吉林市不同功能區(qū)土壤環(huán)境現(xiàn)狀研究

郝倩玉　劉家辛　王儒慧　張爾翼　王玉峰

摘 要

本文以吉林市不同功能區(qū)土壤為主要研究對象，測定土壤樣品pH、有機(jī)質(zhì)及Cu、Pb、Zn、Cr四種重金屬含量，與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及土壤背景值對比分析，對吉林市不同功能區(qū)土壤重金屬污染狀況進(jìn)行綜合評價。

關(guān)鍵詞

吉林市;土壤現(xiàn)狀;綜合評價

中圖分類號： X833 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.11.072

0 引言

我國土壤污染總體形勢相當(dāng)嚴(yán)峻，全國至少有1300～1600萬hm2耕地受到農(nóng)藥污染，約占全國耕地的10%以上，污水灌溉污染耕地216.7萬hm2，固體廢棄物存占地和毀田13.3萬hm2，每年因重金屬污染的糧食達(dá)1200萬噸每年造成的直接經(jīng)濟(jì)損失超過200億元人民幣[1]。我國農(nóng)業(yè)土壤污染主要表現(xiàn)在肥料元素積累、多種重金屬污染嚴(yán)重、農(nóng)藥和有機(jī)污染物殘留量高等方面。

本文以吉林市市區(qū)土壤主要研究對象，研究不同功能區(qū)土壤污染現(xiàn)狀，進(jìn)行綜合評價，并針對土壤污染等問題提出合理的治理建議，為吉林市土壤環(huán)境現(xiàn)狀分析及污染治理提供參考。

1 樣品采集處理與分析

1.1 樣品采集

1.1.1 朱雀山土樣采集

朱雀山國家森林公園坐落于吉林市豐滿區(qū)，是以自然山水為基礎(chǔ)，天然森林為主體的生態(tài)風(fēng)景旅游區(qū)，土壤相對潔凈，可作為吉林市市區(qū)土壤本底值對照組。

朱雀山土壤樣品采樣點的布設(shè)，沿朱雀山主山脈，分別從山腳、山腰、山頂、按游人區(qū)、游人較少區(qū)以及非游人區(qū)采集土壤樣品。

此外，分別從朱雀山山腳主干道兩旁的菜園和草莓采摘園來采集土壤樣品作為對照實驗。

本實驗采用梅花布點法采集土壤樣品，并運用四分法濃縮。

1.1.2 江北工業(yè)區(qū)土樣采集

吉林市江北區(qū)內(nèi)有農(nóng)藥廠，染料廠，工業(yè)園等廠子，該區(qū)域內(nèi)土壤污染較為嚴(yán)重。

采用梅花布點法，優(yōu)先布設(shè)在污染嚴(yán)重、對人類正常生產(chǎn)生活影響較大的位置。同時在環(huán)境潔凈的公園布點，作為對照，并分別在離污染工廠近的、離污染工廠遠(yuǎn)的、臨近公園的居民區(qū)布點。

1.2 樣品處理

樣品采集后，將其從土封袋內(nèi)取出分別放置于報紙上鋪開，去除土壤樣品中的碎石塊、動植物殘體等雜物，在室內(nèi)陰涼處自然風(fēng)干后，用研缽將土樣研磨至粉碎，分別過20目篩和80目篩，將篩出的土壤樣品分別裝于干凈土封袋內(nèi)并進(jìn)行標(biāo)記以分析備用。

1.3 測定方法

（1）用pH計測定土壤酸堿度;

（2）重鉻酸鉀容量法測定朱雀山土壤有機(jī)質(zhì)含量;

（3）原子吸收分光光度法測定朱雀山土壤中Cu、Pb、Zn、Cr四種重金屬含量;

（4）油浴滴定法測定江北工業(yè)區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 朱雀山和江北工業(yè)區(qū)土壤pH酸堿度情況與分析

