開(kāi)封市重金屬對(duì)土壤的污染及防治對(duì)策探析

李 琳

（開(kāi)封市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，河南 開(kāi)封 475000）

0 引言

由于工業(yè)廢物和城市生活垃圾的排放，農(nóng)藥、化肥的不合理使用，使土壤受到污染，其中重金屬污染較為突出，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降。 農(nóng)產(chǎn)品中積累的重金屬可以通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，從而給人類健康帶來(lái)潛在危害。 耕地污染已對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)造成巨大的危害，全國(guó)每年被重金屬污染的糧食達(dá)1 200萬(wàn)t，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)200 億多元[1]。2006 年，國(guó)家環(huán)保部進(jìn)行了全國(guó)土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)，其中對(duì)重金屬污染的調(diào)查與評(píng)價(jià)是重要的組成部分。近兩年環(huán)保部先后發(fā)文對(duì)重金屬污染防治工作提出指導(dǎo)意見(jiàn)， 并要求開(kāi)展重金屬污染源監(jiān)測(cè)工作，可見(jiàn)重金屬的污染越來(lái)越受到重視。 本文試通過(guò)對(duì)開(kāi)封市某一區(qū)域土壤、農(nóng)作物等的監(jiān)測(cè)分析，指出該區(qū)域重金屬污染狀況，并提出防治措施。

1 現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)

在重金屬中，汞、鉛、鎘、鉻、砷（類重金屬）具有很強(qiáng)的毒性。 我們選取開(kāi)封市某一區(qū)域常年用納污河水灌溉的土壤及其地上作物為監(jiān)測(cè)對(duì)象，同時(shí)還監(jiān)測(cè)了該納污河上某斷面的水質(zhì)、底質(zhì)及此斷面上游的重點(diǎn)污染企業(yè)。 該斷面上游企業(yè)屬于冶煉、化工行業(yè)，這兩個(gè)企業(yè)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為鉛、鎘，因此將鉛、鎘污染作為此次監(jiān)測(cè)分析的重點(diǎn)。

1.1 監(jiān)測(cè)分析的方法及所使用儀器

采用的分析方法及儀器如表1 所示。

表1 監(jiān)測(cè)分析方法及使用儀器Table 1 Monitoring analysis method and equipment

1.2 土壤布點(diǎn)及監(jiān)測(cè)

在該區(qū)域按照300m×300m 的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，以梅花形采樣方式進(jìn)行樣品采集。 采樣深度為0～20cm，共采集10 份樣品。 土壤樣品在通風(fēng)避光的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)自然風(fēng)干。土壤通過(guò)瑪瑙研磨機(jī)研磨后，全部過(guò)1mm 尼龍篩，充分混勻后，取適量土壤用于pH值的分析， 剩下的樣品經(jīng)細(xì)磨后通過(guò)孔徑0.15mm篩，用于重金屬的分析。

土壤樣品的消解：稱取一定量的風(fēng)干圖樣，置于聚四氟乙烯坩堝中。 用幾滴蒸餾水潤(rùn)濕后，加入10 mlHCl，于電熱板上低溫加熱。 蒸發(fā)至約剩5 ml 時(shí)，加入15ml 濃HNO3，繼續(xù)加熱，蒸至黏稠狀，加入10 ml 濃HF，并繼續(xù)加熱。 最后加入5 ml 濃HClO4，并加熱至白煙冒盡。 冷卻后，進(jìn)行定容分析，同時(shí)做試劑空白。 監(jiān)測(cè)結(jié)果如表2 所示。

表2 土壤鉛、鎘監(jiān)測(cè)結(jié)果表Table 2 Results of monitoring Pb and Cd in soil

1.3 底質(zhì)、河水的布點(diǎn)及監(jiān)測(cè)

