上海市不同區域中農田土壤重金屬含量與區域分布狀況研究

孫杰威

摘要：通過在土壤狀況調查過程，對上海市金山、青浦、松江、閔行、浦東和寶山農田區域布設點位，取表層、深層和飽和帶的土壤，測試土壤中As、Cd、Cu、Pb和Ni共5項重金屬在不同區域分布情況，通過對檢測數據分析，As、Cd、Cu、Pb和Ni的平均濃度分別為8.19、0.11、26.08、24.82和29.07mg/kg，與上海背景值差異較小，為上海市背景值分析和后續土地開發利用提供數據支撐。

關鍵詞：農田土壤;重金屬;檢測分析

Abstract：Based on the investigation of soil conditions，the sites were set up in Jinshan，Qingpu，Songjiang，Minhang，Pudong and Baoshan farmland areas in Shanghai，and the soil samples were taken from the surface，deep and saturated zones，The distribution of As，Cd，Cu，Pb and Ni in different areas was tested，the average concentrations of As，Cd，Cu，Pb and Ni were 8.19，0.11，26.08，24.82 and 29.07 mg/kg，respectively，There is little difference with Shanghai background value，which provides data support for Shanghai background value analysis and follow-up land development and utilization.

Key words：farmland soil;heavy metals;test and analysis

上海作為中國國際經濟、金融、貿易、航運、科技創新中心，隨著經濟不斷發展，工業現代化加速進行中，工業發展帶來的環境問題也日益突出，城市以及周邊郊區環境造成嚴重環境污染情況。在工業發展進程中場中，農田土壤在周邊工業企業的影響下對造成重金屬富集，從而影響農作物的生產情況，進而影響農作的產量，甚至對食用農作物的動物以及人類造成健康危害。因此在分析對上海市不同區域的農田土壤中重金屬濃度分析是十分緊迫和必要的，同時為后續上海市背景值分析提供數據支撐

1 樣品采集

參照《建設用地土壤污染狀況調查技術導則》（HJ 25.1-2019）規范，在各個市區選取具有代表性的農田區域，采用系統布點法，選取具有代表性的點位進行采樣。使用美國Geoprobe 7822DT雙套管無擾動取樣專業鉆探設備進行土壤樣品采集，采樣深度設計為6.0 m，記錄土壤類型、是否存在污染跡象等，同時，采用土壤氣體檢測器（PID）對取出的土壤進行初步篩選，以判斷土壤中是否有揮發性污染物，用XRF檢測土壤重金屬的濃度，來判斷土壤是否受重金屬污染。從每個土壤監測點至少采集3個不同深度的土壤原狀樣品，包括表層土壤（0～0.5 m）、下層土壤（表層土壤底部～地下水水位以上）及飽和帶土壤（地下水位以下）樣品。根據現場觀察和XRF、PID讀數來選擇土樣用作實驗室分析。現場篩選出的土壤樣品轉移至放有冰排的保溫箱中低溫避光保存并盡快送至實驗室進行預處理和分析檢測。

2 測試方法

（1）砷

檢測方法參照《土壤和沉積物12種金屬元素的測定王水提取-電感耦合等離子體質譜法》（HJ 803-2016），測試儀器為電感耦合等離子體質譜儀Agilent 7900;

（2）鉛、鎘

檢測方法參照《土壤質量 鉛、鎘的測定 石墨爐原子吸收分光光度法》（GB/T 17141-1997）測試儀器為原子吸收光譜儀ThermoFisher iCE3500;

（3）銅、鎳

檢測方法參照《土壤和沉積物 銅、鋅、鉛、鎳、鉻的測定 火焰原子吸收分光光度法》（HJ 491-2019）測試儀器為原子吸收光譜儀ThermoFisher iCE3500。

3 農田土壤重金屬區域分析

采集的農田土壤樣品經過檢測和匯總分析后，可針對各個行政區重金屬背景情況進行分析，同時于上海和國家土壤中重金屬的背景值進行比對，可判斷各個不同行政區在城市發展進程中重金屬情況是否有積累情況，為上海市背景值分析和后續土地開發利用提供數據支撐，對城市發展建設規劃有著深刻的意義。

1、農田土壤中砷的區域分析

土壤中砷的來源主要為工業源和農業源，砷經常以伴隨元素的方式存在于多種重金屬礦中，在采礦或冶煉區周邊，所排放的廢水、廢氣中砷的含量無疑更高，這些隨工業“三廢”排放到農田的砷，是導致農田砷超標的重要原因。一些生活污水、廢棄物及醫學藥物中也常含有一定量的砷，這些物質的隨意丟棄也在一定程度上增加了農田中砷的累積風險。

由圖1可知，除金山區和青浦區，其他4個區的土壤砷含量普遍低于上海背景值[1]和國家背景值[2]，金山區農田區域砷的平均含量達11.51 mg /kg，超過上海土壤環境背景值的28.54%，接近于國家背景值。青浦區農田區域砷的平均含量為9.26 mg /kg，接近上海土壤環境背景值，低于國家背景值。6個區分析樣品砷的平均濃度為8.19 mg /kg，與上海土壤環境背景值接近。

