污染達(dá)到8.5%,程度最重,是整個(gè)典型區(qū)最嚴(yán)重的污染因子。按照土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),有7個(gè)點(diǎn)位土壤受到輕微污染、3個(gè)點(diǎn)位輕污染、1個(gè)中污染、1個(gè)重污染。金屬鉻污染比例為6.4%,5個(gè)點(diǎn)位土壤受到輕微污染、3個(gè)點(diǎn)位輕污染、1個(gè)重污染。汞、砷、鎳存在污染狀況,污染出現(xiàn)在個(gè)別點(diǎn)位,污染比例小,污染程度以輕微污染為主。鎘、鉛、銅、錳、釩、無污染。

表3 土壤重金屬污染評(píng)價(jià)結(jié)果

典型區(qū)土壤受到重金屬污染情況主要分布在重污染企業(yè)及周邊地區(qū),在選取的91個(gè)點(diǎn)位土壤樣品中,17個(gè)樣品出現(xiàn)重金屬單項(xiàng)污染指數(shù)＞1情況,土壤污染狀況比較嚴(yán)重,尤其是重金屬鋅污染區(qū)域集中在國有大型鋅冶煉企業(yè)周圍,具有典型性。固體廢物集中處理處置場(chǎng)地和采礦區(qū)及周邊地區(qū)的土壤只有個(gè)別點(diǎn)位受到污染,程度輕,無顯著特征。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

葫蘆島市典型區(qū)土壤環(huán)境存在重金屬污染現(xiàn)狀:鋅、鉻為主要污染物,汞、砷、鎳也存在污染。污染程度以輕微污染和輕污染為主,個(gè)別點(diǎn)位出現(xiàn)重污染。污染區(qū)域主要集中在重污染企業(yè)及周邊地區(qū)。

在重污染企業(yè)及周邊地區(qū)91個(gè)調(diào)查點(diǎn)位中,有17個(gè)點(diǎn)位存在重金屬污染,占18.7%,污染情況比較嚴(yán)重。固體廢物集中處理處置場(chǎng)地及周邊地區(qū)和采礦區(qū)及周邊地區(qū),各有1個(gè)點(diǎn)位存在污染情況,污染程度輕,但也應(yīng)引起注意。

3.2 建議

土壤重金屬污染,直接影響土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,導(dǎo)致土壤生產(chǎn)力下降,從而對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。土壤重金屬具有多源性、累積性、不易遷移性、不能降解性,能夠長期存在土壤中,在現(xiàn)有的治理水平下,隨著原有污染源的排放和新生污染源的增加,必將導(dǎo)致土壤重金屬污染的加重。

葫蘆島市土壤污染物的來源以工礦企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的煙塵、粉塵為主,工業(yè)廢水排放為補(bǔ)充。因而,建議首先針對(duì)區(qū)域內(nèi)土壤重金屬的主要來源,通過改善生產(chǎn)工藝和綜合利用技術(shù),加大工業(yè)“三廢”處理力度;加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)督、監(jiān)察、監(jiān)測(cè)管理方式,嚴(yán)格防范各種人為的環(huán)境污染行為,杜絕污染事故發(fā)生;改善區(qū)域內(nèi)大氣和水質(zhì)環(huán)境質(zhì)量,從源頭上控制進(jìn)入土壤的重金屬。其次,利用物理工程措施、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)、農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)等切實(shí)可行的方法,因地制宜,綜合治理土壤污染,降低或消除土壤中重金屬含量,有效改善土壤環(huán)境質(zhì)量,確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全,維護(hù)人體健康。對(duì)污染嚴(yán)重的土壤,建議改變土地利用類型。

[1]劉鳳枝,劉瀟威.土壤和固體廢棄物監(jiān)測(cè)分析技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.

[2]魏復(fù)盛.水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法[M].第4版.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2002.

[3]奚旦立,孫裕生,劉秀英.環(huán)境監(jiān)測(cè)[M].第3版.北京:高等教育出版社,2004.

[4]國家環(huán)保總局.全國土壤污染狀況調(diào)查樣品分析測(cè)試技術(shù)規(guī)定[R].北京:國家環(huán)?？偩?2006.

[5]國家環(huán)?？偩?全國土壤污染狀況調(diào)查文件匯編[R].北京:國家環(huán)?？偩?2006.

Characteristics and Evaluation of Heavy Metal Pollution in the Typical Soil of Huludao City

Yang Chang,Ma Hongwei,Tian Lixin,Yao Hongbo
(Huludao Environmental Monitoring Center Station,Hu ludao Liaoning 125000)

With single pollution index method to evaluate heavy metal pollution in the typical soil of Huludao city,results show that:the soil of typical area was polluted by heavy metal in different degrees,heavily polluted enterprises and the surrounding area w ee polluted most heavily,the main pollutant is metal Zinc.

heavy metals;soil pollution;typical region;single pollution index

X825

A

1008-813(2010)02-0071-03

10.3969/j.issn.1008-813X.2010.02.020

2010-03-02

楊暢(1966-),女,遼寧葫蘆島人,畢業(yè)于遼寧大學(xué)環(huán)境生物學(xué)專業(yè),工程師,現(xiàn)從事環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。