土壤重金屬分布特征及生態(tài)風(fēng)險評價

摘要：土壤的重金屬含量情況是反應(yīng)土壤受污染情況的重要指標(biāo)，也是體現(xiàn)土地出產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品健康質(zhì)量的重要信號，因而受到越來越多的高度關(guān)注。本文以福建省閩某地區(qū)域內(nèi)的農(nóng)田保護(hù)區(qū)為研究對象，對農(nóng)田土壤的重金屬含量進(jìn)行檢測，采用科學(xué)研究方法，對重金屬分布特征、污染現(xiàn)狀及潛在風(fēng)險進(jìn)行分析評價，深入查找形成因素，以期為更好地保護(hù)和開發(fā)當(dāng)?shù)赝恋刭Y源，促進(jìn)農(nóng)田經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：土壤;農(nóng)田;重金屬

中圖分類號：X830.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）04-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.013

Abstract：The content of heavy metals in soil is an important index of soil pollution， and it is also an important signal to reflect the health quality of agricultural products produced by the land. To detect the content of heavy metals in farmland soil， pollution status and potential risks of heavy metals， and find out the forming factors in depth in order to better protect and develop local land resources，Promote the sustainable development of farmland economy to provide scientific basis.

Key words：Soil;Farming;Heavy metal

土地是農(nóng)業(yè)作物生長的根本，由于土壤的重金屬分布和含量狀態(tài)與土壤環(huán)境及出產(chǎn)品的健康質(zhì)量有著明顯的導(dǎo)向性，因而越來越成為專業(yè)研究人員和大眾關(guān)注的焦點。在福建某濱海濕地中，分布有重要的農(nóng)田保護(hù)區(qū)。近年來，由于人們經(jīng)濟(jì)建設(shè)行為的不斷施加，各類農(nóng)藥化肥的不科學(xué)使用，使該地區(qū)的環(huán)境污染問題有所突出，農(nóng)田土壤狀態(tài)開始走下坡路。由于地處濕地保護(hù)區(qū)的特殊性環(huán)境，在研究方面具有更典型性。由于農(nóng)田農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關(guān)系著人們的飲食健康問題， 因此本文針對銅（Cu）、鉛（Pb）、鋅（Zn）、鎘（Cd）4種在農(nóng)田土壤中一旦含量過多會較明顯給人體帶來不良影響的重金屬元素，對該地區(qū)農(nóng)田土壤中重金屬含量情況展開檢測，對比福建省土壤環(huán)境背景值，評價土壤污染通過食物鏈給人們帶來的健康風(fēng)險，對于福建省土地保護(hù)以及合理開發(fā)具有重要意義。

1 重金屬測定方法

1.1 樣品采集

分別在閩東濱海濕地中寧德地區(qū)的保護(hù)農(nóng)田中選10塊面積約500m2的土地作為樣地，將土壤剖面挖出，在20×30m的樣方內(nèi)任意選3個樣點，根據(jù)土壤剖面的發(fā)生層次分層取樣，深度上可依照0～20cm、20～40cm、40～60cm的規(guī)律，將采集的農(nóng)田土壤樣本分好類別帶回實驗室，將每塊采集回來的同一層次的樣品進(jìn)行混合，再用四分法取樣，清理掉貝殼雜志，再粉碎研磨土壤樣品，用100目尼龍篩過濾后，裝入自封袋備用。

2 重金屬分布特征分析

2.1 重金屬水平分布狀況

通過對福建閩東濱海保護(hù)區(qū)農(nóng)田表層土壤的測定分析（見表1）可得：Pb元素和Zn元素在農(nóng)田濕地土壤中的含量最高，Cu、Pb、Zn、Cd四種重金屬代表元素的變異系數(shù)整體較高，說明農(nóng)田土壤重金屬元素集中程度較低，分布不太均勻。

2.2 重金屬垂直分布狀況

對該地區(qū)農(nóng)田土壤重金屬在剖面上分布數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)：Cu元素在農(nóng)田土壤中的含量垂直方向上自地表向下遞減分布，0～20cm（59.32）最高，Pb元素的剖面分布規(guī)律為0～20cm最高，而40～60cm最低，Zn元素的含量在各層的分布均比較高且呈由表及里遞減的規(guī)律。

