揚(yáng)子洲鎮(zhèn)土壤、農(nóng)作物重金屬污染來(lái)源調(diào)查與分析

賴新云

(南昌市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，江西 南昌330038)

1 引言

農(nóng)用土壤是受人類活動(dòng)強(qiáng)烈影響的一類特殊土壤，其環(huán)境質(zhì)量與人們的身體健康密切相關(guān)。土壤重金屬污染源主要來(lái)自工業(yè)“三廢”和農(nóng)藥、化肥的大量使用，污染物可通過(guò)灌溉水進(jìn)入土壤，也可通過(guò)大氣污染、空中的顆粒物干濕沉降造成土壤污染，隨著時(shí)間的推移，農(nóng)田表層土壤鉛、銅、鋅等重金屬含量有增加的趨勢(shì)。由于農(nóng)作物的吸收作用，重金屬元素從土壤中遷移轉(zhuǎn)化到農(nóng)作物根莖葉及果實(shí)中去，從而連帶造成農(nóng)作物的重金屬污染，危及人們的健康。

為進(jìn)一步追蹤揚(yáng)子洲鎮(zhèn)土壤、農(nóng)作物中重金屬來(lái)源，抽樣選取采集了揚(yáng)子洲鎮(zhèn)A、B、C、D、E共5個(gè)樣點(diǎn)村的灌溉水、無(wú)機(jī)肥、農(nóng)家肥共計(jì)15個(gè)樣品，采集A(白菜)和E(青菜)各2個(gè)樣品，總共19個(gè)樣品。采用超低溫冷凍干燥前處理技術(shù)處理樣品，然后按照相應(yīng)的國(guó)標(biāo)方法進(jìn)行分析。

2 灌溉水質(zhì)的影響

蔬菜生長(zhǎng)過(guò)程中需要大量的灌溉水，以保證蔬菜的生長(zhǎng)發(fā)育。正常的湖渠水所含有的化學(xué)組成不會(huì)影響蔬菜的生長(zhǎng)和發(fā)育，但由于水質(zhì)會(huì)受到各種形式的污染，

長(zhǎng)期施用含重金屬量高的污水灌溉菜地，容易造成土壤中重金屬富集明顯，進(jìn)而進(jìn)入到農(nóng)作物中。5個(gè)樣點(diǎn)村的灌溉水中重金屬含量監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

從結(jié)果來(lái)看，5個(gè)樣點(diǎn)村的灌溉水中各重金屬元素含量都很低，遠(yuǎn)低于國(guó)家農(nóng)田灌溉水標(biāo)準(zhǔn)(GB 5084－2005)中規(guī)定的限量，說(shuō)明灌溉水未受到污染，水質(zhì)良好，用這些水進(jìn)行灌溉是安全的。

表1 灌溉水重金屬含量監(jiān)測(cè)結(jié)果mg/L

3 無(wú)機(jī)肥、農(nóng)家肥影響

磷肥的生產(chǎn)所用的原料磷礦石、硫鐵礦等含有一定量的砷、鎘、汞、鉛等有害重金屬元素，生產(chǎn)過(guò)程中這些金屬雜質(zhì)難以揮發(fā)。任何生產(chǎn)工藝都不可能完全消除重金屬，長(zhǎng)期施用磷肥會(huì)使有毒重金屬進(jìn)入土壤，進(jìn)而在植物體內(nèi)富集。農(nóng)家肥以禽畜糞便、動(dòng)植物殘?bào)w等為主。由于我國(guó)很多飼料廠和養(yǎng)殖場(chǎng)普遍使用含有一定程度銅、鋅、鉻、鉛和鎘等重金屬元素的飼料添加劑，許多未被畜禽吸收的重金屬元素便積累在畜禽糞便中，這些肥料中的重金屬也會(huì)積累在土壤中，成為一種污染源。雖然有研究表明農(nóng)家肥等有機(jī)肥料的施入，可使一部分重金屬與土壤中的有機(jī)物分子和土壤腐殖質(zhì)形成絡(luò)合物或鰲合物，從而降低一部分重金屬離子活性，但隨著有機(jī)質(zhì)的分解和礦質(zhì)化，這些元素仍可作為植物可吸收的有效態(tài)，因而在一定程度上仍造成對(duì)土壤危害。目前我國(guó)化肥大部分用作底肥和追肥，因集中施用造成土壤局部高濃度。而且，化肥中的重金屬通常比土壤重金屬有較高的可溶性，容易被作物吸收，因而危害更大。

