湖北某縣的水稻土壤重金屬污染評價

沈志遠

(成都理工大學(xué) 四川 成都 610059)

前言

土壤是寶貴的自然資源,也是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)伴隨著我國城市化和工業(yè)化進程的推進,土壤環(huán)境受到污染,重金屬就是常見的污染因子之一。土壤中富含動植物生長所需要的所有元素，但也存在著許多對動植物有害的元素，這些有害元素不僅影響動植物的生長，而且過多的攝入將可能導(dǎo)致動植物直接死亡，所以研究土壤中重金屬含量的污染程度就顯得至關(guān)重要。而湖北省內(nèi)多個城市蘊藏著豐富的礦產(chǎn)資源,是我國重要的采礦、冶金的工業(yè)基地。礦冶生產(chǎn)為該省經(jīng)濟發(fā)展帶來了巨大利益的同時,也對環(huán)境造成了極大污染。今以湖北某典型礦冶城市為研究區(qū)域,在獲取重金屬空間分布的基礎(chǔ)上,采用單因子指數(shù)法評價重金屬污染狀況,采樣測試了As、Cd、Pb、Cu等4種元素的含量,評價土壤重金屬元素的超標程度,為當?shù)氐耐寥乐亟饘傥廴痉揽毓ぷ魈峁?shù)據(jù)參考。

一、材料與方法

(一)區(qū)域概況。研究區(qū)域位于湖北省東南部(E114°31′～E115°20′,N29°40′～N30°15′),呈現(xiàn)“南山北丘東西湖,南高北低東西平”的地貌特點,面積為184.67km2。目前已發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)65種,金屬礦產(chǎn)主要以銅鐵金為主,非金屬礦產(chǎn)點多面廣。

(二)采樣方法。在各小區(qū)內(nèi)按照梅花點采樣法以及等量的原則采集土壤樣品。取樣時，注意樣品不取邊行。土壤取對應(yīng)植株下的0～20cm表層土壤，均勻采取土壤樣本點，混勻，四分法留取1kg左右，逐一編號，土樣掰成小塊后自然風(fēng)干。

(三)測試方法。本次土壤樣品測試項目包含鎘、銅、鋅、鉛等四項,其中,采用ICP—MS分析測定。

二、測試結(jié)果與評價

(一)研究區(qū)土壤重金屬元素Cd、Pb、Cu、Zn數(shù)據(jù)統(tǒng)計特征見表1。

由表1，表2可知早、晚稻土壤樣品中的Cd、Pb均大于世界背景值、中國背景值、湖北背景值，而且均以數(shù)倍大于各個背景值，說明當?shù)赝寥赖腃d的污染程度嚴重超標，除自然來源以外，還有嚴重的人為因素的污染，應(yīng)進行有效的治理；早、晚稻土壤樣品中Cu均大于世界背景值、中國背景值、湖北背景值，且程度輕微，說明當?shù)赝寥赖腃u的污染屬于輕微污染程度，除自然來源外，還有一定的人為因素，也應(yīng)該引起注意并加以防止管理；早、晚稻土壤樣品中Zn均大于世界背景值、中國背景值、湖北背景值，且污染程度屬于中等，除自然來源以外，也有一定的人為因素污染，應(yīng)加以治理和防范，以免使得其污染程度加重。

表1 土壤Cd、Pb、Cu、Zn元素參數(shù)統(tǒng)計表(mg/kg)

表2 土壤重金屬元素參考背景值(mg/kg)

(二)單因子指數(shù)評價。單因子污染指數(shù)法是直接通過元素含量與自然背景值作比較來評估重金屬污染程度，是國內(nèi)外學(xué)者進行土壤單一重金屬污染評價普遍使用的方法，也是中國綠色食品發(fā)展中心推薦的評價方法之一，計算公式為：

Pi為元素i的污染指數(shù)；Ci為元素i的實測值；Si為元素i的背景值。單因子污染指數(shù)法計算簡單，評價結(jié)果能直觀反映土壤的污染情況。背景值選取國家土壤環(huán)境質(zhì)量標準《GB15618-2018》(pH≤5.5)中各重金屬元素限定值。

由表2，表3，表4可知:早、晚稻土壤樣品中Cd的屬于重度污染，說明該地區(qū)應(yīng)該重視其當?shù)氐耐寥绬栴}，以及不應(yīng)再繼續(xù)種植糧食和植物，以免造成人體中毒。早、晚稻土壤樣品中Cu的屬于輕度污染，說明該地區(qū)的Cu含量屬于一定的污染程度，也應(yīng)該引起相關(guān)地方政府的注意和加強污染的管理。早、晚稻土壤樣品中Zn的屬于中度污染～重度污染之間，說明該地區(qū)的Zn的含量屬于較為嚴重的污染程度，應(yīng)和Cd采取相同的措施進行管理。早、晚稻土壤樣品中Pb的屬于輕度污染～中度污染，說明該地區(qū)Pb的含量屬于一定的污染程度，應(yīng)和Cu采取相同的措施進行管理。

表3 單因子評價法污染等級劃分

表4 重金屬元素單因子指數(shù)評價結(jié)果表

三、結(jié)論

(1)重金屬元素Cd、Pb、Cu、Zn的含量均大于世界背景值、中國背景值、湖北背景值，說明該地區(qū)屬于重金屬污染地區(qū)，且程度較為嚴重。(2)其中經(jīng)過單因子指數(shù)評價分析可知，Cd、Zn屬于嚴重污染程度，應(yīng)該加以治理并且建議做好企業(yè)的環(huán)境管理工作,控制污染源。(3)稻米的污染問題一直以來是備受關(guān)注的食品污染問題，希望當?shù)卣谧龊糜行У闹卫硪酝?，也?yīng)該投入精力研究有效的方案，如改良土壤、雜交水稻的研究以及礦物肥的使用。