2、農田土壤中鎘的區域分析

土壤鎘污染主要來源于大氣中鎘的沉降，農藥、化肥和塑料薄膜使用，污水灌溉，污泥施肥，含重金屬廢棄物的堆積，金屬礦山酸性廢水污染等。

由圖2可知，金山區、青浦區、松江區、閔行區和浦東新區土壤鎘的含量普遍低于上海背景值，接近于國家背景值，寶山區農田區域鎘的平均含量達0.18 mg /kg，超過上海土壤環、境背景值的33.26 %，高于國家背景值80%。青浦區農田區域鎘的平均含量為9.26 mg /kg，接近上海土壤環境背景值，低于國家背景值。松江區農田區域鎘的平均含量最低，為0.06 mg /kg，低于上海土壤環境背景值和國家背景值。6個區分析樣品鎘的平均濃度為0.11 mg /kg，與上海土壤環境背景值接近。

3、農田土壤中銅的區域分析

銅是人體健康不可缺少的微量營養素，對于血液、中樞神經和免疫系統，頭發、皮膚和骨骼組織以及腦、肝和心等內臟的發育和功能都有重要影響。銅鋅礦的開采和冶煉、金屬加工、機械制造、鋼鐵生產、塑料電鍍銅化合物生產等產生的銅化合物，可能造成銅的污染情況。

由圖3可知，金山區、松江區和浦東新區土壤銅的含量明顯高于上海背景值和國家背景值，金山區、松江區和浦東新區農田區域銅的平均含量達31.55 mg /kg、31.86 mg /kg和27.00mg /kg，分別超過上海土壤環境背景值的34.26 %、35.58%和14.89%，分別高于國家背景值39.60%、40.98%和19.47%。6個區分析樣品銅的平均濃度為26.08 mg /kg，與上海土壤環境背景值接近。

4、農田土壤中鉛的區域分析

鉛是一種對人體危害極大的有毒重金屬，因此鉛及其化合物進入機體后將對神經、造血、消化、腎臟、心血管和內分泌等多個系統造成危害，若含量過高則會引起鉛中毒。隨著工業市場的迅速發展，鉛被廣泛應用到各行各業，鉛對環境的污染越來越重，對人體的健康危害也越來越大。在金屬礦床開發、城市化建設、固體廢棄物堆積、交通過程中尾氣排放和輪胎磨損以及為提高農業生產，施用化肥、農藥、污泥和污水灌溉過程中，都可以使鉛在土壤中大量積累。

由圖4可知，除寶山外，其他5個區土壤的鉛的濃度均高于上海背景值，其中僅松江和浦東新區土壤的鉛的濃度高于國家背景值，松江區和浦東新區農田區域鉛的平均含量達27.6 mg /kg和27.5 mg /kg，分別超過上海土壤環境背景值的29.39 %和29.11 %，與國家背景值接近。6個區分析樣品銅的平均濃度為24.82 mg /kg，與上海土壤環境背景值接近。

5、農田土壤中鎳的區域分析

鎳最重要的特點就是能與其他金屬形成合金以提高金屬材料的強度、耐高溫性和耐腐蝕性，因而被廣泛應用于生產工業機械和精密電子儀器、冶金和電鍍等領域。土壤中Ni的人為來源主要是金屬礦產的開采、金屬的冶煉、化石燃料的燃燒、農藥和化肥的施用、車輛廢氣排放、房屋拆遷廢物的處理、垃圾的堆放與焚燒、大氣沉降等。另外，生活和工業產生的污水、污泥可能攜帶Ni，而后被用作農業生產過程中的灌溉水及肥料。

由圖5可知，松江和浦東新區土壤的鎳的濃度高于上海背景值和國家背景值，松江區和浦東新區農田區域鉛的平均含量達38.59 mg /kg和35.00 mg /kg，分別超過上海土壤環境背景值的23.72%和12.22 %，超過國家背景值43.45%和30.11%。6個區分析樣品鎳的平均濃度為29.85 mg /kg，與上海土壤環境背景值接近。

4結語

在上海六個區農田土壤采樣，分析Cd、Cu、Pb和Ni的土壤樣品濃度，得到As、Cd、Cu、Pb和Ni的平均濃度分別為8.19、0.11、26.08、24.82和29.07mg/kg，與上海背景值差異較小，通過與上海市土壤背景值和國家土壤背景值對比分析為后續土地開發利用提供數據支撐，作為參考數據。

參考文獻：

[1]龐金華. 上海郊縣土壤和農作物中金屬元素的污染評價. 植物資源與環境，1994，8（1）：20-26;

[2]陳秀端.中國城市土壤重金屬空間分布與污染研究[J].環境科學與技術，2011，S2：60-65.

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