2020—2022年濟陽區(qū)土壤重金屬污染檢測結(jié)果分析

鮑秀娟

目前，農(nóng)田土壤重金屬污染日益嚴(yán)峻，具有較強的危害性，已成為全世界廣泛關(guān)注的問題，重金屬污染會影響土壤中的微生物，導(dǎo)致其活性發(fā)生改變，促使農(nóng)田土壤中的肥力降低，對植物吸收養(yǎng)分造成阻礙，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益[1]。鉛、鎘、鉻、砷、汞等為主要重金屬污染物，嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境，人類活動時，所產(chǎn)生大量重金屬，進入土壤后造成污染，是導(dǎo)致農(nóng)田土壤重金屬污染的主要原因，以人類活動為依據(jù)，可將其劃分為3 類，分別為工業(yè)污染源、生活污染源、農(nóng)業(yè)污染源[2]。重金屬污染是土壤無機物污染中危害最大的一種污染種類，由于土壤中的重金屬難以充分降解，可隨著食物鏈在人體內(nèi)富集，引起一系列疾病，威脅居民健康[3]。農(nóng)田土壤重金屬污染在時間跨度、區(qū)域分布中常呈現(xiàn)出不同特征，因此難以進行統(tǒng)一管理，進一步增加土壤修復(fù)、治理難度，通過對土壤中重金屬污染進行檢測，能夠分析污染元素，了解我國農(nóng)田土壤重金屬污染特點，對土壤治理起到指導(dǎo)作用，目前檢測方式較多，主要包括石墨爐原子吸收分光光度計、原子熒光光度計、電感耦合等離子體光譜儀、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀等，土壤中重金屬含量作為重要的污染調(diào)查評價對象，為遏制污染趨勢、了解土壤污染現(xiàn)狀和污染土壤修復(fù)工作提供科學(xué)依據(jù)[4]。為掌握濟陽區(qū)近期農(nóng)村土壤重金屬污染狀況，于2020—2022年對濟陽區(qū)農(nóng)村土壤重金屬監(jiān)測，并對檢測結(jié)果進行分析。

1 材料與方法

1.1 儀器

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（賽默飛iCAP Q）、微波消解儀（安東帕Multiwave PRO）、石墨爐原子吸收分光光度計（島津AA-6880）、原子熒光光度計（北京吉天AFS-8230）、酸度計（上海安萊立思PH400）、1/10 000 電子天平（賽多利斯SQP）、聚四氟乙烯密閉消解罐、尼龍篩、一般實驗室常用儀器和設(shè)備。

1.2 樣品采集

每個村監(jiān)測點采集村中農(nóng)田土壤1 份，每個區(qū)縣合計采集20 份土壤樣品。采樣時，采集5 ～20 cm 深表層土壤，在1 m2范圍內(nèi)按照5 點取樣法采集土壤混合為1 個樣品，用于重金屬檢測的樣品總量為1 000 g 左右。重金屬測定的必測指標(biāo)為土壤鉛、鎘、鉻、汞、砷含量。

1.3 樣本制備和消解

將采集后的樣品在實驗室中風(fēng)干、破碎、分別過100目篩和80 目篩、保存。將風(fēng)干過篩的樣品按照HJ 832-2017《土壤和沉積物 金屬素總量的消解 微波消解法》進行微波消解，取消解液進行上機測定。

1.4 檢測方法

鉛、鎘的測定采用GB/T 17141-1997《土壤質(zhì)量 鉛、鎘的測定 石墨爐原子吸收分光光度法》[5]、鉻的測定采用HJ 803-2016《土壤和沉積物 12 種金屬元素的測定 王水提取-電感耦合等離子體質(zhì)譜法》[6]、汞的測定采用GB/T 22105.1-2008《土壤質(zhì)量 總汞、總砷、總鉛的測定 原子熒光法 第1 部分 土壤中總汞的測定》[7]、砷的測定采用GB/T 22105.2-2008《土壤質(zhì)量 總汞、總砷、總鉛的測定 原子熒光法 第2 部分 土壤中總砷的測定》[8]、pH 值的測定采用NY/T 1377- 2007《土壤pH 的測定》[9]。

1.5 評價標(biāo)準(zhǔn)

以GB 15618-2018《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）》[10]作為評價標(biāo)準(zhǔn)。見表1。

表1 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值（基本項目）（mg/kg）

風(fēng)險篩選值指農(nóng)用地土壤中污染物含量等于或者低于該值的，對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、農(nóng)作物生長或土壤生態(tài)環(huán)境的風(fēng)險低，一般情況下可以忽略；超過該值的，對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、農(nóng)作物生長或土壤生態(tài)環(huán)境可能存在風(fēng)險，應(yīng)當(dāng)加強土壤環(huán)境監(jiān)測和農(nóng)產(chǎn)品協(xié)同監(jiān)測，原則上應(yīng)當(dāng)采取安全利用措施。近3年濟陽區(qū)所有監(jiān)測點pH值均＞7.5。

2 結(jié)果

2.1 2020年監(jiān)測點土壤中重金屬含量及pH 值

20 個監(jiān)測點土壤中重金屬鉛、鎘、鉻、砷、汞含量平均值分別為15.85、0.13、54.05、19.38、0.025 mg/kg，最大值分別為21.60、0.26、67.30、27.20 和0.062 mg/kg；土壤pH 值為7.72 ～8.61，平均值為8.03。鉛、鎘、鉻、汞含量均處于風(fēng)險篩選值范圍內(nèi)，但有4 個監(jiān)測點（16%）的砷含量超過農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值，應(yīng)引起注意。見表2。