3 閩東濱海濕地重金屬污染評價

3.1 標(biāo)準(zhǔn)對比

由于對應(yīng)不同標(biāo)準(zhǔn)，在判定農(nóng)田受重金屬污染情況時多少會有所區(qū)別，為盡量減少差異性，本文特參照用土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行GB15618-2018）土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與該地區(qū)土壤重金屬含量情況進(jìn)行對比。如表2所示：對照國家土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)可得Cu、Pb、Cd元素都存在不同程度的超標(biāo)情況，受污染程度為Cd>Pb>Cu，Zn元素則在安全值范圍內(nèi)。說明福建這一農(nóng)田保護(hù)區(qū)的土壤中的3種具有代表性的重金屬元素均存在著超標(biāo)現(xiàn)象，必須引起重視。

3.2 污染評價

目前，對于土壤重金屬元素的評價已有了較多方法，如內(nèi)梅羅指數(shù)法、地累積指數(shù)法、潛在生態(tài)危害指數(shù)法等，而潛在生態(tài)危害指數(shù)法是能夠通過對土壤中重金屬的種類、含量、毒性水平和敏感性等多個方面的內(nèi)容加以對比，判定出土壤質(zhì)量的方法，相對簡便、快速和準(zhǔn)確。利用潛在生態(tài)危害指數(shù)法進(jìn)行評價需從潛在生態(tài)富集系數(shù)、潛在危害參數(shù)以及潛在生態(tài)危害指數(shù)值3個方面的指標(biāo)分析著手.具體方法如下：

3.2.1 富集系數(shù)計算法

某一污染物元素富集系數(shù)公式為：

：重金屬i的富集系數(shù);

C1：沉積物中重金屬的實際測量值（單位mg/kg）;

：計算所需沉積物中重金屬的背景值，引用福建省土壤環(huán)境背景值研究相關(guān)文獻(xiàn)的成果。

如果計算結(jié)果<1可初步判定為輕微污染，1≥<3為中度污染，3≤<6為強(qiáng)度污染，>6則為最嚴(yán)重污染。如表3所示，經(jīng)計算分析可得Cu、Pb、Zn元素的富集系數(shù)均在1～3之間， Cd則遠(yuǎn)大于6。對應(yīng)結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn)，總體上屬于中度污染水平，但Cd指標(biāo)處于嚴(yán)重污染水平。

由計算結(jié)果（見表5）對應(yīng)風(fēng)險指標(biāo)分析可得：4種元素的危害參數(shù)均小于40，將他們合起來所得重金屬潛在生態(tài)危害指數(shù)值Ri沒有超過150，因此潛在生態(tài)污染風(fēng)險為輕微污染風(fēng)險。

4 結(jié)論

通過對福建閩東濱海濕地農(nóng)田保護(hù)區(qū)中土壤進(jìn)行綜合采樣，含量測定，分析出該地區(qū)土壤中重金屬水平分布特點為基本上為集中程度較低，分布不均勻;垂直分布特點為基本呈由土壤表層向深層遞減的趨勢，從側(cè)面反映出人為對土壤表層的活動顯然是重金屬污染的更重要源頭;對照國家農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)， 該地區(qū)土壤的重金屬Cu、Pb、Cd元素都存在不同程度的超標(biāo)情況;根據(jù)土壤污染富集系數(shù)計算結(jié)果，該地區(qū)土壤的重金屬元素Cd指標(biāo)處于嚴(yán)重污染水平，Cu、Pb、Zn指標(biāo)為中度偏輕水平狀態(tài);經(jīng)潛在生態(tài)危害指數(shù)法評價，該地區(qū)的潛在重金屬污染危害風(fēng)險尚屬于輕微性質(zhì)。積極制定適用于農(nóng)田污染治理的可行方案，加大污染治理力度，全力推進(jìn)有效的改良和保護(hù)措施實行，還農(nóng)業(yè)一方健康凈土。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2020-01-07

作者簡介：鄭超海（1979-），男，漢族，碩士研究生，工程師，研究方向為環(huán)境影響評價。