珠海市農(nóng)用地土壤重金屬污染情況調(diào)查

林榮譽(yù)　蘇結(jié)雯　吳　靈

（1北京理工大學(xué)珠海學(xué)院材料與環(huán)境學(xué)院廣東珠海5190002北京理工大學(xué)珠海學(xué)院廣東珠海519000）

珠海市農(nóng)用地土壤重金屬污染情況調(diào)查

林榮譽(yù)1蘇結(jié)雯1吳靈2*

（1北京理工大學(xué)珠海學(xué)院材料與環(huán)境學(xué)院廣東珠海5190002北京理工大學(xué)珠海學(xué)院廣東珠海519000）

文章采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法對(duì)珠海市基本農(nóng)田規(guī)劃區(qū)的土壤樣品進(jìn)行測定分析，主要研究土壤pH值以及土壤中銅、鋅、鉛、鎘、鉻、鎳、汞、砷八種重金屬污染情況，對(duì)研究區(qū)域的土壤進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)和潛在生態(tài)危害評(píng)估。進(jìn)而獲得珠海市農(nóng)田土壤重金屬污染基本狀況，并為往后的土壤修復(fù)相關(guān)技術(shù)研究提供參考。研究發(fā)現(xiàn)有7%的土壤處于中污染狀態(tài)，53%的土壤處于輕污染狀態(tài)。珠海市基本農(nóng)田規(guī)劃區(qū)土壤均處于輕微生態(tài)危害。

珠海市；基本農(nóng)田；重金屬；污染分析

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，人類環(huán)境受到不同程度的污染、破壞。環(huán)境水體質(zhì)量下降，空氣污染加重，氣候狀況異常不斷，這都是非常直觀的環(huán)境惡化現(xiàn)象。而土壤的污染雖是無形的，其危害卻是最強(qiáng)的，土壤安全是“菜籃子”、“米袋子”、“水缸子”的保障[1]。近日，常州外國語學(xué)校環(huán)境污染問題突出，土壤污染風(fēng)險(xiǎn)大，危害強(qiáng)，治理難。2014年《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》指出，全國土壤質(zhì)量令人堪憂；農(nóng)田點(diǎn)位超標(biāo)率達(dá)19.4%[2]。土壤污染不僅影響著生態(tài)環(huán)境，更重要的是耕地土壤受污染還對(duì)糧食安全造成影響。在2016年“十三五”規(guī)劃上，土壤污染修復(fù)治理正式出臺(tái)，《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》也有望在今年6月正式出臺(tái)實(shí)施。

1　材料與方法

1.1樣品采集

本研究的采樣時(shí)間為2015年11月31日～2015年12月1日，天氣晴。根據(jù)《農(nóng)田土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（NY/T 395-2000）、《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T166-2004）制訂土壤污染采樣分析方案。采樣點(diǎn)范圍覆蓋珠海市規(guī)劃的10塊基本農(nóng)田區(qū)域，按區(qū)域面積大小所占權(quán)重設(shè)置15個(gè)采樣單元，采樣單元所在地均用GPS準(zhǔn)確定位。每個(gè)采樣單元根據(jù)現(xiàn)場地形選擇合適的布點(diǎn)方法分5個(gè)點(diǎn)位采集，每個(gè)點(diǎn)位的深淺層分別采集大約1kg樣品，共計(jì)150個(gè)土壤樣品。采樣點(diǎn)位如表1所示。

表1　采樣點(diǎn)位

1.2樣品處理與測定

采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定土壤樣品中的Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni、Hg、As。將采集到的土壤樣品自然風(fēng)干后研磨、過篩，精確稱量0.2000g樣品進(jìn)行消解。消解方法選用鹽酸-硝酸-高氯酸的三酸體系進(jìn)行消解處理。另外稱量5.00g通過10目的尼龍篩的土壤加水?dāng)嚢?min、靜置溶出30min，用pH計(jì)測定土壤pH值。

2　結(jié)果與分析

2.1檢測分析的質(zhì)量控制

本研究的樣品監(jiān)測分析采取批量消解，ICP批量檢測的方式進(jìn)行分析，各重金屬元素分析時(shí)的質(zhì)量控制如下表2所示。

表2　分析測試質(zhì)量控質(zhì)（單位：ppm）

2.2土壤重金屬含量的檢測結(jié)果

對(duì)珠海市基本農(nóng)田規(guī)劃區(qū)15個(gè)采樣單元的150個(gè)樣品的測定結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見表3所示。從重金屬含量的角度看，土壤中除As、Cr、Ni、Pb、Hg外各重金屬元素的最大值均高于土壤二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值，點(diǎn)位超標(biāo)率為Cd 60%、Cu 13%、Zn 27%?？v觀珠海市農(nóng)田土壤中的重金屬污染狀況，Cd元素的污染占到了最大的污染分擔(dān)率35%，其次是Zn：18%，Ni:13%，Cu:10%，Cr：4%，Pb：3%。

表3　樣品測定結(jié)果統(tǒng)計(jì)

變異系數(shù)系指總體分析樣品中各采樣點(diǎn)位之間的平均變異程度。表3中除汞、砷的含量均未檢出不予考慮外，其余的6種重金屬元素的變異系數(shù)均大于1，屬于強(qiáng)變異性。說明土壤中的Cr、Cd、Cu、Ni、Pb、Zn等均在不同程度受到外在人為因素的影響?？臻g分異比較大的原因主要?dú)w結(jié)為農(nóng)田耕作過程中的使用了受過污染的廢水灌溉、過度施用農(nóng)藥化肥以及農(nóng)田附近的存在不規(guī)范生產(chǎn)的小工廠、小作坊等，受周邊環(huán)境污染，污染物最終轉(zhuǎn)移到土壤中累積。

