安康市山坡地區(qū)小麥秸稈及土壤中重金屬含量及評(píng)價(jià)

唐艷茹，魏家巍，丁　鵬，張　敏

(1.長(zhǎng)春師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130032；2.長(zhǎng)春希望高中，吉林長(zhǎng)春 130022)

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安康市山坡地區(qū)小麥秸稈及土壤中重金屬含量及評(píng)價(jià)

唐艷茹1，魏家巍2，丁鵬1，張敏1

(1.長(zhǎng)春師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130032；2.長(zhǎng)春希望高中，吉林長(zhǎng)春 130022)

[摘要]為了研究陜西省安康市山坡地區(qū)小麥秸稈以及土壤中重金屬銅、鋅、鎳的污染現(xiàn)狀，對(duì)安康市山坡地區(qū)小麥植株以及土壤采樣并進(jìn)行調(diào)查與研究，結(jié)果表明：從單因子污染指數(shù)分析與綜合污染指數(shù)分析來看，按照國家的劃分標(biāo)準(zhǔn)，安康市山坡地區(qū)小麥植株及土壤未受到污染，銅、鎳含量非常低，并不會(huì)對(duì)農(nóng)作物以及土壤產(chǎn)生污染，土壤中金屬鋅的含量較高，超過了背景值，但對(duì)農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)并沒有產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

[關(guān)鍵詞]小麥；土壤；秸稈；污染；重金屬；分布規(guī)律

土壤是陸地表面具有一定肥力的疏松表層，能生長(zhǎng)植物，是由巖石土壤母質(zhì)風(fēng)化兩個(gè)過程集合而成的產(chǎn)物[1]。人類活動(dòng)對(duì)土地影響越來越多，越來越大，重金屬的積累也越來越嚴(yán)重。重金屬主要通過大氣、土壤、水循環(huán)等多種媒介進(jìn)入植物體，并進(jìn)行轉(zhuǎn)化和累積，又經(jīng)食物鏈進(jìn)入人畜體內(nèi)，危害人畜的生命與健康[2-4]。農(nóng)業(yè)重金屬污染，國內(nèi)外均有大量研究，但大都集中于對(duì)土壤微生物及酶活性的研究[5-6]。重金屬、病原體、化肥農(nóng)藥等與人類活動(dòng)有關(guān)且對(duì)生物和人體有害的物質(zhì)[5],都有污染物轉(zhuǎn)移到土壤中的過程。小麥中重金屬的含量體現(xiàn)了小麥所生長(zhǎng)的土壤中重金屬的含量，當(dāng)小麥中重金屬含量超標(biāo)時(shí)，小麥生產(chǎn)地的土壤中重金屬的含量也是超標(biāo)的。

本文通過對(duì)安康市山坡地區(qū)3個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行分析研究，測(cè)定重金屬元素銅、鋅、鎳的含量，分析污染源及相關(guān)的危害，并對(duì)其進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)。此次的研究有助于人們了解由于人類自身造成的土壤重金屬污染，對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)部門作出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及農(nóng)戶對(duì)化肥農(nóng)藥的合理使用有指導(dǎo)意義。政府機(jī)關(guān)根據(jù)此分析結(jié)果，可優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展布局。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1樣品的采集

1.1.1土壤樣本的采集

本文采用蛇形采樣法在安康市山坡地區(qū)內(nèi)進(jìn)行采樣，該采樣法適用于面積較小、地形不太平坦、土壤不夠均勻、需要取采樣點(diǎn)較多的地塊。深度視采樣目的而定，本文采集耕層0～20cm。取混合樣1～2kg，如數(shù)量太多可用四分法將多余土壤棄去。將所采土樣裝入布袋或聚乙烯塑料袋，內(nèi)外均附帶標(biāo)簽，標(biāo)明采樣編號(hào)、名稱、采樣深度、采樣地點(diǎn)、日期以及采集人。

1.1.2小麥秸稈樣本的采集

在同一麥田里采用蛇形采樣法，分多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行采樣，每個(gè)點(diǎn)采集相同50～100g的小麥秸稈樣品，將采集到的小麥秸稈樣品充分混合均勻，在自然條件下風(fēng)干，將所采集的小麥秸稈樣品裝入布袋或聚乙烯塑料袋，內(nèi)外均附帶標(biāo)簽，標(biāo)明采集編號(hào)、名稱、采樣位置、日期以及采集人。

1.2樣品的前處理

1.2.1土樣的前處理

取出風(fēng)干后的土樣大約每份0.200kg，平鋪于木板，用木棍碾碎，重復(fù)幾次之后，用篩孔尺寸為2毫米的篩過濾，過篩的土壤攪拌均勻，并保存在廣口容量瓶?jī)?nèi)，對(duì)這3個(gè)土樣依次編號(hào)，密封存于陰涼處。

