東莞市土壤重金屬污染狀況分析及展望

熊 鋇 邵友元 易筱筠

（1.華南理工大學(xué) 環(huán)境與能源學(xué)院，廣州 510006；2.東莞理工學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，廣東東莞 523808）

東莞市土壤重金屬污染狀況分析及展望

熊 鋇1，2邵友元2*易筱筠1

（1.華南理工大學(xué) 環(huán)境與能源學(xué)院，廣州 510006；2.東莞理工學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，廣東東莞 523808）

通過調(diào)研、文獻(xiàn)資料查閱，分析了近五年東莞市土壤重金屬污染情況，結(jié)果顯示，其中Cd、Hg、As、Mi、Cu、Zn等多種重金屬超標(biāo)，污染最嚴(yán)重的為Cd和Hg，平均值分別達(dá)到0.44 mg/m3和0.19 mg/m3，超標(biāo)率分別為38.83%和22.57%，另外土壤重金屬污染以單一重金屬污染為主。最后從政策和法規(guī)方面提出了幾點(diǎn)控制土壤重金屬污染措施。

土壤重金屬；重金屬污染；污染；東莞市

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)“三廢”、汽車尾氣、城市垃圾等越來越多的污染物被排放到環(huán)境中，使土壤污染加劇，加上污水灌溉、大量化肥和農(nóng)藥的使用，土壤污染問題日益突出，特別是重金屬污染問題更加嚴(yán)重。重金屬通過積累、轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化影響農(nóng)田土壤的良性物質(zhì)循環(huán)，農(nóng)田重金屬在土壤中的積累，不僅直接影響土壤理化性狀、降低土壤生物活性、阻礙養(yǎng)分有效供給，而且通過食物鏈數(shù)十倍富集，通過多種途徑直接或間接地威脅人類健康。

有關(guān)土壤污染公布的資料較少，政府部門更是將土壤相關(guān)資料列為國家機(jī)密，所以很少能查到系統(tǒng)完整的土壤污染現(xiàn)狀資料，為了了解東莞市土壤重金屬污染情況，查閱了近五年有關(guān)土壤的資料，通過總結(jié)分析了解東莞市土壤重金屬污染的現(xiàn)狀，使人們了解重金屬污染的危害，并從政策和法規(guī)方面提出控制土壤重金屬污染措施。

1 土壤重金屬污染概述

1.1 土壤重金屬定義

重金屬嚴(yán)格上來說是指化學(xué)上密度大于4.5 g/cm3的金屬，包括金、銀、銅、鉛、鋅、鎳、鈷、鎘、鉻和汞等45種。有些重金屬是人體活動必須的微量元素，如錳、銅、鋅、鐵等，但大部分的重金屬并不是生命活動所必須的，如鉛、鎘、汞、鉻等，并且所有重金屬超過一定濃度均對人體有害。砷嚴(yán)格來說屬于理化性質(zhì)介于金屬和非金屬之間的半金屬元素，但是由于其對人體產(chǎn)生危害，在從對人體健康的角度研究時(shí)，常把砷歸類為重金屬來研究。重金屬可以通過諸多的自然因素和人為因素造成對環(huán)境的污染，重金屬的污染約90%由土壤承載。

