安康市山坡地區小麥秸稈及土壤中重金屬含量及評價

唐艷茹，魏家巍，丁　鵬，張　敏

(1.長春師范大學化學學院，吉林長春 130032；2.長春希望高中，吉林長春 130022)

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安康市山坡地區小麥秸稈及土壤中重金屬含量及評價

唐艷茹1，魏家巍2，丁鵬1，張敏1

(1.長春師范大學化學學院，吉林長春 130032；2.長春希望高中，吉林長春 130022)

[摘要]為了研究陜西省安康市山坡地區小麥秸稈以及土壤中重金屬銅、鋅、鎳的污染現狀，對安康市山坡地區小麥植株以及土壤采樣并進行調查與研究，結果表明：從單因子污染指數分析與綜合污染指數分析來看，按照國家的劃分標準，安康市山坡地區小麥植株及土壤未受到污染，銅、鎳含量非常低，并不會對農作物以及土壤產生污染，土壤中金屬鋅的含量較高，超過了背景值，但對農作物的正常生長并沒有產生嚴重的影響。

[關鍵詞]小麥；土壤；秸稈；污染；重金屬；分布規律

土壤是陸地表面具有一定肥力的疏松表層，能生長植物，是由巖石土壤母質風化兩個過程集合而成的產物[1]。人類活動對土地影響越來越多，越來越大，重金屬的積累也越來越嚴重。重金屬主要通過大氣、土壤、水循環等多種媒介進入植物體，并進行轉化和累積，又經食物鏈進入人畜體內，危害人畜的生命與健康[2-4]。農業重金屬污染，國內外均有大量研究，但大都集中于對土壤微生物及酶活性的研究[5-6]。重金屬、病原體、化肥農藥等與人類活動有關且對生物和人體有害的物質[5],都有污染物轉移到土壤中的過程。小麥中重金屬的含量體現了小麥所生長的土壤中重金屬的含量，當小麥中重金屬含量超標時，小麥生產地的土壤中重金屬的含量也是超標的。

本文通過對安康市山坡地區3個采樣點進行分析研究，測定重金屬元素銅、鋅、鎳的含量，分析污染源及相關的危害，并對其進行了分析評價。此次的研究有助于人們了解由于人類自身造成的土壤重金屬污染，對相關產業部門作出產業結構調整以及農戶對化肥農藥的合理使用有指導意義。政府機關根據此分析結果，可優化農業生產發展布局。

1實驗部分

1.1樣品的采集

1.1.1土壤樣本的采集

本文采用蛇形采樣法在安康市山坡地區內進行采樣，該采樣法適用于面積較小、地形不太平坦、土壤不夠均勻、需要取采樣點較多的地塊。深度視采樣目的而定，本文采集耕層0～20cm。取混合樣1～2kg，如數量太多可用四分法將多余土壤棄去。將所采土樣裝入布袋或聚乙烯塑料袋，內外均附帶標簽，標明采樣編號、名稱、采樣深度、采樣地點、日期以及采集人。

1.1.2小麥秸稈樣本的采集

在同一麥田里采用蛇形采樣法，分多個點進行采樣，每個點采集相同50～100g的小麥秸稈樣品，將采集到的小麥秸稈樣品充分混合均勻，在自然條件下風干，將所采集的小麥秸稈樣品裝入布袋或聚乙烯塑料袋，內外均附帶標簽，標明采集編號、名稱、采樣位置、日期以及采集人。

1.2樣品的前處理

1.2.1土樣的前處理

取出風干后的土樣大約每份0.200kg，平鋪于木板，用木棍碾碎，重復幾次之后，用篩孔尺寸為2毫米的篩過濾，過篩的土壤攪拌均勻，并保存在廣口容量瓶內，對這3個土樣依次編號，密封存于陰涼處。

1.2.2小麥秸稈的前處理

取出風干后的小麥秸稈大約每份0.200kg，至于粉碎機內粉碎，用篩孔尺寸為2毫米的篩過濾(秸稈粉碎后不用過篩)，過篩的小麥攪拌均勻(秸稈不用過篩，直接攪拌均勻)，并保存在廣口容量瓶內，對這3個小麥秸稈依次編號，密封存于陰涼處。

