新鄉(xiāng)市郊區(qū)農(nóng)田土壤耕層重金屬鉛的抽樣分析

陳翠玲,姚素梅,陶燁,白瑩瑩,肖冰冰

（河南科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003）

新鄉(xiāng)市地處河南省北中部,南臨黃河,與省會鄭州、古都開封隔河相望；北依太行,與鶴壁、安陽毗鄰；西連煤城焦作,與晉東南接壤；東接油城濮陽,與魯西相連,是豫北的經(jīng)濟(jì)和交通中心,是中原城市群重要城市之一.目前總面積8629 km2,人口565萬人,轄4區(qū)2市6縣,新鄉(xiāng)市同時(shí)擁有中國國家森林城市,中國優(yōu)秀旅游城市,中國國家園林城市,中國國家衛(wèi)生城市,中國金融生態(tài)城市,中國十佳和諧可持續(xù)發(fā)展城市等多項(xiàng)榮譽(yù),但是新鄉(xiāng)市是我國電池生產(chǎn)基地,電池產(chǎn)量居全國前3名,每年生產(chǎn)的電池,全國平均每人1節(jié),在電池的生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生含有Cd、Ni、Pb、Zn等重金屬的廢棄物,它們會造成大氣、土壤和地下水的污染,尤其是當(dāng)含有這些重金屬的污水對農(nóng)田進(jìn)行灌溉時(shí),就會導(dǎo)致重金屬在土壤中的積累[1].

因此,全面了解新鄉(xiāng)市主要土類土壤耕層中鉛的含量狀況,不僅對新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展具有積極的指導(dǎo)意義,而且對提高人們的生活質(zhì)量也具有廣泛的現(xiàn)實(shí)意義,同時(shí)對預(yù)防和治理土壤鉛污染也提供了科學(xué)依據(jù)[2-6].

本文主要對新鄉(xiāng)市郊區(qū)農(nóng)田土壤耕層中鉛含量進(jìn)行抽樣調(diào)查分析,了解土壤中鉛是否達(dá)到污染,并對鉛污染的因素進(jìn)行研究,為土壤鉛污染防治提供參考依據(jù).

1 試驗(yàn)材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

土壤樣品的采集與制備：樣品采自新鄉(xiāng)市4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的近540 hm2農(nóng)田土壤耕層,平均每13.3 hm2土地為一個(gè)取樣點(diǎn),采樣時(shí)間為2009年秋作物收獲后.采樣后在實(shí)驗(yàn)室經(jīng)風(fēng)干、磨細(xì)、過篩（孔徑0.15 mm）、統(tǒng)一編號等備用.

1.2 方法原理

1.2.1 試驗(yàn)方法采用王水—高氯酸消解,電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定鉛含量.

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)結(jié)果

將儀器測定結(jié)果按照以下公式計(jì)算,得出土壤中鉛元素的全量.

土壤全量鉛（Pb）含量（mg·kg-1）=ρ×V×ts/（m×k）

式中：ρ—為測定液中鉛的質(zhì)量濃度（μg/mL）；V—測定液體積,本實(shí)驗(yàn)中為100 mL；

ts—分取倍數(shù),本實(shí)驗(yàn)為1；m—樣品質(zhì)量（5.00 g）；k—水分系數(shù)（0.9708）.

新鄉(xiāng)市4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（區(qū)）耕層土壤重金屬鉛含量測定結(jié)果見表1.

表1 新鄉(xiāng)市4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（區(qū)）耕層土壤重金屬鉛分析結(jié)果

注：單項(xiàng)污染指數(shù)法Pi=Ci/Si,式中：Pi-污染物i的環(huán)境質(zhì)量；Ci-污染物的實(shí)測濃度；Si-污染物的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（GB）.

表2 新鄉(xiāng)市4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)45個(gè)村莊土壤重金屬鉛含量測定工作條件

2.2 結(jié)果分析

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果,結(jié)合國家環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),對其污染情況進(jìn)行分析,分析結(jié)果如圖1～5.

圖1 新鄉(xiāng)市郊區(qū)4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)鉛污染指數(shù)的平均值

圖1為新鄉(xiāng)市郊區(qū)4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)重金屬鉛污染指數(shù)的平均值,由圖1可以看出,4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（區(qū)）重金屬鉛含量都沒有超過國家《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB-15618—1995）,但含量不同,其中牧野鄉(xiāng)的鉛含量最高,而電源產(chǎn)業(yè)園鄉(xiāng)的鉛含量最少.

圖2 牧野鄉(xiāng)16個(gè)村莊鉛污染指數(shù)的平均值

圖2為牧野鄉(xiāng)16個(gè)村莊鉛污染指數(shù)的平均值,由圖2可以看出：各村之間的鉛含量不大相同,其中玉河村的鉛含量最高為0.60,苗莊村的鉛含量最低為0.02；白小屯村、前辛莊村、后辛莊村、十里鋪村、小楊莊村、大朱莊村6個(gè)村莊的鉛含量相近；樂牧村、豐樂里村2個(gè)村鉛含量相近；小朱莊村、朱莊屯村2個(gè)村鉛含量相近；新牧村、尚村、西黑堆村3個(gè)村鉛含量相近.

圖3為和平路辦事處5個(gè)村莊鉛污染指數(shù)的平均值,由圖3可以看出和平路辦事處的5個(gè)村莊的耕層土壤鉛含量都沒有超過國家《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB-15618-1995）,各村之間鉛含量差別不太明顯,其中秦莊村和堡上村的鉛含量是和平路辦事處中最高的村莊,但堡上村的取樣點(diǎn)較少,代表性不太強(qiáng)；聶莊村、定固村和孫莊村3個(gè)村之間差別較小,但定固村的取樣點(diǎn)較少,代表性不太強(qiáng).