5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位所用無(wú)機(jī)肥、農(nóng)家肥中重金屬含量監(jiān)測(cè)結(jié)果分別表見(jiàn)2、表3所示。結(jié)果表明：無(wú)機(jī)肥中汞含量較高，遠(yuǎn)高于農(nóng)家肥；農(nóng)家肥砷、鎘含量遠(yuǎn)高于無(wú)機(jī)肥；兩種肥料鉻、鉛元素含量相當(dāng)。將檢測(cè)結(jié)果與我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照，無(wú)機(jī)肥參照標(biāo)準(zhǔn)GB 18877－2002《有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)混肥料》、有機(jī)肥料參照NY 525－2002《有機(jī)肥料》中要求達(dá)到的GB 8172－1987《城鎮(zhèn)垃圾農(nóng)用控制標(biāo)準(zhǔn)》。10個(gè)樣品的重金屬含量均在合理的標(biāo)準(zhǔn)限值范圍內(nèi)，合格率為100%。

如果考慮到在旱田中化肥作底肥和追肥施用時(shí)，化肥和作物根的關(guān)系與土壤和根的關(guān)系基本一致，因此還可以借用GB 15618－1995《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》作為參考標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析。無(wú)機(jī)肥中汞屬元素含量、農(nóng)家肥中鎘元素含量均遠(yuǎn)高于《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。由早前土壤檢測(cè)結(jié)果(見(jiàn)表4)可以知道5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位土壤汞含量較高，鎘含量均超過(guò)《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)1.96～3.27倍。如果繼續(xù)長(zhǎng)期大量使用含汞、鎘較高的肥料，容易使其不斷積累在土壤表層和亞表層，進(jìn)一步進(jìn)入農(nóng)作物內(nèi)，危害人的健康，存在較大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和安全風(fēng)險(xiǎn)。

表2 無(wú)機(jī)肥中重金屬含量監(jiān)測(cè)結(jié)果mg/kg

表3 農(nóng)家肥重金屬含量監(jiān)測(cè)結(jié)果mg/kg

表4 土壤重金屬含量mg/kg

4 大氣顆粒物沉降的影響

近年來(lái)，大氣顆粒物沉降對(duì)土壤、農(nóng)作物中重金屬積累的影響已受到人們的關(guān)注。大氣顆粒物沉降對(duì)農(nóng)作物中重金屬積累的影響包括間接或直接的影響，即通過(guò)污染土壤影響土壤上生長(zhǎng)農(nóng)作物的重金屬積累和通過(guò)農(nóng)作物地上部分吸收進(jìn)入農(nóng)作物體。由于葉菜類蔬菜的葉片表面都有大量的氣孔，各種大氣污染物除通過(guò)氣孔直接進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部外，還可以透過(guò)角質(zhì)層、蠟質(zhì)層被表面細(xì)胞吸收，因此植物葉片表皮細(xì)胞及葉肉組織可吸收富集多種污染元素，這可能是大氣沉降對(duì)蔬菜地上部分重金屬積累產(chǎn)生較大影響的主要原因。

為了解大氣顆粒物沉降對(duì)揚(yáng)子洲鎮(zhèn)土壤、農(nóng)作物重金屬積累的影響，采集A樣點(diǎn)村(白菜)和E樣點(diǎn)村(青菜)樣品各2份，一份用去離子水清洗干凈，去除上面的沉降物，一份不清洗，分別測(cè)定了其中重金屬含量，結(jié)果見(jiàn)表5。結(jié)果表明，清洗后的樣品中各重金屬元素含量均低于未清洗樣品，這說(shuō)明沉積在樣品上的大氣顆粒物中含有一定量的重金屬元素。大氣顆粒物沉降對(duì)土壤和種植在其上農(nóng)作物地上部分重金屬積累均有一定的影響，影響程度與揚(yáng)子洲鎮(zhèn)空氣中顆粒物濃度、顆粒物中重金屬含量、氣象條件、沉降速度等有關(guān)，還有待于進(jìn)一步深入調(diào)查研究。

表5 蔬菜樣品清洗前后重金屬含量mg/kg

5 結(jié)論

(1)揚(yáng)子洲鎮(zhèn)灌溉水水質(zhì)良好，未受到重金屬元素污染，達(dá)到國(guó)家農(nóng)田灌溉水標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的要求，可以安全使用。

(2)揚(yáng)子洲鎮(zhèn)部分村所用無(wú)機(jī)肥中汞屬元素含量、農(nóng)家肥中鎘元素含量均遠(yuǎn)高于《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，且相應(yīng)土壤汞含量較高、鎘含量均超過(guò)《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，如果繼續(xù)長(zhǎng)期大量使用含汞、鎘較高的肥料，容易使汞、鎘不斷積累在土壤表層和亞表層，進(jìn)一步進(jìn)入農(nóng)作物內(nèi)，危害人的健康，存在較大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和安全風(fēng)險(xiǎn)。

(3)大氣顆粒物沉降對(duì)揚(yáng)子洲鎮(zhèn)土壤和農(nóng)作物中部分重金屬累積均有一定的貢獻(xiàn)率。

附表：監(jiān)測(cè)結(jié)果【單位：農(nóng)家肥氮磷肥、蔬菜(mg/kg)、灌溉水(mg/L)】