左衛(wèi)鎮(zhèn)農(nóng)田土壤重金屬含量的測(cè)定及評(píng)價(jià)

張志強(qiáng)

摘 要：本文以左衛(wèi)鎮(zhèn)農(nóng)田土壤作為研究對(duì)象，并將左衛(wèi)鎮(zhèn)農(nóng)田分為三個(gè)區(qū)域：左衛(wèi)鎮(zhèn)西側(cè)、左衛(wèi)鎮(zhèn)北側(cè)、左衛(wèi)鎮(zhèn)東南側(cè)。在這三個(gè)分區(qū)共布設(shè)了24個(gè)采樣點(diǎn)，測(cè)定各采樣點(diǎn)土樣中Cu、Zn、Ni、Cd、Pb、Cr 6種重金屬元素的含量，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理分析，得出左衛(wèi)鎮(zhèn)農(nóng)田土壤重金屬的整體特征以及污染情況。由結(jié)果可知，左衛(wèi)鎮(zhèn)農(nóng)田土壤中6種重金屬的污染程度是Cd>Pb>Cr>Cu>Zn>Ni;從空間來(lái)分析，左衛(wèi)鎮(zhèn)西側(cè)農(nóng)田土壤中重金屬Cd的超標(biāo)率為56.94%，Pb的超標(biāo)率為4.17%，其它重金屬都未超標(biāo)。從相關(guān)性上分析，在0.01的顯著水平下，Cu-Zn、Zn-Ni、Ni-Pb之間存在極顯著相關(guān)性。3個(gè)分區(qū)的綜合污染程度排序?yàn)樽笮l(wèi)鎮(zhèn)北側(cè)>左衛(wèi)鎮(zhèn)西側(cè)>左衛(wèi)鎮(zhèn)東南側(cè)。左衛(wèi)鎮(zhèn)北側(cè)的PN值為1.37，達(dá)到了輕微污染;左衛(wèi)鎮(zhèn)西側(cè)的PN值為1.30，為輕微污染;左衛(wèi)鎮(zhèn)東南側(cè)的PN值為0.92，為相對(duì)清潔。

關(guān)鍵詞：重金屬;農(nóng)田土壤;風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

中圖分類(lèi)號(hào)：S-3 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20201030039

隨著人口數(shù)量的快速增長(zhǎng)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的不斷推進(jìn)和現(xiàn)代化工業(yè)的高速發(fā)展，越來(lái)越多的重金屬進(jìn)入土壤，使得土壤重金屬污染愈發(fā)嚴(yán)重，當(dāng)農(nóng)田土壤中的重金屬元素過(guò)量并且超過(guò)它的自然背景值時(shí)就會(huì)造成重金屬污染[1-4]。相關(guān)研究顯示，在所有土壤采樣點(diǎn)中，有16.1%的農(nóng)田土壤采樣點(diǎn)超過(guò)了土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值。且在所有超標(biāo)的土壤樣品中，由于重金屬和類(lèi)金屬（主要指8種元素，鎘（Cd），鉻（Cr），汞（Hg），鉛（Pb），砷（As），銅（Cu），鋅（Zn和鎳（Ni））導(dǎo)致的點(diǎn)位超標(biāo)占到了82.4%[5]。為了研究左衛(wèi)鎮(zhèn)農(nóng)田土壤重金屬的污染情況，更好地了解當(dāng)?shù)剞r(nóng)田土壤的現(xiàn)狀，從而進(jìn)一步提高左衛(wèi)鎮(zhèn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平。本文基于大量的文獻(xiàn)調(diào)研，結(jié)合左衛(wèi)鎮(zhèn)的地形地貌，在左衛(wèi)鎮(zhèn)周邊農(nóng)田中選取了24個(gè)土壤采集點(diǎn)，通過(guò)對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)中重金屬含量的測(cè)定以及對(duì)數(shù)據(jù)的處理分析，研究重金屬間的相關(guān)性，得到該地區(qū)重金屬的污染情況，為農(nóng)田土壤重金屬的防治提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 采樣點(diǎn)布設(shè)與采集

由左衛(wèi)鎮(zhèn)農(nóng)田土壤的分布特征以及地形特點(diǎn)，在左衛(wèi)鎮(zhèn)共選取了24個(gè)采樣點(diǎn)，并將這24個(gè)采樣地分為3個(gè)區(qū)。采樣點(diǎn)的位置見(jiàn)表1。采樣時(shí)間是2018年8月的上旬，使用的是蛇形布點(diǎn)法，采集0-20cm深的耕作層土壤，5個(gè)點(diǎn)取樣構(gòu)成1個(gè)混合土樣，用“四分法”留下約1kg的土樣。將采集好的土樣裝袋并貼好標(biāo)簽，最后依據(jù)《土壤環(huán)境技術(shù)規(guī)范》做預(yù)處理[6]。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品測(cè)定

Cu、Zn、Cd、Pb采用王水回流消解原子吸收法（NY/T 1613-2008）進(jìn)行測(cè)定;Ni采用土壤質(zhì)量-火焰原子吸收分光光度法（GB/T 17139-1997）進(jìn)行測(cè)定;總鉻采用土壤-總鉻的測(cè)定火焰原子吸收分光光度法（HJ 491-2009）進(jìn)行測(cè)定。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理與評(píng)價(jià)方法

