新鄉(xiāng)市蔬菜基地土壤重金屬監(jiān)測與評價

程 遠(yuǎn)，趙一凡

（新鄉(xiāng)市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站，河南新鄉(xiāng)453002）

新鄉(xiāng)市蔬菜基地土壤重金屬監(jiān)測與評價

程 遠(yuǎn)，趙一凡

（新鄉(xiāng)市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站，河南新鄉(xiāng)453002）

以新鄉(xiāng)市主要蔬菜基地（衛(wèi)輝市、延津縣、原陽縣）土壤為研究對象，對其14種重金屬（Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni、V、Mn、Co、Ag、Tl、Sb）進(jìn)行分析測定，并采用單因子污染指數(shù)法和綜合污染指數(shù)法對其重金屬污染狀況進(jìn)行評價和比較。結(jié)果表明，三區(qū)域蔬菜基地中砷、釩、錳為重金屬主要污染因子，衛(wèi)輝市狀況相對較差，但14種重金屬單因子污染指數(shù)及綜合污染指數(shù)均在安全級別內(nèi)，土壤處于清潔水平。

蔬菜基地；土壤；重金屬；污染評價

新鄉(xiāng)市土層深厚，土壤肥沃，是全國重要的糧食及蔬菜生產(chǎn)基地。但由于近年來周邊城鎮(zhèn)人口密集化、工業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展以及常年的污水灌溉等，新鄉(xiāng)市的土壤生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了較大變化，尤其是重金屬污染日趨嚴(yán)重［1-2］。

重金屬是環(huán)境中危害性極大的一類污染物，過量重金屬可引起植物生理功能紊亂、營養(yǎng)失調(diào)。土壤重金屬污染程度直接影響蔬菜的質(zhì)量安全。此外，重金屬在土壤中一般只發(fā)生形態(tài)的轉(zhuǎn)變和遷移，不為微生物降解，且不易隨水淋濾。通過食物鏈的傳遞，重金屬極易在生物體內(nèi)富集，尤其是處于生物鏈頂端的人類。因此應(yīng)特別重視土壤中重金屬含量狀況，為種植和污染防治提供依據(jù)［3-4］。

為此，本研究選取新鄉(xiāng)市下屬的3個不同行政區(qū)域的蔬菜基地，對鎘、汞、砷、鉛、鉻、銅、鋅、鎳、釩、錳、鈷、銀、鉈、銻等14種重金屬進(jìn)行監(jiān)測，并運用單因子污染指數(shù)法和綜合污染指數(shù)法對蔬菜基地土壤環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價。

1 監(jiān)測材料及標(biāo)準(zhǔn)方法

1.1 布點采樣及前處理

在新鄉(xiāng)市下屬的衛(wèi)輝市（縣級市）、延津縣和原陽縣等3個不同行政區(qū)選擇了土壤質(zhì)量有明顯不同的1 km×1 km基本農(nóng)田3塊（果菜類蔬菜生產(chǎn)基地），按網(wǎng)格布點，網(wǎng)格尺度按100 m×100 m設(shè)定。從中隨機抽取5個地塊，在每個監(jiān)測地塊的中心部位布設(shè)1個采樣點。在農(nóng)作物生長期內(nèi)，分別采集0～20 cm表層土壤，每份樣品采樣量為1 kg，采樣前記錄點位GPS坐標(biāo)，并對點位周邊的自然和社會環(huán)境概況進(jìn)行調(diào)查。3個采樣區(qū)域是衛(wèi)輝市唐莊鎮(zhèn)南社村（棕壤）、延津縣石婆固鄉(xiāng)集南村（黃壤）以及原陽縣路寨鄉(xiāng)許北村（紅壤）的基本蔬菜產(chǎn)地。

將樣品風(fēng)干后，研磨，過1mm（20目）尼龍篩后分成兩份。一份裝瓶以備pH值分析用，另一份繼續(xù)進(jìn)行細(xì)磨至全部通過孔徑0.15mm（100目）的尼龍篩，四分法棄取，裝瓶以備重金屬分析用。

