湖北某縣的水稻土壤重金屬污染評價

沈志遠

(成都理工大學 四川 成都 610059)

前言

土壤是寶貴的自然資源,也是人類賴以生存和發展的基礎伴隨著我國城市化和工業化進程的推進,土壤環境受到污染,重金屬就是常見的污染因子之一。土壤中富含動植物生長所需要的所有元素，但也存在著許多對動植物有害的元素，這些有害元素不僅影響動植物的生長，而且過多的攝入將可能導致動植物直接死亡，所以研究土壤中重金屬含量的污染程度就顯得至關重要。而湖北省內多個城市蘊藏著豐富的礦產資源,是我國重要的采礦、冶金的工業基地。礦冶生產為該省經濟發展帶來了巨大利益的同時,也對環境造成了極大污染。今以湖北某典型礦冶城市為研究區域,在獲取重金屬空間分布的基礎上,采用單因子指數法評價重金屬污染狀況,采樣測試了As、Cd、Pb、Cu等4種元素的含量,評價土壤重金屬元素的超標程度,為當地的土壤重金屬污染防控工作提供數據參考。

一、材料與方法

(一)區域概況。研究區域位于湖北省東南部(E114°31′～E115°20′,N29°40′～N30°15′),呈現“南山北丘東西湖,南高北低東西平”的地貌特點,面積為184.67km2。目前已發現礦產65種,金屬礦產主要以銅鐵金為主,非金屬礦產點多面廣。

(二)采樣方法。在各小區內按照梅花點采樣法以及等量的原則采集土壤樣品。取樣時，注意樣品不取邊行。土壤取對應植株下的0～20cm表層土壤，均勻采取土壤樣本點，混勻，四分法留取1kg左右，逐一編號，土樣掰成小塊后自然風干。

(三)測試方法。本次土壤樣品測試項目包含鎘、銅、鋅、鉛等四項,其中,采用ICP—MS分析測定。

二、測試結果與評價

(一)研究區土壤重金屬元素Cd、Pb、Cu、Zn數據統計特征見表1。

由表1，表2可知早、晚稻土壤樣品中的Cd、Pb均大于世界背景值、中國背景值、湖北背景值，而且均以數倍大于各個背景值，說明當地土壤的Cd的污染程度嚴重超標，除自然來源以外，還有嚴重的人為因素的污染，應進行有效的治理；早、晚稻土壤樣品中Cu均大于世界背景值、中國背景值、湖北背景值，且程度輕微，說明當地土壤的Cu的污染屬于輕微污染程度，除自然來源外，還有一定的人為因素，也應該引起注意并加以防止管理；早、晚稻土壤樣品中Zn均大于世界背景值、中國背景值、湖北背景值，且污染程度屬于中等，除自然來源以外，也有一定的人為因素污染，應加以治理和防范，以免使得其污染程度加重。

表1 土壤Cd、Pb、Cu、Zn元素參數統計表(mg/kg)

表2 土壤重金屬元素參考背景值(mg/kg)

(二)單因子指數評價。單因子污染指數法是直接通過元素含量與自然背景值作比較來評估重金屬污染程度，是國內外學者進行土壤單一重金屬污染評價普遍使用的方法，也是中國綠色食品發展中心推薦的評價方法之一，計算公式為：

Pi為元素i的污染指數；Ci為元素i的實測值；Si為元素i的背景值。單因子污染指數法計算簡單，評價結果能直觀反映土壤的污染情況。背景值選取國家土壤環境質量標準《GB15618-2018》(pH≤5.5)中各重金屬元素限定值。

由表2，表3，表4可知:早、晚稻土壤樣品中Cd的屬于重度污染，說明該地區應該重視其當地的土壤問題，以及不應再繼續種植糧食和植物，以免造成人體中毒。早、晚稻土壤樣品中Cu的屬于輕度污染，說明該地區的Cu含量屬于一定的污染程度，也應該引起相關地方政府的注意和加強污染的管理。早、晚稻土壤樣品中Zn的屬于中度污染～重度污染之間，說明該地區的Zn的含量屬于較為嚴重的污染程度，應和Cd采取相同的措施進行管理。早、晚稻土壤樣品中Pb的屬于輕度污染～中度污染，說明該地區Pb的含量屬于一定的污染程度，應和Cu采取相同的措施進行管理。

表3 單因子評價法污染等級劃分

表4 重金屬元素單因子指數評價結果表

三、結論

(1)重金屬元素Cd、Pb、Cu、Zn的含量均大于世界背景值、中國背景值、湖北背景值，說明該地區屬于重金屬污染地區，且程度較為嚴重。(2)其中經過單因子指數評價分析可知，Cd、Zn屬于嚴重污染程度，應該加以治理并且建議做好企業的環境管理工作,控制污染源。(3)稻米的污染問題一直以來是備受關注的食品污染問題，希望當地政府在做好有效的治理以外，也應該投入精力研究有效的方案，如改良土壤、雜交水稻的研究以及礦物肥的使用。