河水?dāng)嗝娌蓸狱c(diǎn)位是常規(guī)的點(diǎn)位。 水樣采集出來(lái)后，靜置半小時(shí)，取上清液，搖勻、分析。 底質(zhì)的采樣點(diǎn)位是在河水采樣點(diǎn)位的正下方。 采集后的制備及分析按照土壤的制備、分析方法進(jìn)行。

表3 2006～2010 年該區(qū)域底質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果Table 3 Monitoring results of bottom material in this district of 2006～2010

表4 2006～2010 年該區(qū)域某斷面地表水監(jiān)測(cè)結(jié)果Table 4 Monitoring results of surface water of certain section of 2006～2010

1.4 農(nóng)產(chǎn)品樣品的布點(diǎn)及分析

農(nóng)產(chǎn)品采集布點(diǎn)的原則是：與土壤調(diào)查中確定的土壤采集點(diǎn)位布設(shè)一致，在連片、規(guī)整和平坦的地塊采集混合樣。 一般每個(gè)樣本采樣量不低于3kg。根莖類蔬菜應(yīng)采集根部或頸部，去掉泥土，取可食部分。 小麥采樣部位以可食部分為主，包括皮殼等不可食部分。

胡蘿卜樣品的制備：先將樣品用清水、去離子水沖洗，并用干凈紗布輕輕擦干。 采用對(duì)角線分割法，取對(duì)角部分，將其切碎、混勻，用四分法稱取樣品，用電動(dòng)搗碎機(jī)將樣品搗碎成勻漿，供分析用。

小麥樣品的制備：盡快在干燥、通風(fēng)處晾干，去掉灰塵、雜物，脫殼后用電動(dòng)磨碎機(jī)粉碎，將粉碎樣品用瑪瑙研缽進(jìn)行加工后過(guò)40 目尼龍篩， 制成待測(cè)樣品。

樣品消解：稱取試樣1.00～5.00g 于錐形瓶中，放數(shù)粒玻璃珠，加10mL 硝酸+高氯酸（4+1）混合酸，加蓋浸泡過(guò)夜。加一小漏斗，在電爐上消解。若變棕黑色，再加混合酸，直至冒白煙，消化液呈無(wú)色透明胡奧，略帶黃色。 放冷用滴管將試樣消解液吸入或過(guò)濾入10mL～25mL 容量瓶中，用少量水多次洗滌錐形瓶，洗液合并于容量瓶中，并定容至刻度，混勻備用，同時(shí)做試劑空白。

表5 該區(qū)域農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)測(cè)結(jié)果Table 5 Monitoring results of agricultural products in this district

1.5 沿河兩岸化工廠、冶煉廠2006～2010 年污水排放監(jiān)測(cè)

鉛、鎘屬于一類污染物，取樣點(diǎn)位設(shè)置在車間排口或水處理出口處。

2 結(jié)果分析

2.1 鉛、鎘含量分析

根據(jù)表2 對(duì)這一區(qū)域土壤鉛、鎘的監(jiān)測(cè)結(jié)果可知，這一區(qū)域土壤鉛的含量變化不大，而鎘的變化較大，且有兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)鎘含量超出《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二類的限值。

表6 該區(qū)域某企業(yè)排污口排污監(jiān)測(cè)結(jié)果 單位:mg/LTable 6 Monitoring results of one enterprise drain outlet in this district （Unit: mg/L）

2.2 鎘的濃度分析

根據(jù)表3、 表4 從近五年對(duì)該區(qū)域河水監(jiān)測(cè)斷面以及底質(zhì)的監(jiān)測(cè)結(jié)果，鎘的濃度尚能達(dá)到農(nóng)田灌溉水質(zhì)的要求，但鎘的濃度明顯有增加的趨勢(shì)。

圖1 監(jiān)測(cè)斷面2006～2010 年河水鎘監(jiān)測(cè)結(jié)果趨勢(shì)圖Fig.1 River water Cd monitoring result trend of monitoring section of 2006～2010

