拉薩市達(dá)孜區(qū)周邊農(nóng)田土壤重金屬污染現(xiàn)狀及其風(fēng)險評估

摘 要：重金屬污染物不僅會對生態(tài)環(huán)境造成威脅，導(dǎo)致農(nóng)田減產(chǎn)，而且這些重金屬還會隨食物鏈進(jìn)入人體，對人體健康造成危害。不合理的人類活動會破壞環(huán)境，尤其會導(dǎo)致周邊農(nóng)田土壤重金屬污染問題。以拉薩市達(dá)孜區(qū)周邊農(nóng)田為研究對象，采集了土壤樣本，檢測并分析了Pb、Cu、Cd、Hg、Cr、Ni、Zn和As 8種重金屬含量，對該區(qū)域重金屬污染現(xiàn)狀進(jìn)行評價，結(jié)果表明：拉薩市達(dá)孜區(qū)土壤重金屬含量都沒有超標(biāo)，內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)表明達(dá)孜區(qū)周邊農(nóng)田表層重金屬沒有污染或處于警戒污染狀態(tài)，土壤狀況良好。

關(guān)鍵詞：重金屬污染；拉薩達(dá)孜區(qū)；農(nóng)田土壤

中圖分類號：X53 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）11–0-03

隨著工業(yè)化和城市化的快速推進(jìn)，大量的工業(yè)廢棄物和農(nóng)業(yè)化肥、農(nóng)藥等有機化學(xué)物質(zhì)的使用，使得農(nóng)田土壤中重金屬元素超標(biāo)現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。目前，農(nóng)田土壤重金屬污染已成為農(nóng)田重大的環(huán)境問題[1]。利用受污染的農(nóng)田土壤種植農(nóng)作物，會使重金屬在農(nóng)作物中富集，最終通過食物鏈進(jìn)入人體，從而危害人體健康[2-3]。因此，有必要對農(nóng)田土壤重金屬污染進(jìn)行風(fēng)險評估和治理措施進(jìn)行研究。

西藏自治區(qū)位于中國青藏高原西南部，約占中國陸地總面積的1/8，空氣稀薄，海拔高，氣壓低，沸點低；全區(qū)耕地面積豐富，農(nóng)作物播種面積廣闊；礦物資源豐富，礦區(qū)植被覆蓋率低，由于人類活動，一些重金屬等有毒有害物質(zhì)溶于水，經(jīng)地表水流或大量降水遷移，污染地下水和周圍農(nóng)田，危害礦區(qū)周圍村莊居民的身體健康。因此，研究礦區(qū)周邊附近農(nóng)田土壤中重金屬含量具有重要意義[4]。

以拉薩市達(dá)孜區(qū)周邊村莊的農(nóng)田土壤為研究對象，分析Pb（鉛）、Cu（銅）、Cd（鎘）、Hg（汞）、Cr（鉻）、Ni

（鎳）、Zn（鋅）、As（砷）8種重金屬元素的含量和空間分布情況，采用生態(tài)評價方法對研究區(qū)的生態(tài)風(fēng)險進(jìn)行評價，內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)表明達(dá)孜區(qū)周邊農(nóng)田表層重金屬沒有污染或處于警戒污染狀態(tài)，土壤狀況良好。

1 土壤樣品的測定和技術(shù)路線

1.1 土壤樣品重金屬測定

此次采集了達(dá)孜區(qū)周邊農(nóng)田土壤，如在葉巴村、克日村、巴嘎雪村、恰村、尊木才村、洛普村、瓊達(dá)村、章多鄉(xiāng)拉木村等村莊分別采集了土壤樣本。

采集的土壤樣本第一時間送到西藏永藍(lán)環(huán)?？萍加邢薰荆稍摴矩?fù)責(zé)對土壤樣品中的8種金屬含量進(jìn)行測定。其中，Cd、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn 6種重金屬元素依據(jù)《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）》（GB 15618—2018），在原子吸收火焰（賽默飛 iCE3300 FL AA System）上進(jìn)行測定。汞和砷依據(jù)DZ/T 0279.17—2016，在原子熒光光譜儀（吉天儀器AFS-10B）上進(jìn)行檢測[5]。pH值由臺式pH計（SD20kit）進(jìn)行檢測。

2 重金屬風(fēng)險評價方法概述

2.1 含量描述統(tǒng)計方法

此次安全利用土壤樣品，以《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）為安全利用綜合參照標(biāo)準(zhǔn)（表1）。

利用變異系數(shù)（CV）表征土壤重金屬含量的離散特征，變異系數(shù)越大，表明該區(qū)域受人為等工業(yè)的影響嚴(yán)重。其公式[6]如下：

（1）

式（1）中，a為各重金屬元素含量的標(biāo)準(zhǔn)差；b為對應(yīng)元素含量平均值。

2.2 土壤重金屬污染風(fēng)險評價

內(nèi)梅羅（Nemerow）綜合指數(shù)法是國內(nèi)外學(xué)者最常用的評價方法[7]，含有單因子污染指數(shù)和綜合環(huán)境風(fēng)險指數(shù)。采用單因子污染指數(shù)評價法[8-9]進(jìn)行污染風(fēng)險評價，得出重金屬污染物潛在環(huán)境的風(fēng)險指數(shù)及重金屬污染物的綜合環(huán)境風(fēng)險指數(shù)兩種評價指標(biāo)。單因子評價方程如下：

