宜賓市江安縣稻田土壤重金屬現(xiàn)狀評價(jià)

吳到懋，李茂潔，熊春蓮，黃　剛，王　敏，余利軍

(四川省宜賓市環(huán)境監(jiān)測中心站，四川 宜賓　644000)

· 環(huán)境評價(jià) ·

宜賓市江安縣稻田土壤重金屬現(xiàn)狀評價(jià)

吳到懋，李茂潔，熊春蓮，黃剛，王敏，余利軍

(四川省宜賓市環(huán)境監(jiān)測中心站，四川 宜賓644000)

為了解宜賓市江安縣稻田土壤重金屬現(xiàn)狀，以土壤中常見且與人類密切相關(guān)的8種重金屬元素(砷、鎘、鉻、銅、汞、鎳、鉛、鋅)為研究對象，對不同方位、不同類型的表層土壤及對應(yīng)區(qū)稻米中重金屬元素進(jìn)行了檢測，并參照相關(guān)背景值和國家標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)土壤環(huán)境質(zhì)量及重金屬污染程度。以國家土壤二級標(biāo)準(zhǔn)值為參照，該地區(qū)鎘污染最嚴(yán)重，受污染比例高達(dá)77.1%，根據(jù)內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)評價(jià)結(jié)果，約1/3樣點(diǎn)存在生態(tài)安全隱患。以背景值為參照，江安縣重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)較低，為134.59，處無風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。單項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)大小為：汞>鎘>砷>鉛>銅>鎳>鉻>鋅，潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)在空間上分布規(guī)律為：北部>中部>南部，交通干道區(qū)>農(nóng)業(yè)耕種區(qū)>工業(yè)集中區(qū)>自然保護(hù)區(qū)，平地>河漫灘>丘陵。

江安縣；稻田土壤；重金屬；現(xiàn)狀評價(jià)

近年來，伴隨我國城市化的快速發(fā)展，土壤污染問題日益凸顯，土壤環(huán)境遭受工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、降塵及酸雨等多方面約90%污染物的威脅[1]。污染物中的重金屬以其難于被生物降解、遷移性小、不可逆轉(zhuǎn)的特性[2]，不斷在土壤中富集，由此引起的土壤污染問題不斷加劇。據(jù)環(huán)保部和國土資源部2014年聯(lián)合發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》，全國耕地土壤超標(biāo)點(diǎn)位占19.4%，由此推算，約3.5億畝耕地被污染。我國每年約有1200萬噸糧食受土壤重金屬污染，農(nóng)業(yè)發(fā)展和人民生活受到嚴(yán)重影響，直接經(jīng)濟(jì)損失逾200億元/年[3]。當(dāng)土壤中重金屬累積到一定程度超過土壤自凈能力，會嚴(yán)重影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，并通過食物鏈最終被人體吸收，對人類健康帶來嚴(yán)重威脅[4～6]。稻田作為我國糧食作物的主要耕種地，其重金屬污染帶來的健康風(fēng)險(xiǎn)更為突出，如多地相繼發(fā)生的“鎘米”、“血鉛”等重大糧食安全事件[7～9]。當(dāng)下，稻田重金屬污染問題持續(xù)升溫，已得到土壤學(xué)、環(huán)境科學(xué)等學(xué)科及各級政府和人民群眾的廣泛關(guān)注[10～15]。

目前，隨著稻田重金屬研究的不斷深入，從重金屬現(xiàn)狀評價(jià)到重金屬特性、生物有效性、土壤理化性狀、水稻生理特征等因素對稻米品質(zhì)的影響等方面均得到有效進(jìn)展。翟麗梅等[16]對廣西西江流域農(nóng)業(yè)土壤鎘的空間分布研究表明，其調(diào)查區(qū)域鎘重度污染比例達(dá)32%。王英等[17]研究表明，鎘在稻米中的積累對于不同水稻品種和土壤類型存在差異。陳迪云等[18]對福建沿海稻田土壤重金屬污染現(xiàn)狀及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究表明，汞和鎘超標(biāo)率分別達(dá)46%和13%。