2.3土壤重金屬累積程度分析

根據(jù)土壤土質(zhì)類別分類，珠海市的土壤屬于赤紅壤的類別，查《中國土壤元素背景值》（1990年）可知，赤紅壤的重金屬元素背景值如表3所示。自1990年以來，珠海市經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí)，污染物不斷的積累到土壤中。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的污染累積指數(shù)均低于1，其中Cd的污染累積指數(shù)甚至超過10，說明20多年來土壤受到的污染物具有明顯的指向性，與工業(yè)發(fā)展的影響有明顯的相關(guān)性。

2.4土壤污染程度分析

土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)一般采用單項(xiàng)污染指數(shù)法以及綜合污染指數(shù)法進(jìn)行綜合評(píng)定。根據(jù)表3統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，除Cd元素外，土壤中的其他重金屬元素的平均單項(xiàng)污染指數(shù)均小于1，未達(dá)到污染的程度；Cd元素的單項(xiàng)污染指數(shù)達(dá)到1.75，已然超標(biāo)，含量最大的點(diǎn)位超標(biāo)倍數(shù)高達(dá)2.9倍。珠海市土壤質(zhì)量綜合污染指數(shù)為1.35，說明珠海市內(nèi)的農(nóng)用地土壤已有部分受到重金屬污染，土壤整體呈輕度污染狀態(tài)。更有各別研究地區(qū)綜合污染指數(shù)高達(dá)2.876，屬于中污染的級(jí)別。土壤質(zhì)量不容樂觀，農(nóng)田土壤耕種時(shí)如不引起重視，農(nóng)作物也將受到一定程度的污染。

各監(jiān)測點(diǎn)位間的綜合污染程度比較見圖1。

圖1　各監(jiān)測點(diǎn)位間的綜合污染情況比較

2.5土壤潛在生態(tài)危害分析

雖然土壤中重金屬含量均高于該類土壤的背景值，具有明顯的污染物累積現(xiàn)象，但在實(shí)際的農(nóng)田使用過程中，重金屬的全部含量均會(huì)被農(nóng)作物所吸收富集，并且各種重金屬對(duì)人類健康的危害程度各不相同，各自具有不同的毒性系數(shù)（Tri）如下：As：10，Cd：30，Cr：2，Cu：5，Ni：5，Pb：5，Zn：1，Hg：40[3]。

各監(jiān)測點(diǎn)位間的潛在生態(tài)危害程度比較見圖2。

圖2　12各監(jiān)測點(diǎn)位間的潛在生態(tài)危害程度比較

對(duì)150個(gè)土壤樣品進(jìn)行分析測定土壤pH值，珠海市農(nóng)用地土壤普遍呈偏酸性，局部地區(qū)呈酸性，因此土壤中的重金屬較易解離，形成游離態(tài)形式存在，增加可被農(nóng)作物吸收的概率，通過潛在生態(tài)危害系數(shù)綜合分析，各區(qū)域的潛在生態(tài)危害指數(shù)RI均不超過150，故珠海市農(nóng)田土壤整體呈現(xiàn)輕微生態(tài)危害。

3　結(jié)語

如今隨著珠海市經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展給農(nóng)田土壤帶來較為明顯的污染，土壤中的Cd、Cu、Zn元素含量均有不同程度的超標(biāo)，土壤中Cr、Cd、Cu、Ni、Pb、Zn受外界干擾顯著空間變異性大且具有污染物累積的跡象，造成這種的結(jié)局主要?dú)w究于農(nóng)田耕作過程中的使用了受過污染的廢水灌溉、過度施用農(nóng)藥化肥以及農(nóng)田附近的存在不規(guī)范生產(chǎn)的小工廠、小作坊等，受周邊環(huán)境的影響，污染物最終轉(zhuǎn)移到土壤中累積的緣故。目前珠海市農(nóng)田土壤主要受Cd、Cu、Zn三類重金屬元素的污染，整體土壤質(zhì)量不容樂觀。研究區(qū)域土壤污染狀況如表4所示。

表4　研究區(qū)域土壤污染狀況分析匯總

珠海市的基本農(nóng)田中有7%的土壤處于中污染狀態(tài)，53%的土壤處于輕污染狀態(tài)。從土壤中污染物的潛在生態(tài)危害來考慮，珠海市農(nóng)用地土壤呈偏酸性，局部地區(qū)呈酸性，在酸性環(huán)境下增加了農(nóng)作物吸收污染物的概率，土壤整體呈現(xiàn)輕微生態(tài)危害。

綜上所述，珠海市農(nóng)田土壤質(zhì)量不容樂觀，若耕種時(shí)再不重視，農(nóng)作物也將受到一定程度的污染，危害人們的身體健康。

[1]童克難.土不凈.民何安[N].中國環(huán)境報(bào),2016,03,08（2）.

[2]國土資源部.環(huán)境保護(hù)部.全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)[R].北京：環(huán)境保護(hù)部,2014.

[3]徐爭啟,倪師軍,張成江,等.潛在生態(tài)危害指數(shù)法評(píng)價(jià)重金屬毒性系數(shù)計(jì)算[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2008,31（2）：112-115.

[4]徐友寧,張江華,趙阿寧,等.小秦嶺某金礦區(qū)農(nóng)田土壤重金屬污染的潛在生態(tài)危害評(píng)價(jià)[J].地質(zhì)通報(bào),2008,27（8）：1272-1278.

林榮譽(yù)（1994—），男，廣東汕頭，本科，研究方向：環(huán)境工程。指導(dǎo)老師

吳靈（1970—），男，北京理工大學(xué)珠海學(xué)院材料與環(huán)境學(xué)院副院長，環(huán)境監(jiān)測與分析化學(xué)副教授。