表2 2020年濟陽區(qū)土壤重金屬檢測結(jié)果及pH 值

2.2 2021年監(jiān)測點土壤中重金屬含量及pH 值

20 個監(jiān)測點土壤中重金屬鉛、鎘、鉻、砷、汞含量平均值分別為9.56、0.11、39.57、9.83、0.020 mg/kg，最大值分別為15.20、0.16、53.40、11.90 和0.039 mg/kg；土壤pH 值為7.68 ～8.40，平均值為7.93。鉛、鎘、鉻、砷、汞含量均處于風(fēng)險篩選值范圍內(nèi)，說明土壤環(huán)境質(zhì)量較好，對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、農(nóng)作物生長或土壤生態(tài)環(huán)境的風(fēng)險低。見表3。

表3 2021年濟陽區(qū)土壤重金屬檢測結(jié)果及pH 值

2.3 2022年監(jiān)測點土壤中重金屬含量及pH 值

20 個監(jiān)測點土壤中重金屬鉛、鎘、鉻、砷、汞含量平均值分別為10.88、0.20、72.94、11.63、0.048 mg/kg，最大值分別為14.40、0.30、110.00、18.20、0.158 mg/kg；土壤pH值為7.59 ～8.61，平均值為8.21。鉛、鎘、鉻、砷、汞含量均處于風(fēng)險篩選值范圍內(nèi)，說明土壤環(huán)境質(zhì)量較好，對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、農(nóng)作物生長或土壤生態(tài)環(huán)境的風(fēng)險低。見表4。

表4 2022年濟陽區(qū)土壤重金屬檢測結(jié)果及pH 值

3 質(zhì)量控制

質(zhì)量控制，必須保證人員、儀器設(shè)備、檢測環(huán)境、試劑耗材、采樣、運輸、樣品的保存以及分析過程的控制等全過程的質(zhì)量要求[11]。土壤取樣是進行重金屬污染檢測的重要環(huán)節(jié)之一，對現(xiàn)場情況綜合分析，合理選擇采樣點數(shù)量、布點法與位置。同時要嚴(yán)格遵守多點混合、隨機的采樣原則，通過采樣過程規(guī)范化，最大限度地保證所采樣品具有代表性[12]。在處理土壤樣品時，需有效分離土壤中含有的雜質(zhì)，并自然晾干土壤中的水分，以保證土壤樣本干燥無雜質(zhì)，防止水分與雜質(zhì)對檢測數(shù)據(jù)精度造成干擾[13]。土壤監(jiān)測對于土壤資源的保護具有重要作用，為了保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，必須嚴(yán)格控制土壤監(jiān)測的每一個環(huán)節(jié)，使土壤監(jiān)測的結(jié)果更準(zhǔn)確[14]。

4 討論

土壤質(zhì)量是重要的環(huán)境組成部分之一，土壤重金屬污染不但會影響環(huán)境質(zhì)量，同時也會危害人體健康[15]。農(nóng)田土壤質(zhì)量與糧食農(nóng)作物生長息息相關(guān)，直接影響到人類生活質(zhì)量，特別是土壤中的重金屬污染嚴(yán)重影響糧食質(zhì)量安全[16]。目前，我國面臨著較為嚴(yán)重的農(nóng)田土壤重金屬污染問題，嚴(yán)重制約農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展，威脅人們身體健康，農(nóng)田土壤重金屬污染檢測對生態(tài)平衡的維持具有重要意義，為今后農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)、治理提供更多信息數(shù)據(jù)支持。預(yù)防是土壤重金屬污染控制最有效的措施，定期開展土壤重金屬檢測工作，要堅持“預(yù)防為主，防治結(jié)合，綜合治理”的原則[17]。同時，希望該研究結(jié)果能得到相關(guān)部門的關(guān)注，對鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民生活的環(huán)境健康加以重視[18]。

本研究結(jié)果顯示，2020—2022年濟陽區(qū)共檢測土壤60份，其中2020年中有4 份砷含量超過農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值，對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、農(nóng)作物生長或土壤生態(tài)環(huán)境造成潛在風(fēng)險，應(yīng)當(dāng)加強土壤環(huán)境監(jiān)測和農(nóng)產(chǎn)品協(xié)同監(jiān)測，原則上應(yīng)當(dāng)采取安全改善措施。2021年所測各重金屬含量最低，其平均值均處于土壤污染風(fēng)險篩選值范圍內(nèi)，2022年有上升趨勢，特別是金屬鉻含量上升明顯，其平均值由39.57 mg/kg 上升到72.94 mg/kg，雖然仍處于土壤污染風(fēng)險篩選值范圍內(nèi)，但仍要引起重視，重金屬污染可能由農(nóng)戶的生產(chǎn)、生活垃圾隨意丟棄、污水隨意排放，化肥、農(nóng)藥等使用過多導(dǎo)致農(nóng)村環(huán)境污染、土壤中重金屬蓄積引起，宜重點跟蹤監(jiān)測，并且采取相應(yīng)措施，以免導(dǎo)致出現(xiàn)更加嚴(yán)重的污染[19]。

綜上所述，從近3年土壤重金屬元素監(jiān)測結(jié)果來看，濟陽區(qū)各監(jiān)測點農(nóng)田土壤未被重金屬鉛、鎘、鉻、汞污染，但有少數(shù)監(jiān)測點砷超出風(fēng)險篩選值范圍，對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、農(nóng)作物生長或土壤生態(tài)環(huán)境可能存在風(fēng)險，應(yīng)加以重視，盡量減少生活垃圾隨意丟棄、污水排放，合理使用化肥、農(nóng)藥，以改善土壤質(zhì)量。土壤重金屬污染不僅要關(guān)注當(dāng)前污染狀況，同時也要關(guān)注以后潛在的污染風(fēng)險，全面、客觀地評價土壤重金屬污染狀況，為今后土壤重金屬污染的防治提供重要依據(jù)。