1.2 我國土壤重金屬污染狀況

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國遭受不同程度重金屬污染的耕地面積已接近2×105km2，約占耕地總面積的1/5，每年被重金屬污染的糧食多達(dá)1 200萬噸，因重金屬污染而導(dǎo)致糧食減產(chǎn)高達(dá)1 000多萬噸，合計(jì)經(jīng)濟(jì)損失至少200位億元［1-2］；農(nóng)業(yè)部環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)曾對全國24省、市320個(gè)嚴(yán)重污染區(qū)土壤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大田類農(nóng)產(chǎn)品超標(biāo)面積占污染區(qū)農(nóng)田面積的20%，其中重金屬超標(biāo)占污染土壤和農(nóng)作物的80%。據(jù)農(nóng)業(yè)部調(diào)查表明，我國污灌區(qū)面積約140×104hm2，遭受重金屬污染的土地面積占污染總面積的64.8%，其中輕度污染占46.7%，中度污染占9.7%，嚴(yán)重污染面積占8.4%，其中以Hg和Cd的污染面積最大。全國目前約有1.3×104hm2耕地受到Cd的污染，涉及11個(gè)省市的25個(gè)地區(qū)；約有3.2×104hm2的耕地受到Hg的污染，涉及15個(gè)省市的21個(gè)地區(qū)［3］。據(jù)國家環(huán)保部門2002年組織的《典型區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量狀況探查研究》調(diào)查顯示，珠三角部分城市有近40%的農(nóng)田菜地土壤重金屬污染超標(biāo)，其中10%屬嚴(yán)重超標(biāo)。2013年5月廣東發(fā)生了觸目驚心的“鎘大米”事件，萬噸“毒大米”流入廣東市場，出現(xiàn)在人們的餐桌上，使社會產(chǎn)生了極大的恐慌，影響巨大。可見，土壤重金屬污染在我國形勢非常嚴(yán)峻，對農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，通過食物鏈進(jìn)一步危害到人類的健康，所以對重金屬污染現(xiàn)狀的調(diào)查和污染控制迫在眉睫。東莞市作為一個(gè)改革開放以來快速增長的城市，土壤重金屬的污染非常嚴(yán)重，迫切需要對東莞土壤污染現(xiàn)狀進(jìn)行一個(gè)系統(tǒng)的調(diào)查。

1.3 土壤重金屬的來源及危害

1.3.1 鎘的來源及危害

土壤中鎘污染主要來源于人類活動，如采礦、冶金、煤炭燃燒、垃圾灰化、肥料（特別是磷肥）、生活垃圾和工業(yè)污水。鎘主要在腎臟和肝臟中積累。鎘長期暴露會引起肺炎、肺氣腫、腸胃炎，在骨豁中積累會造成骨豁軟化、變形、骨折、萎縮［4］。

1.3.2 鉛的來源及危害

鉛在礦產(chǎn)中較為普遍，礦山的開采以及煤炭石油的燃燒是帶來鉛污染的主要途徑，另外殺蟲劑、滅草劑、電池、色素、染料、電鍍和管材等也會帶來鉛污染。人體攝入過量的鉛不僅會抑制血紅素的合成過程，導(dǎo)致紅細(xì)胞中血紅蛋白量降低而出現(xiàn)貧血，還會對中樞神經(jīng)系統(tǒng)和周圍神經(jīng)造成損傷，在輕度中毒的情況下，即可出現(xiàn)頭痛、頭暈、失眠、記憶減退等癥狀。特別是對于大腦處于發(fā)育期的兒童來講，更容易受鉛的危害，鉛對兒童的行為和智力均可產(chǎn)生障礙。鉛一旦進(jìn)入體內(nèi)很難排出，長期攝入鉛可引起體內(nèi)鉛的積累。

1.3.3 砷的來源及危害

砷污染的主要原因是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中含砷的農(nóng)藥、除草劑和脫葉劑的長期濫用，禽畜飼料添加劑和磷肥的大量使用，化石燃料焚燒產(chǎn)生的廢氣和城市污水非法排放。砷的長期攝入容易引發(fā)“黑腳病”，導(dǎo)致血管末梢壞死、皮膚癌和內(nèi)部器官的癌癥。

1.3.4 汞的來源及危害

汞污染一般來源于肥料、石灰?guī)r、糞便、污泥、殺菌劑、燃料燃燒等。低劑量的甲基汞膳食暴露就會導(dǎo)致神經(jīng)毒性和大小腦出現(xiàn)病理組織學(xué)病變，造成“帕金斯氏癥”，出現(xiàn)協(xié)調(diào)能力差和顫抖等癥狀。

1.3.5 鉻的來源及危害

銘污染的主要來源于工業(yè)排放的廢水、廢氣，還可通過冶金水泥、煤和石油燃燒產(chǎn)生的廢氣攜帶的顆粒浮塵傳播到土壤中。鉻的急性中毒會對皮膚造成刺激和腐蝕，從而造成皮膚糜爛或變態(tài)反應(yīng)皮膚炎。亞急性或慢性中毒會引起鼻炎、咽炎、支氣管炎等。另外，鉻還有致癌變、致畸變、致突變作用。