1.2.2小麥秸稈的前處理

取出風(fēng)干后的小麥秸稈大約每份0.200kg，至于粉碎機(jī)內(nèi)粉碎，用篩孔尺寸為2毫米的篩過濾(秸稈粉碎后不用過篩)，過篩的小麥攪拌均勻(秸稈不用過篩，直接攪拌均勻)，并保存在廣口容量瓶?jī)?nèi)，對(duì)這3個(gè)小麥秸稈依次編號(hào)，密封存于陰涼處。

1.3樣品的測(cè)定

(1)土樣含水量和pH的測(cè)定；(2)樣品中銅、鋅、鎳三種重金屬的含量測(cè)定。

2結(jié)果與討論

2.1土壤中含水量及pH測(cè)定結(jié)果

表1　安康市山坡地區(qū)土壤含水量測(cè)定結(jié)果

表2　安康市山坡地區(qū)土壤pH測(cè)定結(jié)果

2.2小麥、秸稈和土壤中重金屬含量測(cè)定結(jié)果

表3　小麥、秸稈和土壤中重金屬含量測(cè)定結(jié)果

表4　土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值(GB 15618-1995)　 mg·kg-1

2.3單因子污染指數(shù)分析

單因子污染指數(shù)法： Pi=Ci /Si,式中：Ci為試驗(yàn)中所測(cè)污染物i的實(shí)際濃度；Pi為污染物i的單項(xiàng)污染指數(shù)；Si為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的污染物i的濃度(表5)。

表5　各取樣點(diǎn)重金屬單項(xiàng)污染指數(shù)Pi

陜西省安康市山坡地區(qū)土壤中的單項(xiàng)污染指數(shù)檢測(cè)值整體遠(yuǎn)小于1，小于標(biāo)準(zhǔn)值，所以可以近似地認(rèn)為污染情況是不存在的。

從數(shù)據(jù)分析來看，山坡地區(qū)因遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)和工業(yè)區(qū)等排污場(chǎng)所，污染指數(shù)較小，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)與生產(chǎn)幾乎沒有造成影響。各種重金屬在小麥、秸稈以及土壤中的富集能力是不一樣的，小麥中金屬含量最高，土壤次之，秸稈中含量最低，因此應(yīng)該將秸稈的利用率最大化。3種重金屬在小麥、秸稈以及土壤中的含量是鋅最高，鎳次之，銅最少。

2.4綜合污染指數(shù)分析

表6　重金屬的綜合污染指數(shù)

按照國家關(guān)于重金屬污染等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，安康市小麥植株及土壤中金屬鋅的含量程度最高，而其余兩種重金屬銅和鎳含量較低。

3結(jié)論

本文采用可見分光光度法測(cè)定陜西省安康市山坡地區(qū)土壤中3種重金屬Cu、Zn、Ni的含量，測(cè)量結(jié)果表明：小麥植株不同器官對(duì)同種金屬，不同種金屬的吸收能力不同，秸稈與小麥粒相比而言，小麥粒的吸收能力更強(qiáng)。與土壤重金屬含量的背景值相比較，銅、鎳含量均在背景值之下，但鋅的含量遠(yuǎn)高于背景值。從3種金屬在小麥秸稈與土壤中的含量來看，小麥對(duì)金屬鎳與金屬銅的吸收能力較強(qiáng)，而對(duì)于金屬鋅的吸收能力較弱。小麥植株以及土壤并未受到3種重金屬的污染，但是我們也應(yīng)該注意，在以后的生活中盡量避免重金屬對(duì)農(nóng)作物以及土壤造成污染。

[參考文獻(xiàn)]

[1]邢克孝,胡建楠,尚德龍,等.土壤重金屬污染與城郊蔬菜作物吸收量相關(guān)性的研究[J].環(huán)境保護(hù)科，1979(3):27-31.

[2]郭平,謝忠雷,李軍,等.長(zhǎng)春市土壤重金屬污染特征及其潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].地理科學(xué),2005,25(1):108-112.

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Heavy Metal Contents and Evaluation of Wheat Straw and Soil in Ankang Municipality Mountains City

TANG Yan-ru1,WEI Jia-wei2, DING Peng1,ZHANG Min1

(1.Faculty of Chemistry, Changchun Normal University, Changchun Jilin 130032, China;2.Changchun Hope High School,Changchun Jilin 130022,China)

Abstract:In order to study heavy metals copper, zinc, pollution status of Ankang City, Shaanxi wheat straw and soil in hilly areas of nickel, Ankang City, Shaanxi Province in the hillside area of wheat plants and soil sampling and investigation and research, the results showed that: from a single factor pollution index analysis comprehensive pollution index analysis, according to the national criteria for the classification, wheat plants and soil Ankang City in hilly areas unpolluted, copper, nickel content is very low, will not have crops and soil pollution, but metallic zinc content of the soil than higher than the background value, but for normal growth of crops did not have a serious impact.

Key words:wheat;soil;straw; pollution; heavy metal; distribution

[作者簡(jiǎn)介]唐艷茹(1962- )，女，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，從事應(yīng)用化學(xué)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)研究。

[收稿日期]2015-12-01

[中圖分類號(hào)]X13

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]2095-7602(2016)02-0054-04