1.2 監(jiān)測項目及分析方法

本蔬菜基地土壤監(jiān)測項目包括土壤pH值和鎘、汞、砷、鉛、鉻、銅、鋅、鎳、釩、錳、鈷、銀、鉈、銻等14種重金屬，所有項目均采用國家或行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)方法，并應(yīng)用土壤標(biāo)樣進(jìn)行全程質(zhì)量控制。各項目樣品制備、前處理、分析方法及檢出限詳見表1。

1.3 評價標(biāo)準(zhǔn)與評價方法

本研究土壤環(huán)境質(zhì)量評價執(zhí)行《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 15618—1995）二級標(biāo)準(zhǔn)，對于GB 15618中沒有的項目執(zhí)行《全國土壤污染狀況評價技術(shù)規(guī)定》（環(huán)發(fā)〔2008〕39號）。詳見表2。其中，鎘、汞、砷、鉻、銅、鋅、鎳執(zhí)行《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，鉛執(zhí)行《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)》（HJ 332—2006），錳執(zhí)行澳大利亞保護(hù)土壤及地下水調(diào)研值，鈷、釩、銀、鉈、銻執(zhí)行加拿大土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)用地標(biāo)準(zhǔn)值。

表1 土壤樣品分析測試方法

表2 土壤環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)值

采用單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法進(jìn)行土壤評價。分別按土壤單因子污染指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)（表3）和土壤內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)（表4）進(jìn)行評價。相關(guān)計算公式為

表3 土壤單因子污染指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)

表4 土壤內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)

2 監(jiān)測結(jié)果與評價

2.1 重金屬含量分析

新鄉(xiāng)市蔬菜基地土壤重金屬鎘、汞、砷、鉛、鉻、銅、鋅、鎳、釩、錳、鈷、銀、鉈、銻的監(jiān)測結(jié)果反映了新鄉(xiāng)市蔬菜基地土壤質(zhì)量現(xiàn)狀。監(jiān)測結(jié)果見表5。

表5 新鄉(xiāng)蔬菜基地土壤樣品監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計 mg/kg

由監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，新鄉(xiāng)市蔬菜基地土壤中Cd含量基本在0.16～0.24 mg/kg，低于土壤環(huán)境質(zhì)量要求的0.60 mg/kg的評價標(biāo)準(zhǔn)；土壤中Hg含量為0.034～0.090 mg/kg，未出現(xiàn)一處超標(biāo)，且遠(yuǎn)低于土壤環(huán)境質(zhì)量要求的0.10 mg/kg的評價標(biāo)準(zhǔn)；土壤中As含量在7.18～22.0mg/kg，能夠滿足土壤環(huán)境質(zhì)量的評價標(biāo)準(zhǔn)，且3個行政區(qū)域間有明顯差異，衛(wèi)輝市土壤中As含量最大，延津縣土壤中As含量最??；土壤中Pb含量在24.3～33.5mg/kg，其中衛(wèi)輝市略高于原陽縣和延津縣，但總體均低于80 mg/kg的二級標(biāo)準(zhǔn)，土壤未受到污染；土壤中Cr含量集中在75～91 mg/kg，3個行政區(qū)域基本一致，遠(yuǎn)低于250 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)；土壤中Cu含量在16～44 mg/kg，未超過100 mg/kg的二級標(biāo)準(zhǔn)，原陽縣、延津縣含量持平，衛(wèi)輝市略高，分布情況與Pb相似；土壤中Zn含量分布于75.0～218mg/kg，與Cu、Pb在不同行政區(qū)域的分布相似，原陽縣、延津縣含量持平，衛(wèi)輝市略高，但總體均低于300mg/kg的土壤環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)；土壤中Ni含量總體分布于30～40 mg/kg，低于60mg/kg的評價標(biāo)準(zhǔn)，每個不同行政區(qū)域含量分布較集中，同樣，衛(wèi)輝市略高于其他兩地；土壤中V含量在69～86mg/kg，能夠滿足土壤環(huán)境質(zhì)量的評價標(biāo)準(zhǔn)，且3個行政區(qū)域間有明顯差異，衛(wèi)輝市的含量最大，延津縣的含量最?。煌寥乐蠱n分布在389～502 mg/kg，能夠滿足土壤環(huán)境質(zhì)量的評價標(biāo)準(zhǔn)；土壤中Co集中分布于10～13 mg/kg，3個區(qū)域基本一致，均低于40 mg/kg的土壤環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)；3個行政區(qū)域土壤中均未檢出Ag和Tl（檢出限為1mg/kg）；土壤中Sb含量分布在0.49～0.77 mg/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于20 mg/kg的土壤環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 重金屬單因子污染指數(shù)分析