本文有針對性地研究江安縣境內(nèi)稻田土壤中常見且與土壤密切相關(guān)的8個(gè)重金屬元素(砷、鎘、鉻、銅、汞、鎳、鉛、鋅)含量，對不同方位、不同類型的表層土壤進(jìn)行了重金屬元素含量的檢測，以掌握研究區(qū)稻田土壤重金屬的環(huán)境質(zhì)量和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，為評價(jià)研究區(qū)的土壤質(zhì)量現(xiàn)狀提供科學(xué)依據(jù)。

1　研究區(qū)概況

江安縣位于四川省宜賓市東部，屬四川盆地南緣向云貴高原過渡地帶，地處東經(jīng)104°57′ 40′′～105°14′33′′，北緯28°22′ 20′′～28°56′45′′，屬中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)?？h境內(nèi)南北長59 km，東西寬15.5 km，全縣幅員面積911.733 km2，地勢南高北低，海拔在236.3～1000.2 m之間。地貌以低山丘陵為主，占總面積的71.73%。江安縣地處成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)“沿長江發(fā)展帶”，處于宜賓地區(qū)乃至四川省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要軸線——長江的邊上。江安縣自然條件優(yōu)越，水路和公路交通便利，盛產(chǎn)水稻、小麥、紅薯、高粱、油菜、豆類等農(nóng)作物，是省級商品糧基地縣。

2　研究方法

2.1樣品采集

以江安縣稻田土壤為研究對象，在研究區(qū)域內(nèi)選取了不同方位不同功能類型的7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，在每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)按東西南北中5個(gè)方位各設(shè)一個(gè)具有代表性的采樣點(diǎn)，共35個(gè)采樣點(diǎn)(圖1、表1)。7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)地域上大致處于江安縣北、中、南3個(gè)方位，功能屬性上基本代表農(nóng)業(yè)耕種區(qū)、交通干道區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、工業(yè)集中區(qū)四大類型。每個(gè)采樣點(diǎn)采集耕作層5m對角線的混合土壤樣(采樣深度0～20 cm)，土樣充分混合，用四分法取約2 kg樣品裝入聚乙烯塑料袋，帶回實(shí)驗(yàn)室內(nèi)風(fēng)干，去除雜質(zhì)后研磨，分別過20目和100目尼龍篩，同時(shí)制備副樣交樣品庫，供其他測試或查證時(shí)使用。20目用于測定pH、含水率和其他理化指標(biāo)，100目用于測定重金屬元素。

表1　采樣點(diǎn)屬性特征

圖1　江安縣采樣點(diǎn)分布Fig.1　The map of sampling points in Jiang’an

2.2樣品分析

稱取約0.25g樣品，用CEM公司的MARS 5微波消解儀消解，定容至50.0mL，根據(jù)不同元素分別采用不同分析方法見表2。同批樣品按10%比例做平行測試，并以國家土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07428(四川盆地)控制分析質(zhì)量。

表2　土壤中8種重金屬元素分析方法[19]

2.3評價(jià)方法

本研究選取國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)值[20]，作為評價(jià)研究區(qū)稻田土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀的依據(jù)。同時(shí)，參考宜賓市翠屏區(qū)宋家鄉(xiāng)水稻土[21]、成都經(jīng)濟(jì)區(qū)土壤[22]和全國土壤背景值[23]，在評價(jià)土壤潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，考慮地域和類型的影響，選取宜賓市翠屏區(qū)宋家鄉(xiāng)水稻土背景值為參照標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3　相關(guān)土壤重金屬自然背景值和國家二級環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)

注：資料來源：①《宜賓市宋家地區(qū)土壤元素背景值研究及其意義》，②《四川省成都經(jīng)濟(jì)區(qū)多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查報(bào)告》，③《中國土壤元素背景值》，④《國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995)。

2.3.1土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價(jià)方法

采用單因子指數(shù)法(式1)評價(jià)單一重金屬元素污染狀況，綜合指數(shù)法(式2)[24～27]，評價(jià)所測8種重金屬的綜合污染狀況。

(1)

