吳桂萍，黃 慧，唐太平

(1中南民族大學(xué) 環(huán)境工程與科學(xué)研究所，武漢430074；2 湖北省黃石市環(huán)境保護(hù)研究所，黃石 435000)

土壤重金屬污染是當(dāng)今最主要的環(huán)境問題之一，城市中通過交通運輸、工業(yè)排放、市政建設(shè)和大氣沉降等造成土壤重金屬污染越來越嚴(yán)重[1-4].由于重金屬具有生物富集性，并能通過生物鏈轉(zhuǎn)移，直接或間接地威脅和危害人體健康，對各類土壤重金屬污染分析與評價已引起廣泛關(guān)注[5-7].在城市開展工業(yè)區(qū)周邊土壤重金屬污染調(diào)查和監(jiān)測，對保護(hù)人類健康和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義.本研究為了解土壤重金屬污染現(xiàn)狀，對武漢一面積約20000m2閑置擬建工業(yè)廠房用地的土壤取樣分析，為后續(xù)工廠生產(chǎn)活動和土壤環(huán)境質(zhì)量評價提供依據(jù).

1 材料與方法

1.1 土樣采集

依據(jù)《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T166-2004)，在武漢市漢陽區(qū)的某一工業(yè)用空地上采用梅花布點方式布設(shè)采樣點13個，分別采集土壤表層0～20cm和次表層20～50cm的土壤樣品共26個，經(jīng)室內(nèi)自然風(fēng)干去除殘渣、磨碎、過100目篩，保存于塑料瓶中備用.

1.2 分析方法

(1) 土壤pH的測定：參照《森林土壤pH值的測定》(GB7859-1987)；(2)土壤有機質(zhì)的測定：參照《土壤有機質(zhì)測定法》(GB8834-1988)；(3)土壤重金屬的測定：參照《土壤質(zhì)量鉛、鎘的測定石墨爐原子吸收分光光度法》(GBT17141-1997)，準(zhǔn)確稱取0.2g土壤樣品，于聚四氟乙烯坩堝中，在電熱板上加HNO3-HF-HClO4消解、定容，用火焰原子吸收分光光度法測定Cu、Zn、Cr、Co、Mn、Pb 6種重金屬的含量.

1.3 評價方法

1.3.1 單因子污染指數(shù)法

表1 湖北省土壤重金屬背景值

1.3.2 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法

表2 土壤綜合污染指數(shù)評價標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與討論

2.1 土壤pH值

土壤pH值是土壤酸堿度指標(biāo)，是土壤基本性質(zhì)和肥力的重要影響因素之—.它直接影響土壤養(yǎng)分的存在狀態(tài)、轉(zhuǎn)化和有效性，進(jìn)而影響植物的生長發(fā)育，與諸多土壤理化分析項目的方法和結(jié)果密切相關(guān)，是審查其他項目結(jié)果的一個依據(jù).檢測采集的26個土壤樣品pH值，均在5.3～8.2范圍內(nèi)，平均值為6.8.其中5個pH值小于6，1個pH值大于8.可見，此片土壤整體上呈中性.

2.2 土壤有機質(zhì)

土壤的有機質(zhì)含量作為土壤肥力水平高低的一個重要指標(biāo)，它不僅是土壤各種養(yǎng)分特別是氮、磷的重要來源，而且對土壤理化性質(zhì)如結(jié)構(gòu)性、保肥性和緩沖性等有著積極的影響.26個土樣中土壤有機質(zhì)的平均體積比為0.71 %，最大值為1.56 %，最小值0.16 %，說明土壤中的有機質(zhì)含量整體偏低，屬極低范圍.

2.3 土壤中重金屬含量狀況

測定研究區(qū)域26個土壤樣品中6種重金屬含量，每個土壤樣品分為0～20cm(表層)和20～50cm(次表層)，結(jié)果見表3.