圖1是3個行政區(qū)域中10種重金屬的污染指數(shù)。由圖1可見，砷、釩、錳的單項污染指數(shù)Pi較大，且衛(wèi)輝市蔬菜基地重金屬狀況相對較差，但單因子污染指數(shù)均小于1，污染評價等級為Ⅰ級。

圖1 3個行政區(qū)域10種金屬污染指數(shù)比較

2.3 重金屬綜合污染評價

根據(jù)單因子污染指數(shù)數(shù)據(jù)，可以計算出新鄉(xiāng)市3個行政區(qū)域內(nèi)蔬菜基地土壤重金屬綜合污染指數(shù)PN，即延津縣蔬菜基地PN=0.456，原陽縣蔬菜基地PN= 0.568，衛(wèi)輝市蔬菜基地PN=0.568，依據(jù)表4可知，污染等級均屬Ⅰ級，即土壤處于清潔水平。

3 結(jié)論

根據(jù)新鄉(xiāng)市蔬菜基地重金屬監(jiān)測結(jié)果及評價污染指數(shù)得知，各項重金屬污染物含量均符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)限值，單因子污染指數(shù)均小于1，屬于無污染。綜合污染指數(shù)均小于0.7，污染評價屬于清潔。

［1］ 李飛，王曉鈺，湯富強.新鄉(xiāng)市近郊農(nóng)田土壤重金屬的生態(tài)風(fēng)險評價［J］.河南師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2011（5）：84-87.

［2］ 王學(xué)鋒，皮運清，史選，等.新鄉(xiāng)市污灌農(nóng)田中重金屬的污染狀況調(diào)查［J］.河南師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2005（3）：95-97.

［3］ 張乃明.土壤-植物系統(tǒng)重金屬污染研究現(xiàn)狀與展望［J］.環(huán)境科學(xué)進(jìn)展，1998（4）：30-33.

［4］ 祖艷群，李元，陳海燕，等.昆明市蔬菜及其土壤中的鉛、鎘、銅和鋅含量水平及污染評價［J］.云南環(huán)境科學(xué)，2003（增刊）：55-57.

【責(zé)任編輯 黃艷芹】

M onitoring and Evaluation of Heavy M etals in Soils of Xinxiang Vegetable Bases

CHENG Yuan，ZHAO Yifan
（Environment Protecting and Monitoring Station of Xinxiang，Xinxiang 453002，China）

In this paper，contents of 14 kinds of heavy metals（Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni、V、Mn、Co、Ag、Tl、Sb）in the soils of Xinxiang vegetable bases，includingWeihui，Yanjin and Yuanyang，were analyzed and determined.Single factor pollution index and comprehensive pollution index were used to evaluate the situation of heavy metal pollution.The results indicated that among these three regions，As、V and Mn were themajor pollution factors.Single factor pollution index and comprehensive pollution index of 14 kinds of heavymetals in three vegetable baseswere on the security level，and the soilswere on the clean level.

vegetable bases；soil；heavymetals；pollution evaluation

X833

A

2095-7726（2015）06-0025-04

2015-03-03

程遠(yuǎn)（1986-），女，河南新鄉(xiāng)人，助理工程師，碩士，研究方向：環(huán)境分析。