(2)

式1中：

Pi——介質(zhì)中污染物i的污染指數(shù)；

Ci——介質(zhì)中污染物i的實(shí)測濃度；

Si——介質(zhì)中污染物i的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；

式2中，Iij——內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)；

Pij——單元素標(biāo)準(zhǔn)化污染指數(shù)=單元素實(shí)測值/評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值；

n——元素個(gè)數(shù)；

Pijmax——所有元素污染指數(shù)中的最大值。

Pi≤1，表示土壤未受污染；Pi>1表示已受污染，污染程度越嚴(yán)重則Pi數(shù)值越大。參考《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量檢測技術(shù)規(guī)范》(NY/T395—2000)中的土壤污染分級標(biāo)準(zhǔn)[28,29]，本文將Pi≤0.7的土壤樣點(diǎn)定義為安全，0.72.0為中度污染。綜合評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與以上分級相同。

2.3.2土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

采用潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法評價(jià)[30]，該方法由瑞典學(xué)者Hakanson于1980年首次提出，后廣泛應(yīng)用于國際國內(nèi)。該方法綜合考慮土壤中重金屬含量、生態(tài)效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)與毒理特性等各方面因素，評價(jià)結(jié)果更能體現(xiàn)重金屬對人類的直接影響。潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)涉及單項(xiàng)污染系數(shù)、重金屬毒性響應(yīng)系數(shù)及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)單項(xiàng)系數(shù)，其計(jì)算公式如下：

(3)

(4)

(5)

式(3)～(5)中：

RI——潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；

表4　重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)及分級[31]

基于所涉及的8種重金屬元素性質(zhì)及研究區(qū)實(shí)情，將其潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)作如下分級(表4)。

3　結(jié)果與分析

3.1研究區(qū)土壤重金屬含量統(tǒng)計(jì)分析

研究區(qū)土壤樣品分析結(jié)果(表5)顯示，江安縣稻田土壤一半以上的重金屬元素存在富集，砷、鎘、汞、鉛、鋅均高于地殼克拉克值[32]。砷富集程度最高，現(xiàn)含量約等于中國大陸巖石圈克拉克值的4倍，鉛、鎘次之，鉻、銅、鎳未有富集。以研究區(qū)稻田土壤環(huán)境背景值為參照，汞(0.056 mg/kg)、鉛(30.9 mg/kg)含量相對較高，銅(28.6 mg/kg)次之，其他五元素接近或低于背景值，鎘(0.416 mg/kg)最低。樣點(diǎn)土壤中，汞的含量存在較大變異，變異系數(shù)高達(dá)74.2%，砷、鎘次之，變異系數(shù)分別為36.7%、34.4%，鉻、鉛的含量變異最小，變異系數(shù)均低于20%。汞含量在空間上的變異表明，研究區(qū)內(nèi)的特定地段可能存在外來污染源[33]。

表5　研究區(qū)稻田土壤重金屬含量統(tǒng)計(jì)

注：*來源于《勘查地球化學(xué)》，克拉克值據(jù)泰勒(1964)。

3.2土壤環(huán)境質(zhì)量評價(jià)

以國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二級限值為參照，采用單因子指數(shù)法，將研究區(qū)內(nèi)稻田土壤重金屬的測定結(jié)果與之對比評價(jià)，結(jié)果如表6、圖2所示。由表6可看出，研究區(qū)內(nèi)重金屬除鎘以外總體情況良好，鎳、銅有輕度污染，其余五種元素含量均低于標(biāo)準(zhǔn)值。研究區(qū)內(nèi)鎘的污染程度最為嚴(yán)重，樣點(diǎn)受污染比例達(dá)77.1%，其中有5.7%達(dá)到中度污染；鉛、汞狀態(tài)最優(yōu)，其含量遠(yuǎn)低于國家二級標(biāo)準(zhǔn)值。從平均污染指數(shù)來看，除鎘外，其余元素均未達(dá)到污染。