（2）

式（2）中，Ci為污染指數(shù)所對應(yīng)的實測值；Si為重金屬污染物的評價標(biāo)準(zhǔn)值。綜合污染評價指數(shù)如下：

（3）

式（3）中，（Ci/Si）2max表示平均單因子污染物的最大值，（Ci/Si）2min則表示最小值。

根據(jù)國家農(nóng)田土壤污染物鑒定標(biāo)準(zhǔn)，得出重金屬污染物（以常見Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn為例） 的潛在風(fēng)險和綜合環(huán)境實際風(fēng)險評價標(biāo)準(zhǔn)，見表2。

3 土壤重金屬含量統(tǒng)計、變異系數(shù)及生態(tài)風(fēng)險評價

3.1 土壤重金屬含量統(tǒng)計

由表3可知，Pb、Cu、Cd、Hg、Cr、Ni、Zn和As重金

屬元素均未超過風(fēng)險篩選值。當(dāng)土壤中重金屬元素濃度小于風(fēng)險篩選值時，說明土壤污染為低風(fēng)險；由統(tǒng)計結(jié)果可知，Pb、Cu、Cd、Hg、Cr、Ni、Zn和As這8種重金屬相對安全。若濃度超過風(fēng)險篩選值且未超過風(fēng)險管制值時，說明其土壤污染為中風(fēng)險，在當(dāng)?shù)胤N植的農(nóng)作物可能會出現(xiàn)無法達(dá)到質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)險，應(yīng)當(dāng)采取一定的措施進(jìn)行土壤管理修復(fù)；若超出風(fēng)險管制值時，說明該地土壤污染達(dá)到高風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)，農(nóng)作物無法滿足安全標(biāo)準(zhǔn)，需要采取嚴(yán)格的管控措施。由表3可以看出，拉薩市達(dá)孜區(qū)周邊農(nóng)田土壤Pb、Cu、Cd、Hg、Cr、Ni、Zn和As這8種重金屬元素濃度均小于風(fēng)險篩選值，說明土壤污染為低風(fēng)險。

3.2 土壤重金屬變異特征分析

對Pb、Cu、Cd、Hg、Cr、Ni、Zn和As元素求變異系數(shù)，代入式（1）計算，得出結(jié)果如表3，8種重金屬變異系數(shù)為Cd（1.18）＞Hg（0.73）＞Cu（0.65）gt;Ni（0.61）＞Pb

（0.54）＞Zn（0.49）＞As（0.31）＞Cr（0.18），只有Cd這種元素的變異系數(shù)＞1，呈強度變異，表明Cd這種重金屬的離散程度高，在不同點位的重金屬含量差異大，

這說明區(qū)域內(nèi)土壤中含量分布極不均勻，反映了研究區(qū)可能遭受人為隨機性因素的影響。Hg（0.73）＞Cu（0.65）gt;Ni（0.61）＞Pb（0.54）＞Zn（0.49）＞As（0.31）＞Cr（0.18），說明Pb、Cu、Hg、Cr、Ni、Zn和As為中等變異，表明在達(dá)孜區(qū)農(nóng)田土壤的分布比較均勻且受外界環(huán)境的影響一般。

3.3 生態(tài)風(fēng)險評價

對拉薩市達(dá)孜區(qū)周邊農(nóng)田30個樣點進(jìn)行內(nèi)梅羅指數(shù)風(fēng)險評估。由表4和表5可知，在30個金屬采樣點中，Pb、Hg、Cr、Ni、Zn這5種金屬元素均無污染，土壤安全。Cu有96.67%的采樣點無污染，13.33%的采樣點警戒污染；Cd有86.67%的采樣點無污染，86.67%的采樣點警戒污染；As有93.33%的采樣點無污染，6.67%的采樣點警戒污染；因此整體土壤處于安全狀態(tài)。

4 結(jié)論

（1）從重金屬含量分析：以《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）》（GB 15618—2018）為標(biāo)準(zhǔn)，Pb、Cu、Cd、Hg、Cr、Ni、Zn和As 8種元素均超過國家篩選值，說明其土壤污染為低風(fēng)險。

（2）研究區(qū)8種重金屬元素的變異系數(shù)大小為Cd＞Hg＞Cu＞Ni＞Pb＞Zn＞As＞Cr，其中Cd的變異系數(shù)＞1，呈強度變異，Pb、Cu、Hg、Cr、Ni、Zn和As的變異系數(shù)都＞0.1，屬于中等變異。說明區(qū)域內(nèi)土壤中含量分布不均勻，受人類影響一般。

（3）內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)評價方法顯示無污染率為100%。潛在生態(tài)風(fēng)險評價結(jié)果表明，Cd和As的生態(tài)風(fēng)險評估為強的結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他重金屬，其次是Cu。整體土壤狀況良好。

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