1.3樣品的測定

(1)土樣含水量和pH的測定；(2)樣品中銅、鋅、鎳三種重金屬的含量測定。

2結果與討論

2.1土壤中含水量及pH測定結果

表1　安康市山坡地區土壤含水量測定結果

表2　安康市山坡地區土壤pH測定結果

2.2小麥、秸稈和土壤中重金屬含量測定結果

表3　小麥、秸稈和土壤中重金屬含量測定結果

表4　土壤環境質量標準值(GB 15618-1995)　 mg·kg-1

2.3單因子污染指數分析

單因子污染指數法： Pi=Ci /Si,式中：Ci為試驗中所測污染物i的實際濃度；Pi為污染物i的單項污染指數；Si為評價標準中所規定的污染物i的濃度(表5)。

表5　各取樣點重金屬單項污染指數Pi

陜西省安康市山坡地區土壤中的單項污染指數檢測值整體遠小于1，小于標準值，所以可以近似地認為污染情況是不存在的。

從數據分析來看，山坡地區因遠離城鎮和工業區等排污場所，污染指數較小，對農作物的生長與生產幾乎沒有造成影響。各種重金屬在小麥、秸稈以及土壤中的富集能力是不一樣的，小麥中金屬含量最高，土壤次之，秸稈中含量最低，因此應該將秸稈的利用率最大化。3種重金屬在小麥、秸稈以及土壤中的含量是鋅最高，鎳次之，銅最少。

2.4綜合污染指數分析

表6　重金屬的綜合污染指數

按照國家關于重金屬污染等級的劃分標準，安康市小麥植株及土壤中金屬鋅的含量程度最高，而其余兩種重金屬銅和鎳含量較低。

3結論

本文采用可見分光光度法測定陜西省安康市山坡地區土壤中3種重金屬Cu、Zn、Ni的含量，測量結果表明：小麥植株不同器官對同種金屬，不同種金屬的吸收能力不同，秸稈與小麥粒相比而言，小麥粒的吸收能力更強。與土壤重金屬含量的背景值相比較，銅、鎳含量均在背景值之下，但鋅的含量遠高于背景值。從3種金屬在小麥秸稈與土壤中的含量來看，小麥對金屬鎳與金屬銅的吸收能力較強，而對于金屬鋅的吸收能力較弱。小麥植株以及土壤并未受到3種重金屬的污染，但是我們也應該注意，在以后的生活中盡量避免重金屬對農作物以及土壤造成污染。

[參考文獻]

[1]邢克孝,胡建楠,尚德龍,等.土壤重金屬污染與城郊蔬菜作物吸收量相關性的研究[J].環境保護科，1979(3):27-31.

[2]郭平,謝忠雷,李軍,等.長春市土壤重金屬污染特征及其潛在生態風險評價[J].地理科學,2005,25(1):108-112.

[3]朱桂芬,張春燕,王建玲,等.新鄉市寺莊頂污灌區土壤及小麥重金屬污染特征的研究[J].農業環境科學報,2009,28(2):263-268.

[4]鐘曉蘭,周生路,趙其國.長江三角洲地區土壤重金屬污染特征及潛在生態風險評價[J].地理科學,2007,27(3):395-400.

[5]林文杰.蓮花山鎢礦區土壤重金屬污染與理化特征[J].土壤通報,2014(1):232-236.

[6]陳中云,閔航,張夫道,等. 4種重金屬污染對稻田土反硝化細菌的影響[J].中國環境科學,2003,23(3):305-310.

Heavy Metal Contents and Evaluation of Wheat Straw and Soil in Ankang Municipality Mountains City

TANG Yan-ru1,WEI Jia-wei2, DING Peng1,ZHANG Min1

(1.Faculty of Chemistry, Changchun Normal University, Changchun Jilin 130032, China;2.Changchun Hope High School,Changchun Jilin 130022,China)

Abstract:In order to study heavy metals copper, zinc, pollution status of Ankang City, Shaanxi wheat straw and soil in hilly areas of nickel, Ankang City, Shaanxi Province in the hillside area of wheat plants and soil sampling and investigation and research, the results showed that: from a single factor pollution index analysis comprehensive pollution index analysis, according to the national criteria for the classification, wheat plants and soil Ankang City in hilly areas unpolluted, copper, nickel content is very low, will not have crops and soil pollution, but metallic zinc content of the soil than higher than the background value, but for normal growth of crops did not have a serious impact.

Key words:wheat;soil;straw; pollution; heavy metal; distribution

[作者簡介]唐艷茹(1962- )，女，高級實驗師，從事應用化學、實驗室建設研究。

[收稿日期]2015-12-01

[中圖分類號]X13

[文獻標識碼]A

[文章編號]2095-7602(2016)02-0054-04