永州市畜禽養殖場周邊土壤重金屬污染現狀評價

蔣 晶， 皇甫曉東， 周 禮， 蔣開年

(湖南省永州市環境監測站，湖南永州 425000)

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永州市畜禽養殖場周邊土壤重金屬污染現狀評價

蔣 晶， 皇甫曉東， 周 禮， 蔣開年

(湖南省永州市環境監測站，湖南永州 425000)

摘要[目的]掌握永州市畜禽養殖場周邊土壤環境質量。[方法]選取永州市具有代表性的畜禽養殖場周邊土壤進行重金屬監測與調查研究，選擇Cd、Hg、As等12種重金屬元素作為監測對象，開展了現場調查、勘查布點、樣品采集、樣品制備、實驗室分析等工作。[結果]永州市土壤污染現狀與主要污染物為Cd、As、Cu、Zn、Ni，15個土壤點位中有8個點位屬于輕度污染，未發現中度和重度污染。[結論]永州市畜禽養殖場周邊土壤受到不同程度的污染，亟需制訂相關污染治理對策。

關鍵詞土壤；重金屬污染；現狀調查與評價

土壤環境狀況不僅影響國民經濟發展和國土資源環境安全，還直接關系到農產品安全和人體健康。隨著土壤污染問題的加劇，土壤污染研究越來越受到人們的重視。其中，土壤重金屬污染具有多源性、隱蔽性、長期性，被各國列入優先控制污染物名單[1]。土壤重金屬污染是指土壤中含有Cd、Hg、Pb、Cu、Zn、Cr、Co、As和Ni金屬等生物毒性元素[2]。畜禽養殖場周邊土壤環境狀況直接關系到農產品安全和人體健康，近年來成為關注焦點。筆者以2015年湖南省環保科技項目《永州市農村地區土壤污染狀況調查與綜合防治對策研究》為背景課題，調查了湖南省永州市畜禽養殖場周邊土壤重金屬污染現狀，并對土壤污染風險進行了評估，旨在為后續制訂污染防治對策提供支撐。

1材料與方法

1.1儀器與試劑 ICPE-9000電感耦合等離子體發射光譜儀(日本島津)；AA- 6300C原子吸收分光光度計(日本島津)；AFS-8230雙道原子熒光光度計(北京吉天)；ETHOS E全自動微波消解儀(意大利MileStone s.r.l.)；Labtech 電熱板；標準溶液(國家環保部標樣所)；其余試劑HNO3、HCl、HF、HClO4均為優級純試劑。所用器皿均用硝酸溶液浸泡24 h，然后分別用自來水、蒸餾水、超純水各沖洗3次。

1.2點位布設在湖南省永州市主要畜禽養殖場周邊土壤選取具有代表性的3個監測點位，采取網格布點法，隨機抽取5個地塊，在每個監測地塊的中心部位布設1個采樣點。根據采樣方案，采用地理信息系統(GIS)和GPS定位技術，共采集15個混合土壤樣品。

1.3樣品采集與保存選擇0～20 cm表層樣。采樣前清除土壤表面腐殖質，無機類土壤樣品用木鏟、竹片等采集；有機類土壤樣品用鐵鏟、木鏟等采集，并用500 mL棕色磨口玻璃瓶裝，在裝樣時應避免土壤接觸容器磨口處。每份土壤樣品采樣量為2 kg。用于測定重金屬污染物的樣品均貯存于帶磨口的棕色玻璃瓶內，樣品要充滿容器，于4 ℃保存。

1.4樣品預處理采集后的土壤送到實驗室后必須先行制備，制備過程參照《土壤元素的近代分析方法》[3]、《環境監測》[4]和有關國家標準[5-6]。將樣品全部倒在白色瓷盤內，置于避光、通風的室內風干，除去植物根、莖、葉、石塊等雜物，待充分風干后，磨碎、過篩、混勻、縮分，制成粒度小于100目的試樣。各重金屬的測定方法見表1。

1.5數據分析及評價土壤單項污染指數、土壤綜合污染指數的計算公式和分級標準如下：

單項污染指數法：Pi=Ci/Sip

式中,Pi為單項污染指數；Ci為調查土壤中污染物的實測濃度；Sip為污染物的評價標準值或參考值。

根據Pi的大小，將土壤污染程度劃分為5級(表2、3)。

土壤綜合污染指數(PN)=

1.6質量控制為確保監測全程各項操作技術和質量控制活動的規范和完備，以及監測數據的準確和可靠[7-8]，所采取的質量保證和控制措施見表4。

2結果與分析

通過對永州市畜禽養殖場周邊土壤重金屬監測，共選擇12種重金屬污染物對土壤環境污染狀況進行評價，結果表明：全市15個點位中共有9個點位重金屬超標，超標率為46.6%，其中，輕微、輕度污染點位分別為5、4個，所占比例分別為20.0%、26.6%，未出現中度和重度污染點位(表5)。