綜合所有元素的測試數(shù)據(jù)，采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法評價(jià)時(shí)，研究區(qū)受污染比例為1/3。

表6　研究區(qū)稻田土壤重金屬污染評價(jià)結(jié)果

圖2　研究區(qū)稻田土壤重金屬污染內(nèi)梅羅綜合評價(jià)結(jié)果Fig.2　The evaluation results of paddy soil heavy metals by Nemerow method in the studied areas

據(jù)《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》顯示，全國土壤鎘超標(biāo)率為7%。而研究區(qū)鎘最大超標(biāo)1.7倍，平均超標(biāo)0.4倍，超標(biāo)率更是高達(dá)77.1%。對比近年頻繁爆發(fā)的鎘米事件，動輒超標(biāo)數(shù)倍、超標(biāo)率百分之十?dāng)?shù)幾的現(xiàn)狀，研究區(qū)鎘污染問題不可簡單定論。我國現(xiàn)行有效的《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995)中鎘的二級標(biāo)準(zhǔn)含量范圍為0.3～0.6mg/kg，而世界其他各國鎘的標(biāo)準(zhǔn)限值(表7)為1～5mg/kg，我國標(biāo)準(zhǔn)明顯嚴(yán)于國際[34]。若以國際標(biāo)準(zhǔn)為參照，研究區(qū)鎘基本不超標(biāo)。因此，對于研究區(qū)乃至全國范圍的土壤鎘超標(biāo)問題，還有待更科學(xué)合理的深入評判。這個(gè)近20年前制訂的標(biāo)準(zhǔn)不完全適應(yīng)當(dāng)前我國的土壤環(huán)境狀況，望環(huán)保部2008年新修訂的標(biāo)準(zhǔn)(征求意見稿)，能早日完善出臺。

表7　一些國家和地區(qū)土壤中鎘的標(biāo)準(zhǔn)限值 [35]

3.3土壤潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

考慮地域、成土母質(zhì)及人為作用差異的影響，以背景值為參照評價(jià)土壤潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。目前關(guān)于江安縣土壤(水稻土)的背景值研究尚屬空白，故退而求其次選取翠屏區(qū)宋家鄉(xiāng)水稻土背景值進(jìn)行比較分析。一是由于宋家鄉(xiāng)與本論文研究區(qū)同屬宜賓市，二是由于研究區(qū)的土壤同為水稻土，因此所選取的參照較有比較價(jià)值。在此背景值數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，可以估算出研究區(qū)自然、人力的影響程度。

以宋家鄉(xiāng)水稻土重金屬背景值為參照，采用潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法進(jìn)行評價(jià)，江安縣稻田土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)如表8所示。

表8　研究區(qū)稻田土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)

注：*來源于《潛在生態(tài)危害指數(shù)法評價(jià)中重金屬毒性系數(shù)計(jì)算》，徐爭啟(2008)；其他毒性系數(shù)均來源于Hakanson(1980)。

表8顯示，研究區(qū)重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為134.59，屬無風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)；單項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)由高到低依次為汞、鎘、砷、鉛、銅、鎳、鉻、鋅，表明江安縣重金屬現(xiàn)狀良好，除汞總體上處于中等風(fēng)險(xiǎn)水平以外，其他重金屬元素均未顯現(xiàn)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。特別指出的是，相較于研究區(qū)背景值和國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級限值，江安縣稻田土壤中鎘含量介于二者之間，在潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)時(shí)，其單項(xiàng)污染系數(shù)并不高。

考慮研究區(qū)境內(nèi)地形地貌及功能結(jié)構(gòu)差異，在總體評價(jià)的基礎(chǔ)上，從區(qū)域方位、功能類型、地形特征3個(gè)方面進(jìn)一步分析影響江安縣稻田土壤重金屬的因素。