2.3 鎘超標(biāo)原因分析

根據(jù)表6 對(duì)該地區(qū)沿河兩岸某重點(diǎn)化工、某冶煉企業(yè)排放污水中重金屬的監(jiān)測(cè)結(jié)果，這兩個(gè)企業(yè)都存在鎘超標(biāo)排放的現(xiàn)象。 因此，該區(qū)域土壤鎘超標(biāo)，主要是由于這些企業(yè)排污造成的。

2.4 趨勢(shì)分析

根據(jù)表5 對(duì)在該區(qū)域采集的農(nóng)產(chǎn)品的監(jiān)測(cè)結(jié)果，鉛、鎘的含量還是符合國(guó)家無(wú)公害食品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的。 但是，如果不加以重視，重金屬的富集難降解性會(huì)使得這一區(qū)域的土壤及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量惡化。

3 防治對(duì)策

重金屬在土壤中不被微生物降解，且遷移性小，污染特點(diǎn)具有長(zhǎng)期性、潛伏性、積累性和不可逆性。一旦土壤中重金屬的含量超過(guò)環(huán)境容量，要清除污染相當(dāng)困難，故對(duì)重金屬引起的土壤污染要防與治相結(jié)合。

3.1 控制和消除廢水的排放

嚴(yán)禁企業(yè)廢水不經(jīng)過(guò)處理超標(biāo)排放。 發(fā)展清潔工藝，對(duì)“三廢”進(jìn)行嚴(yán)格治理，需特別注意廢氣、廢渣和污泥中重金屬的回收、 綜合利用以及防止對(duì)土壤環(huán)境的二次污染， 并嚴(yán)格執(zhí)行污灌水質(zhì)和污泥施用標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制農(nóng)田灌溉污水、施用污泥中重金屬含量和施用量[2]。

3.2 因地制宜改變農(nóng)作制，

通過(guò)改變農(nóng)作制消除土壤污染。 例如，根據(jù)作物根層深度及地下水深度等，對(duì)土地進(jìn)行適當(dāng)深翻，加速污染物質(zhì)的分解。

3.3 施用起抑制劑作用的物質(zhì)

如在酸性土地區(qū)，適量施用石灰，提高土壤pH值，以減少作物對(duì)污染物鎘的吸收[3]。

3.4 采用凈化技術(shù)措施

利用生物恢復(fù)技術(shù)對(duì)土壤中的污染物特別是重金屬進(jìn)行凈化，就是利用生物（主要是微生物、植物）作用，消減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬毒性。通過(guò)生物作用，改變重金屬在土壤中的化學(xué)形態(tài)，使重金屬固定或解毒， 降低其在土壤環(huán)境中的移動(dòng)性和生物可利用性；或者通過(guò)生物吸收、代謝，達(dá)到對(duì)重金屬的消減、凈化和固定作用[4]。

3.5 選擇合適的作物

可通過(guò)選擇合適的農(nóng)作物來(lái)減輕土壤中重金屬污染的危害程度。對(duì)于重金屬污染特別嚴(yán)重的土壤，可改種非食用性作物，以避免重金屬污染進(jìn)入食物鏈。如，被鎘嚴(yán)重污染的土壤可種植麻類、棉花或花卉、桑苗等作物。對(duì)于中等或輕污染的土壤，可選用對(duì)重金屬吸收和轉(zhuǎn)移能力較差的作物品種。

[1] 何舞等. 東莞市土壤重金屬污染現(xiàn)狀、污染來(lái)源及防治措施[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科技，2010（4）：211.

[2] 羅強(qiáng)等. 土壤重金屬污染及防止措施[J]. 世界科技研究與發(fā)展，2004（4）：44.

[3] 高粱. 土壤污染及其防治措施[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，1992(6)273.

[4] 溫志良等. 重金屬污染生物恢復(fù)技術(shù)研究[J]. 環(huán)境科學(xué)動(dòng)態(tài)，1999(3)：15.