陽(yáng)高縣設(shè)施栽培土壤汞、鉛、鋅、鎳污染綜合評(píng)價(jià)

湛潤(rùn)生

（山西大同大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山西 大同 037009）

陽(yáng)高縣設(shè)施栽培土壤汞、鉛、鋅、鎳污染綜合評(píng)價(jià)

湛潤(rùn)生

（山西大同大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山西 大同 037009）

通過(guò)野外采樣和實(shí)驗(yàn)室分析化驗(yàn)相結(jié)合的方法，分析了陽(yáng)高縣不同利用年限設(shè)施栽培土壤中汞、鉛、鋅、鎳、鈷含量的變化規(guī)律。結(jié)果表明，設(shè)施栽培土壤在利用4～7年時(shí)重金屬元素含量最高。進(jìn)一步依據(jù)溫室蔬菜產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，采用單項(xiàng)污染指數(shù)法和尼梅羅綜合污染指數(shù)法，對(duì)當(dāng)?shù)卦O(shè)施栽培土壤金屬元素含量進(jìn)行了污染評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，陽(yáng)高縣設(shè)施栽培土壤未受到汞、鉛、鋅、鎳污染，尚處于清潔狀態(tài)。

設(shè)施栽培；土壤重金屬；污染評(píng)價(jià)

近年來(lái),在我國(guó)工農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展的同時(shí),生態(tài)環(huán)境遭受了嚴(yán)重污染,其中土壤污染問(wèn)題已經(jīng)引起社會(huì)廣泛重視。重金屬是典型的土壤污染物,具有隱蔽性、難降解、移動(dòng)性差和易被富集等特點(diǎn),不僅影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育及其產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量,而且通過(guò)食物鏈影響人體健康[1-5]。

陽(yáng)高縣設(shè)施蔬菜發(fā)展迅速,截止2012年,全縣設(shè)施蔬菜面積達(dá)2 300 hm2。預(yù)計(jì)到“十二五”期末,設(shè)施蔬菜面積將突破4 700 hm2[6]。因此,通過(guò)對(duì)陽(yáng)高縣設(shè)施栽培土壤中重金屬含量的監(jiān)測(cè),為設(shè)施蔬菜可持續(xù)發(fā)展和土壤重金屬污染評(píng)價(jià)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

試驗(yàn)點(diǎn)設(shè)在陽(yáng)高縣龍泉鎮(zhèn),土壤屬栗鈣土。當(dāng)?shù)卦O(shè)施菜地由傳統(tǒng)農(nóng)田改建而成,主要種植黃瓜、西紅柿、茄子、葫蘆等,露天菜地種植甘藍(lán)菜、白菜等。設(shè)施菜地每公頃年均施有機(jī)肥150m3,磷酸二銨750～850 kg,過(guò)磷酸鈣320～430 kg,硫酸鉀215～320 kg,沖施肥(成分包括N,P,K和中微量元素)3 500～5 000 kg;露天菜地施有機(jī)肥45～60m3,磷酸二銨750 kg,尿素450 kg,磷酸二氫鉀90 kg;農(nóng)田施有機(jī)肥0～22.5m3,磷酸二銨750 kg。

1.2 采樣方法

試驗(yàn)設(shè)兩個(gè)對(duì)照CK1(農(nóng)田)、CK2(露天菜地),6個(gè)不同利用年限的設(shè)施栽培菜地,分別是1,4,7, 11,14年和17年。整個(gè)試驗(yàn)共8個(gè)處理,每處理2個(gè)重復(fù)。對(duì)照和設(shè)施菜地都按照“S”型5點(diǎn)采樣法,采集0～20 cm耕作層混合土樣,帶回實(shí)驗(yàn)室陰干,研磨過(guò)0.149mm尼龍篩,備用。

測(cè)試方法：土樣經(jīng)濃HNO3-HF-HCl微波消解后,靜置,用5%稀HNO3溶液定容至50 mL容量瓶。用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-AES, Prodigy,LEEMAN,USA)測(cè)定土壤中Hg,Pb,Zn,Ni, Co的含量。測(cè)試過(guò)程中加入的Co,Ni,Zn標(biāo)準(zhǔn)溶液,購(gòu)自國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所。

1.3 評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

土壤重金屬污染評(píng)價(jià)采用單項(xiàng)污染指數(shù)法和尼梅羅綜合污染指數(shù)法。

單項(xiàng)污染指數(shù)：Pi=Ci/Si,(Pi為單項(xiàng)污染指數(shù), Ci為實(shí)測(cè)數(shù)據(jù);Si為污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),見(jiàn)表1)。