3.3.1不同區(qū)域方位重金屬分析

以翠屏區(qū)宋家鄉(xiāng)水稻土壤背景值為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，采用潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法對研究區(qū)北、中、南3個(gè)方位的稻田土壤進(jìn)行評價(jià)(圖3)。風(fēng)險(xiǎn)程度排序?yàn)椋罕辈?中部>南部，這與江安縣南高北低的地勢和城市結(jié)構(gòu)相符。江安縣南部毗鄰長寧縣“蜀南竹?！憋L(fēng)景區(qū)，與縣境內(nèi)仁和鄉(xiāng)“百竹?！憋L(fēng)景區(qū)共同形成竹資源帶，得益于當(dāng)?shù)貙ψ匀毁Y源的保護(hù)，并無明顯外來人為活動。中部處于江安縣中心地帶，緊鄰縣城所在地，縣境內(nèi)主要交通樞紐省道S308和長江大致平行橫穿而過，人為活動頻繁。北部地勢最低且較平坦，雨水?dāng)y污染物不斷向低沖刷，較易形成長期富集；另外，北部處于長江上游經(jīng)濟(jì)帶“金三角”(宜賓、自貢、瀘州)的底部，受3地共同輻射最多，以上兩者共同作用，顯現(xiàn)出北部稻田重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)最高這個(gè)特征。

圖3　不同區(qū)域方位稻田土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分級Fig.3　Classifications of the potential ecological risk indexes of paddy soil heavy metals in different positions

3.3.2不同功能類型重金屬分析

以江安縣稻田土壤8種重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)單項(xiàng)系數(shù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(圖4)，將研究區(qū)劃分為農(nóng)業(yè)耕種區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、交通干道區(qū)、工業(yè)集中區(qū)4種類型，進(jìn)一步分析其重金屬情況(圖5)。

圖4　不同功能類型稻田土壤8種重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)單項(xiàng)系數(shù)Fig.4　The single coefficients of the potential ecological risk of 8 heavy metals in paddy soil at different functional zones

圖5　不同功能類型稻田土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分級Fig.5　Classifications of the potential ecological risk indexes of paddy soil heavy metals in different functional zones

綜合以上兩圖來看，交通干道區(qū)和農(nóng)業(yè)耕種區(qū)存在潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。自然保護(hù)區(qū)除鎘以外的重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)單項(xiàng)系數(shù)明顯低于其他三區(qū)，說明自然保護(hù)區(qū)內(nèi)人工活動影響最小，并沒有帶來明顯外來污染。農(nóng)業(yè)耕種區(qū)和交通干道區(qū)是人力生產(chǎn)勞動最密集的區(qū)域。農(nóng)藥化肥、汽車尾氣排放、燃料燃燒、汽車輪胎磨損等途徑是汞、鉛、鎳等重金屬的主要來源[36]，這與農(nóng)耕和交通的功能特性相符。工業(yè)集中區(qū)的狀況介于中間，并未顯現(xiàn)出風(fēng)險(xiǎn)最高的特性。有別于傳統(tǒng)意義上主要來自于工業(yè)的污染，江安縣工業(yè)園區(qū)始建于2005年，相對較晚，且其以“綠色化工、竹類加工、酒類食品、港口物流”為主要特色，涉及電子、化學(xué)的領(lǐng)域不廣，短期內(nèi)除鎘、銅潛在風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)相對較高外，其他重金屬元素尚無顯著變化。不過，必須指出的是，據(jù)近年對工業(yè)集中區(qū)部分典型污染物排口區(qū)域的連續(xù)追蹤監(jiān)測表明，排口底泥中個(gè)別元素含量呈逐年上升態(tài)勢，汞尤為明顯。預(yù)計(jì)，隨著該區(qū)土壤重金屬的不斷富集，長期以后會顯現(xiàn)出工業(yè)影響。必須加強(qiáng)污水處理效率，從源頭上控制污染物排放，嚴(yán)防金屬元素的累積污染。

3.3.3不同地形屬性重金屬含量分析

以江安縣農(nóng)業(yè)耕種區(qū)為研究重點(diǎn)，進(jìn)一步分析不同地形屬性下的稻田土壤重金屬情況(圖6)。為直觀起見，以8種重金屬元素的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)單項(xiàng)系數(shù)直接評價(jià)。