表1　土壤樣品實驗室分析測試方法

表2單因子評價土壤環境質量評價分級

Table 2Single factor assessment of soil environmental quality assessment classification

等級GradePi污染等級PollutiongradeⅠPi≤1無污染Ⅱ15重度

表3土壤綜合污染指數分級標準

Table 3Classification standard of soil comprehensive pollution index

等級Grade綜合污染指數Comprehensivepollutionindex(PN)污染等級PollutiongradeⅠPN≤0.7清潔(安全)Ⅱ0.73重度

表4　質控措施實施

由表6可知，Cd、As、Cu、Zn、Ni超標，最大超標倍數分別為2.30、2.26、1.06、1.86、1.10,超標率分別為33.3%、20.0%、6.7%、33.3%、13.3%。

由表7可知，3個養殖場周邊重金屬污染綜合評價等級分別為輕度、清潔和尚清潔；15個土壤點位中重度污染、中度污染、輕度污染、尚清潔、清潔的點位數分別為0、0、8、1、6，所占比率分別為0、0、53.3%、6.7%、40.0%。

表5畜禽養殖場周邊土壤無機重金屬污染狀況

Table 5Inorganic heavy metal pollution status of surrounding soil in livestock and poultry farms

污染等級Pollutiongrade個數Number∥個百分率Percentage∥%無污染Non-pollation633.3輕微Slight520.0輕度Light426.6中度Moderate00重度Severe00

表6　畜禽養殖場周邊土壤各項污染物評價結果

表7　各監測點位重金屬單項污染指數和綜合污染指數

3小結

該研究結果表明，15個監測點位中Hg、Cr、Mn、Co、Pb、V、Tl等監測因子均未超標現象；Cd、As、Cu、Zn、Ni均有發現超標現象，最大超標倍數分別達到了2.30、2.26、1.06、1.86、1.10。通過綜合污染指數評價結果可知：15個土壤點位中，有6個點位屬于清潔，1個屬于尚清潔，8個屬于輕度污染，未發現中度和重度污染。對3個養殖場周邊進行調查，未發現明顯涉重企業。原因可能是一方面，土壤中背景值偏高；另一方面，養殖使用的飼料中所含重金屬的累積作用。

參考文獻

[1] WANG Y P，SHI J Y，WANG H，et al.The influence of soil heavy metals pollution on soil microbial biomass enzyme activity and community composition near a copper smelter[J].Ecotoxicology and environmental safety, 2007,67:75-81.

[2] 潘瓊，程運林.土壤重金屬污染現狀調查與評價[J].環境與可持續發展，2013(6)：47-49.

[3] 中國環境監測總站.土壤元素的近代分析方法[M].北京:中國環境科學出版社，1992:251.

[4] 陳玲，趙建夫.環境監測[M].北京:化學工業出版社，2004:413.

[5] 國家環境保護總局.土壤環境監測技術規范：HJ/T 166—2004[S].北京：中國環境出版社，2004.

[6] 中國環境監測總站.2013 年土壤環境質量監測質控方案[R].2013.

[7] 鄒志勇，張志朋，彭靖愷，等.桂林蔬菜基地土壤監測的質量控制與質量保證[J].環境科學與技術，2014，37(S2)：396-400.

[8] 張聲皓，龔德昌，孫云帆.簡述土壤監測的質量控制和評價方法[J].環球人文地理(評論版)，2015，10(5)：121.

基金項目2015年湖南省環保科技計劃項目(湘財建指〔2014〕287號)。

作者簡介蔣晶(1980- )，女，湖南永州人，工程師，碩士，從事環境監測研究。

收稿日期2016-03-30

中圖分類號S 851.2+4

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)14-081-03

Evaluation on Heavy Metal Pollution Status in Surrounding Soil of Livestock and Poultry Farms in Yongzhou

JIANG Jing, HUANGFU Xiao-dong, ZHOU Li et al

(Yongzhou Environmental Monitoring Station, Yongzhou, Hunan 425000)

Abstract[Objective] The aim was to grasp environmental quality of surrounding soil of livestock and poultry farms in Yongzhou City. [Method] Heavy metal monitoring and investigation was conducted on surrounding soil of several typical livestock and poultry farms in Yongzhou City. Selecting 12 heavy metal elements such as Cd, Hg, As as monitoring object, field investigation, exploration sites, sample collection, sample preparation, laboratory analysis were conducted. [Result] The main contaminants included Cd, As, Cu, Zn, Ni, 8 of the 15 soil points were slightly polluted, and no moderate or severe pollution was found. [Conclusion] The surrounding soil of livestock and poultry farms in Yongzhou City is polluted to different degrees, so it is urgent to formulate relevant pollution control measures.

Key wordsSoil; Heavy metal pollution; Status investigation and evaluation