土壤評(píng)價(jià)背景值參考生態(tài)環(huán)境部發(fā)表的《土壤環(huán)境質(zhì)量-農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》[7]。利用單因子和內(nèi)梅羅污染指數(shù)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行污染評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 左衛(wèi)鎮(zhèn)農(nóng)田土壤重金屬含量的特征

通過(guò)表5的數(shù)據(jù)可以知道，左衛(wèi)鎮(zhèn)農(nóng)田土壤中不同的重金屬的污染存在著很大的差異。6種重金屬的Pi值分別為Cd（1.56）>Pb（0.56）>Cr（0.50）>Cu（0.46）>Zn（0.44）>Ni（0.43）。通過(guò)計(jì)算土樣中各個(gè)重金屬的超標(biāo)率可以看到，Cd的超標(biāo)率最高，達(dá)到了56.94%，其次為重金屬Pb，它的超標(biāo)率達(dá)到了4.17%，而重金屬Cu、Zn、Ni、Cr的超標(biāo)率都為零。由此可以看出左衛(wèi)鎮(zhèn)農(nóng)田土壤中重金屬Cd的污染范圍最為廣泛，Pb的污染范圍較為廣泛，Cu、Zn、Ni、Cr的幾乎不存在污染。通過(guò)計(jì)算各個(gè)重金屬的變異系數(shù)，得出各金屬變異系數(shù)的排序?yàn)镃d（0.79）>Pb（0.44）>Cu（0.22）>Zn（0.18）>Ni（0.13）>Cr（0.07），可見(jiàn)該地重金屬元素Cd受人類(lèi)干擾最大，Cr受人類(lèi)活動(dòng)的影響最小。

2.2 左衛(wèi)鎮(zhèn)農(nóng)田土壤重金屬元素間相關(guān)性分析

驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到各金屬元素間的相關(guān)性，即表6。由表6可以得出：在0.01的顯著水平下，Cu-Zn、Zn-Ni、Ni-Pb之間存在極顯著相關(guān)性，可能這幾種重金屬元素的某些來(lái)源是相同或者相似的。在0.05的顯著水平下，Cu-Ni、Cu-Pb、Cu-Cr、Zn-Pb、Zn-Cr、Ni-Cd、Ni-Cr、Cd-Cr、Pb-Cr之間存在顯著相關(guān)性，說(shuō)明這些重金屬的某些來(lái)源可能是相同或者相似的。

2.3 左衛(wèi)鎮(zhèn)農(nóng)田土壤重金屬污染評(píng)價(jià)

用單因子污染指數(shù)法以及內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法對(duì)左衛(wèi)鎮(zhèn)不同分區(qū)的土壤進(jìn)行污染評(píng)價(jià)，得到表7。

由表7可以看出，無(wú)論在左衛(wèi)鎮(zhèn)西側(cè)、北側(cè)、東南側(cè)，重金屬Cd的Pi值均超過(guò)了1，為輕微污染水平。其它金屬均不存在污染情況。左衛(wèi)鎮(zhèn)西側(cè)單因子污染指數(shù)排序?yàn)椋?/p>

Cd>Pb>Cu>Cr>Zn>Ni;左衛(wèi)鎮(zhèn)北側(cè)單因子污染指數(shù)排序?yàn)椋篊d>Pb>Cr>Cu>Zn>Ni;左衛(wèi)鎮(zhèn)東南側(cè)單因子污染指數(shù)排序?yàn)椋篊d>Cr>Pb>Ni=Zn>Cu。通過(guò)對(duì)比3個(gè)分區(qū)的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)值可以看出：3個(gè)分區(qū)的污染程度為左衛(wèi)鎮(zhèn)北側(cè)>左衛(wèi)鎮(zhèn)西側(cè)>左衛(wèi)鎮(zhèn)東南側(cè)。左衛(wèi)鎮(zhèn)北側(cè)的PN值為1.37，為輕微污染，左衛(wèi)鎮(zhèn)西側(cè)的PN值為1.30，為輕微污染;左衛(wèi)鎮(zhèn)東南側(cè)的PN值為0.92，為相對(duì)清潔。從整體上看，左衛(wèi)鎮(zhèn)農(nóng)田土壤屬于輕微污染水平。

3 討論

為了了解左衛(wèi)鎮(zhèn)農(nóng)田土壤重金屬的污染情況，對(duì)土壤中重金屬Cd、Cu、Zn、Ni、Pb、Cr進(jìn)行了檢測(cè)，并采用單因子指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示，3個(gè)分區(qū)的綜合污染排序?yàn)樽笮l(wèi)鎮(zhèn)北側(cè)>左衛(wèi)鎮(zhèn)西側(cè)>左衛(wèi)鎮(zhèn)東南側(cè)。研究發(fā)現(xiàn)，左衛(wèi)鎮(zhèn)西側(cè)和北側(cè)的污染較為嚴(yán)重，推測(cè)其原因，可能是因?yàn)樽笮l(wèi)鎮(zhèn)西側(cè)和北側(cè)靠近公路，而且有許多人為建造的景點(diǎn)旅游區(qū)，使得這兩個(gè)分區(qū)的土壤重金屬污染加劇。左衛(wèi)鎮(zhèn)東南側(cè)大部分農(nóng)田與交通干線(xiàn)相距遠(yuǎn)，減少了人為污染，所以左衛(wèi)鎮(zhèn)東南側(cè)的土壤重金屬污染較輕。

參考文獻(xiàn)

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[7] 生態(tài)環(huán)境部.GB/T 15618-2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》[S].北京：中國(guó)環(huán)境出版社，2018.

（責(zé)任編輯 李媛媛）