圖6　不同地形特征農(nóng)業(yè)耕種區(qū)稻田土壤8種重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)單項(xiàng)系數(shù)Fig.6　The single coefficients of the potential ecological risk of 8 heavy metals in paddy soil farming areas of different to pographic features

圖6表明，總體上，受汞高毒性系數(shù)的主要影響，農(nóng)業(yè)耕種區(qū)3種地形特征下的稻田土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)由高到低依次為：平地>河漫灘>丘陵。將全部8種重金屬元素綜合來看，三種地形下的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)單項(xiàng)系數(shù)并無一致性差異，不同重金屬的風(fēng)險(xiǎn)情況高低不一。平地砷、汞最高，鎘、銅、鉛最低；河漫灘銅最高，鉻、鎳、鋅最低；丘陵鎘、鉻、鎳、鉛、鋅最高，砷、汞最低。平地和丘陵一個(gè)表現(xiàn)出成片開闊的特性，另一個(gè)則具有零散狹小的特征，在耕作特點(diǎn)上二者處于對立的地位。而砷、汞主要來源于農(nóng)藥化肥等的施用，所以耕作簡單、面積廣泛的平地受影響最大，而呈點(diǎn)狀無法大范圍連續(xù)作業(yè)的丘陵受影響最小。此外，丘陵往往依附于山體，礦石資源較為豐富，其潛在風(fēng)險(xiǎn)最高的鎘、鋅等元素可能均來源于此。河漫灘所在區(qū)域，水資源豐富，工業(yè)廢水中的銅隨河流沖擊，易形成富集，顯現(xiàn)出該地形下銅風(fēng)險(xiǎn)最高的特點(diǎn)。

4　結(jié)　論

4.1江安縣稻田土壤一半以上的重金屬元素存在富集，砷、鎘、汞、鉛、鋅高于地殼克拉克值。汞含量在樣點(diǎn)土壤中空間上差異最大，變異系數(shù)為74.2%。以國家土壤二級標(biāo)準(zhǔn)值為參照，根據(jù)單因子指數(shù)評價(jià)結(jié)果，研究區(qū)內(nèi)鎘有77.1%樣點(diǎn)受污染，鎳、銅有輕度污染，其余五種元素含量在標(biāo)準(zhǔn)限值以內(nèi)。根據(jù)內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)評價(jià)結(jié)果，江安縣稻田土壤總體上有1/3樣點(diǎn)存在生態(tài)安全隱患。

4.2以翠屏區(qū)宋家鄉(xiāng)水稻土壤背景值為參照，根據(jù)重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)結(jié)果，研究區(qū)稻田土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為134.59，屬無風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，單項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)由高到低依次為汞、鎘、砷、鉛、銅、鎳、鉻、鋅。汞總體上處于中等風(fēng)險(xiǎn)水平，其他重金屬元素暫無潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)在空間上分布規(guī)律為：北部>中部>南部，交通干道區(qū)>農(nóng)業(yè)耕種區(qū)>工業(yè)集中區(qū)>自然保護(hù)區(qū)，平地>河漫灘>丘陵。

4.3汞是江安縣稻田土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)最高的元素，主要來源于農(nóng)作物耕種過程中，垃圾肥料、磷礦石肥料和含汞農(nóng)藥的施用。建議在今后的耕作中，多施用有機(jī)肥或環(huán)保生態(tài)肥料，并嚴(yán)防已明令禁止使用的農(nóng)藥或添加劑進(jìn)入市場。

[1]李恒, 刀志靈, 郭輝軍. 高黎貢山植物[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2000.

[2]黃玉溢, 陳桂芬, 熊柳梅，等. 廣西稻田土壤重金屬污染評價(jià)[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2013, 41(26): 10648-10649, 10852.

[3]王晨. 硅對重金屬復(fù)合污染土壤中草坪草生理生化性質(zhì)和重金屬吸收的影響[D]. 北京: 北京林業(yè)大學(xué), 2010.