尼梅羅綜合污染指數(shù)：P綜=（（（Ci/Si）2max+（Ci/Si）2av）e/2）1/2。

根據(jù)環(huán)境質(zhì)量等級(jí)劃定標(biāo)準(zhǔn)(表2),評(píng)價(jià)當(dāng)?shù)卦O(shè)施栽培土壤重金屬污染等級(jí)。

表1 土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)限值[7]/mg·kg-1

表2 環(huán)境質(zhì)量等級(jí)劃定標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植年限設(shè)施栽培土壤重金屬含量變化特點(diǎn)

陽(yáng)高縣設(shè)施栽培土壤重金屬含量見(jiàn)表3。可以看出,設(shè)施栽培土壤Hg,Pb,Zn,Ni,Co含量與CK1,CK2相比有一定的差異。不合理施用含Hg, Pb,Ni,Zn,Co的農(nóng)藥、磷肥及畜禽廢棄物,是造成設(shè)施栽培土壤金屬元素含量升高的首要原因[8-10]。不同利用年限設(shè)施栽培土壤金屬元素含量,呈現(xiàn)出一定程度的差異,在4～7年時(shí)土壤金屬元素含量最高。

表3 陽(yáng)高縣設(shè)施栽培土壤重金屬含量/mg·kg-1

表4 土壤重金屬質(zhì)量評(píng)價(jià)與分級(jí)結(jié)果

2.2 土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)按照單項(xiàng)污染指數(shù)法和綜合污染指數(shù)法的評(píng)價(jià)方法,與溫室蔬菜產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)相比較,陽(yáng)高縣設(shè)施栽培土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表4。由于評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有關(guān)于Co的限值,所以在評(píng)價(jià)中沒(méi)有涉及Co對(duì)土壤的影響。由表可見(jiàn),PHg,PPb,PZn,PNi, P綜均小于0.7,說(shuō)明當(dāng)?shù)卦O(shè)施栽培土壤未受到Hg, Pb,Zn,Ni的污染。

3 結(jié)論

研究結(jié)果表明,不同利用年限設(shè)施栽培土壤Hg,Pb,Zn,Ni,Co含量呈現(xiàn)出與農(nóng)田和露天菜地不同的變化規(guī)律,重金屬元素在設(shè)施土壤中出現(xiàn)一定程度的累積。進(jìn)一步采用土壤重金屬單項(xiàng)污染指數(shù)法和尼梅羅綜合污染指數(shù)法,對(duì)當(dāng)?shù)卦O(shè)施栽培土壤重金屬進(jìn)行污染綜合評(píng)價(jià),表明陽(yáng)高縣設(shè)施栽培土壤Hg,Pb,Zn,Ni含量并沒(méi)有超過(guò)溫室蔬菜產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中的限值。但是,在今后的設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),避免因施用農(nóng)藥、磷肥以及畜禽廢棄物,造成土壤污染。

[1]李瑞琴,于安芬,白濱,等.甘肅中部高原露地菜田土壤重金屬污染及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2013,32(1)：103-110.

[2]孫建光,高俊蓮,徐晶,等.微生物分子生態(tài)學(xué)方法預(yù)警農(nóng)田重金屬污染的研究進(jìn)展[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2007,13(2)：338-343.

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[7]國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.溫室蔬菜產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(HJ333-2006)[S].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2007.

[8]劉泓,熊德中,方惠云.福州市郊蔬菜地土壤汞、銅污染綜合評(píng)價(jià)[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2005,13(4)：147-148.

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〔責(zé)任編輯 楊德兵〕

Com prehensive Evaluation of Hg，Pb，Zn，Ni Pollution in Protected Cultivation Soil in Yanggao County

ZHAN Run－sheng（School of Life Science，ShanxiDatong University，Datong Shanxi，037009）

Contents of Hg、Pb、Zn、Ni、Co weremeasured in protected cultivation soilwith different planting years in Yanggao County.The results showed that themaximum values of heavymetal contents of protected cultivation soils occurred when greenhouses were cultivated for 4 to 7 years.The environmental quality of protected cultivation soilswas assessed by applying the single pollutant indexmethod and the Nemerow comprehensive indexmethod based on the environmental quality evaluation standards of farm land for greenhouse vegetables production.The results indicated that the pollutant index of Hg、Pb、Zn and Ni didn＇t exceed the limit value，the soilwas clear.

protected cultivation；heavymetals；evaluation of pollution

X53

A

2012-08-12

山西大同大學(xué)青年科研項(xiàng)目［2012-Q-15］；山西大同大學(xué)高寒區(qū)作物研究所科研項(xiàng)目［2009-Y-14］作者簡(jiǎn)介：湛潤(rùn)生（1979-），男，山西右玉人，碩士，講師，研究方向：土壤環(huán)境化學(xué)。

1674－0874（2013）03－0057－05