朱雀山的極強(qiáng)酸性土壤均位于山頂區(qū)域，強(qiáng)酸性土壤位于山腳和山腰區(qū)域的游人區(qū)和游人較少區(qū)，說明受游人活動的影響，土壤酸型增加;酸性土壤位于山腳和山腰區(qū)域的非游人區(qū)，這說明植被覆蓋率高會緩解土壤的過度酸化。堿性土壤均位于兩處菜地區(qū)域，這可能與菜地區(qū)域地形地貌有關(guān)。

江北工業(yè)區(qū)只有吉化動力廠處土壤pH呈強(qiáng)酸性，分析是因為動力廠的生產(chǎn)過程中由燃煤供給動力，從而排放出酸性物質(zhì)如含硫化合物、含氮化合物等進(jìn)入土壤，使得其周圍土壤顯得過酸。吉化化肥廠、農(nóng)藥廠、時通工業(yè)園等地pH偏堿可能原因是工廠廢料的排放堆積，工業(yè)園區(qū)pH普遍偏高，此類地點據(jù)調(diào)查不進(jìn)行耕種，無人為施肥情況，則其pH偏高原因可能是生產(chǎn)運輸過程中工藝產(chǎn)物的泄露。住宅區(qū)、文教區(qū)、公園等地土壤pH都呈中性或是偏堿性。

2.2 朱雀山和江北工業(yè)區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量情況與分析

朱雀山土壤有機(jī)質(zhì)含量處于較高水平，不同位置有機(jī)質(zhì)含量差別較為明顯。山腳區(qū)域有機(jī)質(zhì)含量呈中等水平，低于平均值。山腰區(qū)域有機(jī)質(zhì)含量總體較高，與該區(qū)域植物種類豐富和人類及動物生理活動有關(guān)。山頂區(qū)域有機(jī)質(zhì)含量均高于6%。兩處菜地有機(jī)質(zhì)含量有顯著特征，菜園土壤有機(jī)質(zhì)含量較低，可能與菜園施肥不到位或者澆水方式和時間不規(guī)范導(dǎo)致的土壤肥力下降有關(guān)。

江北大部分點位的有機(jī)質(zhì)含量都極低，剩下含量較低與含量中等的數(shù)量相差無幾。

工廠中有機(jī)質(zhì)含量較高的原因明顯是因為所得到的數(shù)據(jù)不是天然有機(jī)質(zhì)，而是工廠排放的化工原料所致，由此我們可知江北工廠有機(jī)污染程度較為嚴(yán)重。有機(jī)質(zhì)含量最高的布點位置是公園，公園生態(tài)環(huán)境良好，受到的污染也相對較少，土壤肥力保持的較好，周邊綠化良好，植被較為豐盛，人工維護(hù)痕跡明顯。

上述結(jié)果分析可知，吉林市自然區(qū)域和人類活動區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量屬于正常水平。工業(yè)區(qū)存在土壤污染情況。

2.3 朱雀山和江北工業(yè)區(qū)土壤重金屬含量情況

朱雀山土壤中Cu、Pb、Zn三種重金屬元素含量均在農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的范圍之內(nèi)，且小于農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值，Cr含量均小于四大土壤背景值，這說明朱雀山土壤重金屬污染風(fēng)險較低，一般情況下可以忽略。

江北工業(yè)區(qū)內(nèi)所有工廠Cu、Pb含量都在國家第二類地篩選值內(nèi)，同時觀察到所有工廠的重金屬含量都非常接近。大多數(shù)工廠Zn含量超過吉林市背景值。居民區(qū)、五處學(xué)校Cu、Pb含量在國家標(biāo)準(zhǔn)的篩選值內(nèi)，Zn、Cr含量都未超過吉林市背景值。公園四種重金屬含量都未超國家篩選值及吉林市背景值，說明公園土壤狀態(tài)良好。