表3 武漢某工業(yè)用地土壤重金屬含量

由表3可見，表層(0～20cm)土壤樣品中的重金屬Cu、Zn、Cr、Pb、Mn、Co的平均值分別為27.08，198.68，67.95，18.72，525.50，69.44 mg/kg.變異系數(shù)反映各個樣點的變異程度，其中Cr的變異系數(shù)最大，為64.57 %； Co的變異系數(shù)最小，為15.12 %，各金屬元素含量的變異系數(shù)由小到大的排列為Co

次表層(20～50cm)土壤樣品中的重金屬Cu、Zn、Cr、Pb、Mn、Co的平均值分別為25.82，210.19，65.68，19.67，528.99,68.92 mg/kg.各金屬元素含量的變異系數(shù)由小到大排列為Co

比較表層土壤和次表層土壤中重金屬的含量，兩層土壤中各種重金屬含量差別不大，在垂直分布上未呈現(xiàn)特定規(guī)律.所有26個樣品中Cu、Zn、Pb和Cr的含量均遠(yuǎn)小于《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995)三級標(biāo)準(zhǔn).與中國土壤背景值比較，6種金屬元素含量平均值中只有Pb和Mn的含量偏低，Cu和Cr略微超標(biāo)，而Zn和Co的含量分別為204.44 mg/kg和69.18 mg/kg，是中國土壤背景值的2.76倍和5.45倍，與湖北省土壤背景值比較，6種元素中有4種偏低， Zn和Co的含量超標(biāo).說明該土壤區(qū)域中受到Zn和Co的污染.

2.4 土壤重金屬污染評價

以湖北省土壤背景值作參比，計算出26個土壤樣品中6種重金屬的單因子污染指數(shù)值，見表4，各采樣點重金屬單因子污染指數(shù)分布情況見表5.

表4 重金屬單因子污染指數(shù)

表5 污染指數(shù)值分布表

由表4可見，該工業(yè)用地土壤重金屬Co污染最嚴(yán)重，單項污染指數(shù)為4.49，其次為Zn，單項污染指數(shù)為2.45，而Pb、Mn、Cr、Cu的單項污染指數(shù)平均值均小于1，分別為0.72、0.74、0.78和0.86.各種重金屬元素變異系數(shù)Cr 最大，Pb次之，Co最小.

由表5可見，26個樣本中，未受Pb、Cu、Mn、Cr污染的樣本數(shù)分別為23、20、24、24個；26個樣本全部受到Co的重污染；5個樣本受Zn的重污染，12個樣本受Zn的中污染，9個樣本受Zn的輕污染.故土壤中的Co和Zn污染比較嚴(yán)重，其中Co污染最重，是主要的污染因子，土壤全部樣品中的Co的含量均超過湖北省土壤背景值，單項污染指數(shù)為3.68～6.63；Zn為次要污染因子,單項污染指數(shù)為1.50～3.85；基本未受到Pb、Cu、Mn、Cr的污染.雖然大多數(shù)的重金屬都屬于未污染水平，但由于Co的單項污染指數(shù)較高，導(dǎo)致綜合污染指數(shù)值較高，為3.39，屬于重污染.因城市土壤重金屬污染程度與研究區(qū)的城市規(guī)劃布局、工業(yè)生產(chǎn)活動等有關(guān)[11]，該工業(yè)用地處于武漢市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，周圍工廠眾多、交通繁忙，是導(dǎo)致該工業(yè)用地重金屬污染的主要原因，但其主要污染因子Co和Zn的污染來源還有待進(jìn)一步的研究.

3 結(jié)論

(1)土壤整體呈pH中性，土壤中的有機質(zhì)含量偏低，屬極低范圍.

(2)表層(0～20cm)土壤樣品中的重金屬Cu、Zn、Cr、Pb、Mn、Co的含量平均值分別為27.08，198.68，67.95，18.72，525.50，69.44 mg/kg.次表層(20～50cm)土壤樣品中的重金屬Cu、Zn、Cr、Pb、Mn、Co的含量平均值分別為25.82，210.19，65.68，19.67，528.99，68.92 mg/kg.兩層土壤中各種重金屬含量差別不大，含量在垂直分布上未呈現(xiàn)特定規(guī)律.

(3)以湖北省土壤背景值為評價標(biāo)準(zhǔn)，該工業(yè)用地土壤重金屬主要污染因子為Co，其次是Zn，Pb、Mn、Cr、Cu未超過湖北省土壤背景值.綜合污染指數(shù)為3.39，屬于重度重金屬污染.

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