2 東莞市土壤重金屬污染現(xiàn)狀

根據(jù)《2012年度東莞市環(huán)境狀況公報(bào)》，全市廢污水年排放總量10.07億噸（其中工業(yè)廢水排放量2.69億噸），工業(yè)廢氣年排放量2 928.84億標(biāo)立方米（其中工業(yè)煙粉塵排放量為15 095.12噸），工業(yè)固體廢棄物年產(chǎn)生量534.30萬噸。另據(jù)廣東省土壤研究所專項(xiàng)調(diào)研，2011年東莞工業(yè)重金屬污泥排放量約為1.75萬噸?！叭龔U”大量的排放甚至未經(jīng)有效處理直接排放，導(dǎo)致大量的重金屬進(jìn)入土壤環(huán)境中，給土壤環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，嚴(yán)重影響了土壤生態(tài)環(huán)境的結(jié)構(gòu)和功能。據(jù)有關(guān)調(diào)查，在東莞工業(yè)園區(qū)周圍的土壤基本受到重金屬污染。

2.1 土壤重金屬污染評價(jià)方法及分級

根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量狀況評價(jià)綱要》中規(guī)定，土壤重金屬評價(jià)方法采用單因子污染指數(shù)以及各類重金屬綜合污染指數(shù)法，綜合污染指數(shù)法中最常用的為內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法。

1）單因子污染指數(shù)計(jì)算

式中，Pi為土壤重金屬元素i的污染指數(shù)，Ci為土壤重金屬元素i的實(shí)測值濃度，Si為重金屬元素i的限量標(biāo)準(zhǔn)值。當(dāng)Pi≤1時(shí)，表示土壤未受污染；當(dāng)Pi≥1時(shí)，表示土壤受到污染；Pi值越大，表示土壤受污染越嚴(yán)重。

2）綜合污染指數(shù)計(jì)算

采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法，全面反映各重金屬對土壤的不同作用，突出高濃度重金屬對環(huán)境質(zhì)量的影響。

式中，（Ci/Si）max為土壤重金屬元素中污染指數(shù)最大值，（Ci/Si）adv為土壤各污染指數(shù)的平均值。

根據(jù)《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量狀況評價(jià)綱要》規(guī)定，土壤污染等級劃分標(biāo)準(zhǔn)參考表1。

表1 土壤環(huán)境質(zhì)量綜合評價(jià)分級標(biāo)準(zhǔn)

2.2 近些年來東莞市土壤重金屬污染的調(diào)查研究見表2

表2 近年來東莞市土壤重金屬污染調(diào)查研究［5-9］

2.3 土壤重金屬污染元素分析

通過近5年有關(guān)東莞市土壤重金屬污染的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，了解土壤中重金屬各元素污染狀況，土壤中重金屬含量與標(biāo)準(zhǔn)對比見表3。

表3 土壤中重金屬含量與標(biāo)準(zhǔn)對比

土壤中各重金屬元素超標(biāo)率分布情況見圖1。

圖1 土壤中各重金屬超標(biāo)率

綜上所述，可以看出東莞市土壤重金屬污染形勢非常嚴(yán)峻，其中污染最嚴(yán)重的為Cd和Hg，平均值分別達(dá)到0.44 mg/m3和0.19 mg/m3，超標(biāo)率分別為38.83%和22.57%，其他元素如As、Mi、Cu、Zn也有一定的比率超標(biāo)，分別為3.49%、5.90%、12.74%、2.55%。另外對樣品進(jìn)行分析可知重金屬主要污染為單一元素污染，各元素在地域上有一定的差別。

3 結(jié)語

土壤重金屬污染整治是一項(xiàng)涉及經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的系統(tǒng)工程，是當(dāng)前及今后一個(gè)時(shí)期內(nèi)環(huán)境保護(hù)方面的大工程，今后應(yīng)從如下幾個(gè)方面開展工作:

1）對東莞市土壤污染缺乏系統(tǒng)的調(diào)查，環(huán)境監(jiān)測站應(yīng)該盡快建立土壤監(jiān)測系統(tǒng)，在全市合理布點(diǎn)，定期進(jìn)行取樣監(jiān)測，以獲得系統(tǒng)完整的土壤污染資料。

2）大多數(shù)土壤重金屬污染評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)采用國家統(tǒng)一的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，沒有考慮重金屬污染的時(shí)空異質(zhì)性。土壤評價(jià)方法各有利弊，不能僅僅采用單一的評價(jià)方法，需結(jié)合多種方法，全面綜合地對研究區(qū)域進(jìn)行污染評價(jià)［13］。

3）目前重金屬污染的數(shù)據(jù)源一般都是基于采樣點(diǎn)的，野外采樣會花費(fèi)很大的人力、財(cái)力和時(shí)間，且采樣區(qū)域一般是小范圍的。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，可對大面積的土壤重金屬污染進(jìn)行評價(jià)。對土壤污染的調(diào)查與評價(jià)，不僅只是研究污染現(xiàn)狀，而且要預(yù)測未來發(fā)展趨勢，為土地的維護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。目前大多數(shù)預(yù)測都是建立在多年歷史數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，對于單一時(shí)相數(shù)據(jù)的預(yù)測研究尚少。

4）通過建立健全行政管理體系和環(huán)保政績考核制度，完善環(huán)保目標(biāo)責(zé)任制、部門協(xié)調(diào)機(jī)制以及政府負(fù)責(zé)、環(huán)保部門統(tǒng)一監(jiān)管、相關(guān)部門協(xié)調(diào)配合的綜合管理體系，將重金屬污染防治目標(biāo)責(zé)任考核納入各級政府考核體系；加強(qiáng)行政效能監(jiān)察和工作督查，對重點(diǎn)地區(qū)、重點(diǎn)行業(yè)和重點(diǎn)企業(yè)綜合整治實(shí)施情況，實(shí)施跟蹤督查，嚴(yán)格加以考核，落實(shí)重金屬企業(yè)責(zé)任保險(xiǎn)制度，同時(shí)完善重金屬污染損害賠償機(jī)制；加大資金支持力度，提高科技支撐，鼓勵公眾參與，建立健全規(guī)劃，實(shí)施定期通報(bào)和評估制度，以保證該項(xiàng)工作順利進(jìn)行［12］。

5）完善我國土壤重金屬污染立法體系，從預(yù)防和治理兩方面進(jìn)行完善，預(yù)防方面主要是完善了我國現(xiàn)有的土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)制度、土壤質(zhì)量檢測制度、農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)制度；治理方面主要是建立土壤重金屬污染區(qū)規(guī)劃制度、土壤重金屬污染法律責(zé)任制度以及土壤重金屬污染治理資金保障制度等［14］。

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Analysis and Prospect of Heavy MetalPollution in Soil of Dongguan

XIONG Be i1，2SHAO You.yuan2*Y IX iao.yun1
（1.College of Environment and Energy，South China University of Technology，Guangzhou 510006，China；2.College of Chemistry and Environmental Engineering，Dongguan University of Technology，Dongguan 523808，China）

Investigating the situation of heavy metals pollution in Dongguan，the paper reviews the data of heavy metals pollution in soilover the past five years.The result shows that the concentrations of Cd、Hg、As、Mi、Cu、Zn exceed their background value according to China Environmental Quality Standard for Soils（GBl5618-1995，Grade II），in which the most serious are Cd（0.44 mg/m3）and Hg（0.19 mg/m3），the proportion over standard 38.83%and 22.57%respectively，dominated by single heavy metal pollution.Finally，some measures about controlling heavy metals pollution in soil are proposed from the aspects of policies，laws and regulations，.

heavy metals in soil；heavy metal pollution；pollution；Dongguan

O69

A

1009-0312（2014）01-0061-05

2013-10-09

東莞市科技計(jì)劃項(xiàng)目（201108102037）。

*通訊作者：邵友元（1964—），男，湖北黃岡人，教授，博士，主要從事“三廢”治理和能源化工研究。