圖3 和平路辦事處5個(gè)村莊鉛污染指數(shù)的平均值

圖4 小店鄉(xiāng)17個(gè)村莊鉛污染指數(shù)的平均值

圖4為小店鄉(xiāng)17個(gè)村莊鉛污染指數(shù)的平均值,由圖4可以看出小店鄉(xiāng)17個(gè)村莊耕層土壤鉛含量都沒有超過國家《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB-15618-1995）,各村之間的鉛含量不同,其中后馬屯村的鉛含量最高,汾臺村和王堤村的鉛含量最低.

圖5 電源產(chǎn)業(yè)園鄉(xiāng)7個(gè)村莊鉛污染指數(shù)平均值

圖5為電源產(chǎn)業(yè)園鄉(xiāng)7個(gè)村莊鉛污染指數(shù)的平均值,由圖5可以看出,電源產(chǎn)業(yè)園鄉(xiāng)7個(gè)村莊耕層土壤鉛含量都沒有超過國家《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB-15618-1995）,各村之間鉛含量不同,其中白露村、韓光屯村、臨清店村、曲里村、卜奎屯村5個(gè)村莊之間鉛含量比較接近；后河頭村耕層土壤鉛含量是電源產(chǎn)業(yè)園鄉(xiāng)中鉛含量最高的村莊,前河頭村的鉛含量最低.

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

新鄉(xiāng)市郊區(qū)4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕層土壤重金屬鉛含量抽樣調(diào)查測定結(jié)果,均未超過國家《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB-15618-1995）中規(guī)定的鉛含量≤350 mg/kg.

新鄉(xiāng)市郊區(qū)耕層土壤不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)重金屬鉛含量存在差異,同一鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同村莊重金屬鉛含量也存在差異,就我們在此試驗(yàn)中所取的4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（45個(gè)村莊）的土樣而言,鉛含量平均值大小順序?yàn)椋耗烈班l(xiāng)＞和平路辦事處＞小店鄉(xiāng)＞電源產(chǎn)業(yè)園鄉(xiāng),鉛含量平均值分別為：17.92 mg/kg,16.61 mg/kg,14.31 mg/kg,13.58 mg/kg,在45個(gè)村莊中鉛含量最高的是：牧野鄉(xiāng)朱莊村的1塊耕地,鉛含量為28.22 mg/kg,而鉛含量最低的是：電源產(chǎn)業(yè)園鄉(xiāng)前河頭村的一塊耕地,鉛含量僅為7.09 mg/kg,均未超過國家《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB-15618-1995）中規(guī)定的鉛含量≤350 mg/kg,所測土壤均未受到鉛污染.

3.2 討論

試驗(yàn)土樣是采自新鄉(xiāng)市郊區(qū)農(nóng)田耕層的代表性土壤,按每13.3 hm2地一個(gè)采樣點(diǎn).本次采樣地點(diǎn)比較集中,有一定的局限性,但試驗(yàn)結(jié)果顯示所測土壤均未被鉛污染.

重金屬污染是當(dāng)今土壤污染中影響面最廣、危害最大的環(huán)境問題之一,由于重金屬污染毒理機(jī)制和生物效應(yīng)的復(fù)雜性及其在土壤中的穩(wěn)定性,對重金屬污染的研究一直是當(dāng)今學(xué)術(shù)界的熱點(diǎn)[7].土壤是相對不可再生的自然資源,也是不可替代的自然資源,是人類賴以生產(chǎn)、生活和生存的物質(zhì)基礎(chǔ).

在本次試驗(yàn)中所測的新鄉(xiāng)市郊區(qū)4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（45個(gè)村莊）耕層土壤樣品中重金屬鉛的含量均未超過國家《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,說明新鄉(xiāng)市的這些地區(qū)耕地土壤環(huán)境質(zhì)量總體良好,適合發(fā)展無公害產(chǎn)品和綠色產(chǎn)品[8].可以持續(xù)保持這種耕作制度和施肥制度,利于人民身體健康.但是存在著差異,比如牧野鄉(xiāng)朱莊村的一塊耕地,鉛含量為28.22 mg/kg,而電源產(chǎn)業(yè)園鄉(xiāng)前河頭村的1塊耕地,鉛含量僅為7.09 mg/kg,耕層土壤重金屬鉛含量卻相差甚大.雖然分析的土樣中鉛含量都未超標(biāo),但重在預(yù)防,這對今后農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,特別是對綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展會起到積極的促進(jìn)作用.

[1] 周澤義.中國蔬菜重金屬污染及控制[J].資源生態(tài)環(huán)境網(wǎng)絡(luò)研究動(dòng)態(tài),1999,10（3）：21-27.

[2] 張輝.南京地區(qū)土壤沉積物中重金屬形態(tài)研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),1997,17（3）：346-351.

[3] 張輝.南京某合金廠土壤鉻污染研究[J].中國環(huán)境科學(xué),1997,17（2）：80-82.

[4] 張輝.公路重金屬污染的形態(tài)特征及其解吸、吸持能力探討[J].環(huán)境化學(xué),1998,17（6）：564-568.

[5] 張書海,林樹生.交通干線鉛污染對兩側(cè)土壤和蔬菜的影響[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù),2000,12（3）：27-28,36.

[6] 王煥校.污染生態(tài)學(xué)[M].北京：高等教育出版社,2000：188-213.

[7] 劉文新,欒兆坤.河流沉積物重金屬污染質(zhì)量控制基準(zhǔn)的研究：Ⅱ相平衡分配方法[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),1999,19（3）：230-235.

[8] 丁圓.重金屬污染土壤的治理方法[J].環(huán)境與開發(fā),2000,15（2）：25-28.