[4]Tur Kdoganm K, Kilecel F, Kapa K, et al. Heavy metals in soil, vegetables and fruits in the endemic upper gastrointestinal cancer region of Turkey[J]. Environmental Toxicology and Pharmacology, 2003, 13(3): 175-179.

[5]Fulladosa E, Delmas F, Jun L, et al. Cellular stress induced in cultured human cells by exposure to sludge extracts from water treatment plants[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2002, 53(1): 134-140.

[6]Stewart M A, Jardine P, Brandt C C, et al. Effects of contaminant concentration, aging, and soil properties on the bioaccessibility of Cr3+and Cr6+in soil[J]. Soil and Sediment Contamination, 2003, 12(1): 1-21.

[7]蔣先軍, 駱永明, 趙其國, 等. 重金屬污染土壤的植物修復(fù)研究Ⅰ.金屬富集植物Brassica juncea對銅、鋅、鎘、鉛污染的響應(yīng)[J]. 土壤, 2000, 32(2):71-74.

[8]王真輝, 林位夫. 農(nóng)田土壤重金屬污染及其生物修復(fù)技術(shù)[J]. 海南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2002, 20(4): 386-393.

[9]黃順生, 廖啟林, 吳新民, 等. 揚(yáng)中地區(qū)農(nóng)田土壤重金屬污染調(diào)查與評價(jià)[J]. 土壤, 2006, 38(4): 483-488.

[10]孫波, 趙其國. 土壤質(zhì)量與持續(xù)環(huán)境[J] . 土壤, 1997, 29(4): 169-175,184.

[11]World Bank. FAO UNDP UNEP. Land quality indicators[N]. No.315 of the World Bank discussion papers, Washington D C: World Bank Publications, 1995.

[12]Peter B, Peter J, Gregory. Soil in the Urban Environment[M]. Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1991.

[13]Zarcinas B A, Ishak C F, Mclaughlin M J, et al. Heavy metals in soils and crops in Southeast Asia. 1. Peninsular Malaysia[J]. Environmental Geochemistry and Health, 2004, 26(4): 343-357.

[14]Mapanda F, Mangwayana E N, Giller K E, et al. Uptake of heavy metals by vegetables irrigated using wasterwater and the subsequent risks in Harare, Zimbabwe[J]. Physics and Chemistry of the Earth, 2007, 32(10): 1399-1405.

[15]叢源, 鄭萍, 陳岳龍, 等. 北京農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤重金屬元素的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[J]. 地質(zhì)通報(bào), 2008, 27(5): 681-688.

[16]翟麗梅, 廖曉勇, 閻秀蘭, 等. 廣西西江流域農(nóng)業(yè)土壤鎘的空間分布與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)[J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2009, 29(6): 661-667.

[17]王英, 李正文, 賀紫荊. 不同水稻品種積累鎘的差異及其動態(tài)變化[J]. 廣西農(nóng)業(yè)生物科學(xué), 2007, 6(26): 82-85.

[18]陳迪云, 謝文彪, 宋剛, 等. 福建沿海農(nóng)田土壤重金屬污染與潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究[J]. 土壤通報(bào), 2010, 41(1): 194-199.

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

[20]國家環(huán)境保護(hù)局. GB15618-1995, 國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].

[21]曾宜君, 黃思靜, 闞澤忠, 等. 宜賓市宋家地區(qū)土壤元素背景值研究及其意義[J]. 沉積與特提斯地質(zhì), 2007, 27(1): 97-102.

[22]唐文春, 金立新, 周雪梅, 等. 成都市土壤中元素地球化學(xué)基準(zhǔn)值研究及其意義[J]. 物探與化探, 2005, 29(1): 71-83.

[23]中國環(huán)境監(jiān)測總站. 中國土壤元素背景值[M]. 北京: 中國環(huán)境科學(xué)出版社, 1990.

[24]姚志麒. 關(guān)于采用環(huán)境質(zhì)量指數(shù)的幾個(gè)問題[J]. 環(huán)境科學(xué), 1979, (2): 37-45.

