沈志遠(yuǎn)

(成都理工大學(xué) 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(fā)展的基礎(chǔ)伴隨著我國(guó)城市化和工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn),土壤環(huán)境受到污染,重金屬就是常見(jiàn)的污染因子之一。土壤中富含動(dòng)植物生長(zhǎng)所需要的所有元素，但也存在著許多對(duì)動(dòng)植物有害的元素，這些有害元素不僅影響動(dòng)植物的生長(zhǎng)，而且過(guò)多的攝入將可能導(dǎo)致動(dòng)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(guān)重要。而湖北省內(nèi)多個(gè)城市蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)資源,是我國(guó)重要的采礦、冶金的工業(yè)基地。礦冶生產(chǎn)為該省經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)了巨大利益的同時(shí),也對(duì)環(huán)境造成了極大污染。今以湖北某典型礦冶城市為研究區(qū)域,在獲取重金屬空間分布的基礎(chǔ)上,采用單因子指數(shù)法評(píng)價(jià)重金屬污染狀況,采樣測(cè)試了As、Cd、Pb、Cu等4種元素的含量,評(píng)價(jià)土壤重金屬元素的超標(biāo)程度,為當(dāng)?shù)氐耐寥乐亟饘傥廴痉揽毓ぷ魈峁?shù)據(jù)參考。

一、材料與方法

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

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

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

二、測(cè)試結(jié)果與評(píng)價(jià)

(一)研究區(qū)土壤重金屬元素Cd、Pb、Cu、Zn數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特征見(jiàn)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(guó)背景值、湖北背景值，而且均以數(shù)倍大于各個(gè)背景值，說(shuō)明當(dāng)?shù)赝寥赖腃d的污染程度嚴(yán)重超標(biāo)，除自然來(lái)源以外，還有嚴(yán)重的人為因素的污染，應(yīng)進(jìn)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(guó)背景值、湖北背景值，且程度輕微，說(shuō)明當(dāng)?shù)赝寥赖腃u的污染屬于輕微污染程度，除自然來(lái)源外，還有一定的人為因素，也應(yīng)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(guó)背景值、湖北背景值，且污染程度屬于中等，除自然來(lái)源以外，也有一定的人為因素污染，應(yīng)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(shù)統(tǒng)計(jì)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(shù)評(píng)價(jià)。單因子污染指數(shù)法是直接通過(guò)元素含量與自然背景值作比較來(lái)評(píng)估重金屬污染程度，是國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行土壤單一重金屬污染評(píng)價(jià)普遍使用的方法，也是中國(guó)綠色食品發(fā)展中心推薦的評(píng)價(jià)方法之一，計(jì)算公式為：

Pi為元素i的污染指數(shù)；Ci為元素i的實(shí)測(cè)值；Si為元素i的背景值。單因子污染指數(shù)法計(jì)算簡(jiǎn)單，評(píng)價(jià)結(jié)果能直觀反映土壤的污染情況。背景值選取國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)《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(shuō)明該地區(qū)應(yīng)該重視其當(dāng)?shù)氐耐寥绬?wèn)題，以及不應(yīng)再繼續(xù)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(shuō)明該地區(qū)的Cu含量屬于一定的污染程度，也應(yīng)該引起相關(guān)地方政府的注意和加強(qiáng)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(shuō)明該地區(qū)的Zn的含量屬于較為嚴(yán)重的污染程度，應(yīng)和Cd采取相同的措施進(jìn)行管理。早、晚稻土壤樣品中Pb的屬于輕度污染～中度污染，說(shuō)明該地區(qū)Pb的含量屬于一定的污染程度，應(yīng)和Cu采取相同的措施進(jìn)行管理。

表3 單因子評(píng)價(jià)法污染等級(jí)劃分

表4 重金屬元素單因子指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果表

三、結(jié)論

(1)重金屬元素Cd、Pb、Cu、Zn的含量均大于世界背景值、中國(guó)背景值、湖北背景值，說(shuō)明該地區(qū)屬于重金屬污染地區(qū)，且程度較為嚴(yán)重。(2)其中經(jīng)過(guò)單因子指數(shù)評(píng)價(jià)分析可知，Cd、Zn屬于嚴(yán)重污染程度，應(yīng)該加以治理并且建議做好企業(yè)的環(huán)境管理工作,控制污染源。(3)稻米的污染問(wèn)題一直以來(lái)是備受關(guān)注的食品污染問(wèn)題，希望當(dāng)?shù)卣谧龊糜行У闹卫硪酝猓矐?yīng)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。