上述結(jié)果分析可知，吉林市自然區(qū)域和居民活動區(qū)整體重金屬含量屬于正常水平，個別工業(yè)區(qū)某種重金屬含量存在超標(biāo)現(xiàn)象。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

（1）朱雀山土壤總體呈強(qiáng)酸性，酸化較為嚴(yán)重。這與中國雨水pH為5.6有關(guān)，符合中國土壤pH整體情況;土壤有機(jī)質(zhì)含量較高，說明朱雀山內(nèi)植被覆蓋率高、生物多樣性豐富有助于土壤中有機(jī)質(zhì)的留存;朱雀山土壤中Cu、Pb、Zn三種重金屬含量均低于農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值，未超標(biāo)，Cr含量均低于四大土壤背景值，且四種重金屬含量均低于中國土壤背景值[8]，土壤重金屬污染風(fēng)險低;朱雀山土壤環(huán)境質(zhì)量良好，暫未受到重金屬污染。

（2）吉林市工業(yè)區(qū)pH總體呈中性，高于吉林市背景值[9]，公園土壤略顯堿性，人工維護(hù)明顯，土壤肥力較高。公園綠化條件好，有機(jī)質(zhì)含量高，Cu、Pb含量都在國家篩選值內(nèi)，Cr、Zn含量均未超過吉林市背景值[10]。

3.2 討論

（1）土壤有機(jī)質(zhì)含量越高，越有利于植物生長，農(nóng)作物越高產(chǎn)。朱雀山土壤有機(jī)質(zhì)含量處于較高水平，為避免今后有機(jī)質(zhì)含量降低，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)調(diào)節(jié)土壤pH，以達(dá)到適宜水平，使土壤微生物活動加快，促進(jìn)有機(jī)質(zhì)分解。同時，對游人排放垃圾進(jìn)行管理，避免垃圾廢料影響土壤肥力。此外，還應(yīng)注重植物多樣性，對于枯黃的植物應(yīng)及時救治或清除并加以補種，使植被覆蓋率始終保持較高水平。

（2）朱雀山土壤重金屬污染風(fēng)險低，但山腳游人區(qū)屬于尚清潔土壤，臨界警戒線，需引起重視。這與山腳區(qū)域游人活動密切相關(guān)，由于山腳區(qū)域游人較多，且活動范圍大，因此勢必會對此區(qū)域土壤環(huán)境造成危害。同時，山腳居民不合理施用化肥、殺蟲劑、除草劑等藥劑也會對山腳區(qū)域土壤產(chǎn)生進(jìn)一步的危害。此外，管理者應(yīng)對朱雀山土壤重金屬進(jìn)行監(jiān)測，若發(fā)現(xiàn)存在污染風(fēng)險，應(yīng)及時進(jìn)行治理。

（3）吉林市江北工業(yè)區(qū)pH總體呈中性，高于吉林市背景值，在兩處公園土壤略顯堿性，人工維護(hù)明顯，土壤肥力較高。吉化動力廠pH顯著呈酸性，原因可能是其生產(chǎn)工藝中燃煤過程所致。兩處公園綠化條件好，有機(jī)質(zhì)含量高，在有機(jī)合成廠、吉化化肥廠、乙二醇廠等地有機(jī)質(zhì)含量異常偏高，可能存在有機(jī)污染。

（4）Cu、Pb含量都在國家篩選值內(nèi)，公園、文教區(qū)、住宅區(qū)的Cr、Zn含量均未超過吉林市背景值，乙二醇廠Cr含量高于吉林市背景值，這可能與其生產(chǎn)工藝與凈化裝置有關(guān)，吉化化肥廠、農(nóng)藥廠、染料廠、吉林盛金工貿(mào)、大宇化工五處Zn含量超過吉林市背景值，這與這幾處生產(chǎn)作業(yè)及交通運輸有關(guān)。為防治污染，首先，可以改進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)工藝，優(yōu)化設(shè)備，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，節(jié)能減排。

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