[25]陳鳳, 濮勵杰. 昆山市農(nóng)業(yè)土壤基本性質(zhì)與重金屬含量及二者的關(guān)系[J]. 土壤, 2007, 39(2): 291-296.

[26]李靜, 謝正苗, 徐建明, 等. 杭州市郊蔬菜地土壤重金屬環(huán)境質(zhì)量評價(jià)[J]. 生態(tài)環(huán)境, 2003, 12(3): 277-280.

[27]黃輝, 檀滿枝, 周峰, 等. 南通市城市邊緣帶土壤重金屬污染現(xiàn)狀及評價(jià)[J]. 土壤, 2007, 39(2): 286-290.

[28]夏增祿, 穆從如, 李森照. 土壤環(huán)境污染指數(shù)的探討[J]. 環(huán)境科學(xué), 1980, 5(5): 76-79.

[29]中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會環(huán)境質(zhì)量評價(jià)專業(yè)委員會. 環(huán)境質(zhì)量評價(jià)方法指南[M]. 長春: 吉林出版社, 1982. 151-166.

[30]Lars Hakanson. An ecological risk index for aquatic pollution control. a sedimentological approach[J]. Water Research, 1980, 14(8): 975-1001.

[31]Sznopek J L, Goonan T G. The materials flow of mercury in the economies of the United States and the World: Usgs Circular 1197[M]. USA: BiblioGov, 2013.

[32]泰勒. 克拉克值. 勘查地球化學(xué)[M].北京: 冶金工業(yè)出版社, 2007.1-2.

[33]李靜, 謝正苗, 徐建明, 等. 杭州市郊蔬菜地土壤重金屬環(huán)境質(zhì)量評價(jià)[J]. 生態(tài)環(huán)境, 2003, 12(3): 277-280.

[34]童潛明. 土壤和稻米鎘含量標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)疑[J]. 湖南地質(zhì),2010,(11):95.

[35]趙曉軍, 陸泗進(jìn), 許人驥, 等.土壤重金屬鎘標(biāo)準(zhǔn)值差異比較研究與建議[J]. 環(huán)境科學(xué), 2014, 35(4):1491-1497.

[36]洪堅(jiān)平. 土壤污染與防治(第二版)[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2005.

Current Status Assessment of Paddy Soil Heavy Metals in Jiang’an County, Yibin City

WU Dao-mao, LI Mao-jie, XIONG Chun-lian, HUANG Gang, WANG Min, YU Li-jun

(YibinEnvironmentalMonitoringCenter,Yibin,Sichuan644000,China)

In order to understand the current status of heavy metals in paddy soil of Jiang’an County, Yibin City, eight common heavy metals (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn) in soil which are closely related to human have been studied in this paper. The contents of these heavy metals in surface soil in different positions and different types are measured. And according to related background values and national standards, the soil environmental quality and pollution level of heavy metals are assessed. Compared with the second level of the national environment quality standard for soils, the pollution of Cd in this region was the most serious, and the proportion of polluted samples was up to 77.1%. According to the results of the Nemerow comprehensive pollution index evaluation, one-third of samples are at potential ecological risk. Compared with the background value, the level of potential ecological risk from the heavy metals was low in this area, with a risk index of 134.59, revealing a safe status. The decreasing order of the single coefficients is Hg, Cd, As, Pb, Cu, Ni, Cr, Zn. And in space distribution, the decreasing sequence of potential ecological risk from heavy metals is North>Middle >South, Traffic trunk>Farming area> industry concentrating area> Nature reserve, Flat>Floodplain>Hill.

Jiang’an county; paddy soil; heavy metals;current status assessment

2015-03-11

吳到懋(1989- )，男，江蘇沭陽人，2015年畢業(yè)于南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)推廣(農(nóng)業(yè)資源利用)專業(yè),碩士，助理工程師.主要從事環(huán)境監(jiān)測分析工作,研究方向?yàn)橹亟饘佟?/p>

黃剛，55327593@qq.com。

X825

A

1001-3644(2015)04-0128-08