莆田市東圳水庫飲用水源一級保護區土壤重金屬現狀評價

莆田市環境監測中心站　金媛娟

莆田市東圳水庫飲用水源一級保護區土壤重金屬現狀評價

莆田市環境監測中心站金媛娟

為了解莆田市主要集中式飲用水源地周邊土壤重金屬污染狀況，2014年在東圳水庫一級保護區采集了5個土壤樣品，對土壤中pH、鎘、汞、砷、鉛、鉻、銅、鋅、鎳含量進行測定，并對其環境狀況進行相關分析、評價。結果表明，莆田市東圳水庫一級保護區土壤pH值范圍在4.82～6.28之間，全部偏酸性。土壤pH低的原因與大氣沉降、土壤本底值為酸性和土壤風化淋溶強烈有關。鎘、汞、砷、鉻、鋅、鎳均達到GB15618-1995《土壤環境質量標準》中表1的一級標準限值，鉛超標，但未超出二級標準限值。鉛超標可能是由于庫周土壤中鉛的背景值較高。2014年東圳水庫水質監測均未檢出鉛，說明庫水體未受到污染，因此作為飲用水水源是安全的。根據單項污染指數比較，土壤重金屬污染程度由重到輕排序為：Pb＞Zn＞Hg＞As＞Cd＞Ni＞Cr。

東圳水庫一級保護區土壤重金屬環境質量

重金屬作為一種持久性的有毒物，能在一定的條件下從土壤中遷移到植物和水生態系統中，并且通過飲用水和食物鏈的傳遞和富集作用影響到人類健康。因此，加強對土壤中重金屬的研究，特別是飲用水源地周邊土壤中重金屬的分析和評價十分必要。本文通過對東圳水庫一級保護區土壤調查，并依據2014年的監測數據，對其進行分析、評價。

1　調查方法

1.1調查點位基本情況

東圳水庫位于木蘭溪支流的延壽溪中游地帶的莆田市城廂區常太鎮，庫區周圍群山環繞，庫區為中、南亞熱帶海洋性季風氣候，多年平均氣溫17～20℃，多年平均降雨量1710～1970mm，屬于溫熱豐水區。庫區地帶性土壤以紅壤為主，土層淺薄，質地為粘壤至壤粘土，酸性，淋溶強。其植被為亞熱帶常綠闊葉林，資源豐富，主要有馬尾松、濕地松、枇杷、龍眼、柿子等經濟作物。水庫飲用水水源保護區劃分為一級保護區和二級保護區，一級保護區范圍為水庫環庫公路范圍內的水域和陸域（不含公路），二級保護區范圍為水庫的整個匯水流域（一級保護區范圍除外）。

本次調查選擇莆田市具有代表性的東圳水庫一級保護區區域，調查對象為旱地。采樣點設5個點位，具體見圖1。

1.2監測方法

按《土壤環境監測技術規范》（HJ/T166-2004）進行監測分析，監測內容為土壤pH、鎘、汞、砷、鉛、鉻、銅、鋅、鎳。

1.2.1樣品的采集和制備

在選定的采樣點，采集0～20cm處2kg表層土樣。采樣前GPS定位，拍攝照片。采到的土樣經過20目和100目尼龍網篩，分裝在磨口棕色玻璃瓶和聚乙烯塑料瓶中供分析測試用。

1.2.2樣品的測定

采用玻璃電極法（水土比為2.5：1）測定土壤pH，鉻、銅、鋅、鎳、鉛、鎘采用電感耦合等離子體發射光譜法測定，汞采用冷原子吸收分光光度法測定，砷采用原子熒光法測定［1］。

1.3評價標準

飲用水源地周邊土壤環境質量執行GB15618-1995《土壤環境質量標準》中表1的一級標準［2］。

表1　土壤環境質量標準值和福建省土壤環境背景值　（單位：mg/kg，pH除外）

1.4評價指數［4］

本次采用單項污染指數法評價，公式如下：

式中：Pi——單項污染指數；Ci——調查土壤中污染物的實測濃度；Sip——污染物的評價標準值或參考值。

根據Pi的大小，將土壤污染程度劃分為五級（詳見表2）。

2　結果與分析

2.1土壤重金屬含量分析結果

表2　單因子評價土壤環境質量評價分級

對研究區5個表層土壤樣品重金屬含量測定數據進行統計分析，土壤中各指標監測值范圍、平均值、標準差、超標點位統計結果見表3。

表3　2014年莆田市東圳水庫飲用水源地一級保護區土壤中重金屬含量監測結果統計（單位：mg/kg　pH除外）

表4　2014年莆田市東圳水庫飲用水水源地水質中重金屬監測結果［5］（單位：mg/L　pH除外）

2.2各重金屬元素含量與差異分析

從表3可以看出，東圳水庫飲用水源一級保護區中土壤全部偏酸性，pH值最小為4.82，最大為6.28。土壤pH低的原因與大氣降水、土壤本底值為酸性和土壤風化淋溶強烈有關。莆田市環境監測中心站自動室在東圳水庫和本站樓頂設2個酸雨采樣點，依據《2014年度莆田市環境質量報告書》，莆田市2014年大氣降水pH均值為4.86，酸雨頻率為63.2%，最低pH值為4.07，與2013年相比，降水酸雨污染程度基本保持穩定［6］。酸性成分的巖石發育的土壤呈酸性。濕潤多雨的山區，巖石風化產生的一、二價陽離子組成鹽類大量被淋失，剩下的三價鐵鋁等化合物尤其是鋁的氧化物及其鹽類在水中水解產生氫離子，致使土壤變酸。各重金屬的濃度大小順序依次為：Zn＞Pb＞Cr＞Cu＞Ni＞As＞Hg＞Cd。從鎘、汞、砷、鉛、鉻、銅、鋅、鎳八項重金屬元素濃度監測結果統計標準差來看，離散程度均不高，各點位監測因子濃度差異不大。土壤中鉛數據超出了GB15618-1995《土壤環境質量標準》中表1的一級標準限值，但未超出二級標準限值。鉛超標可能是由于庫周土壤中鉛的背景值較高。從表4可以看出，東圳水庫水質監測結果鉛均未檢出，說明庫水體未受到污染，因此作為飲用水水源是安全的。鎘、汞、砷、鉻、鋅、鎳各樣本中均未超出GB15618-1995《土壤環境質量標準》中表1的一級標準限值，因本次調查的對象為旱地，銅沒有對照標準，故不對其進行分析評價。

對照福建省紅壤環境背景值，各測點的鉛濃度均高于背景值，鎘、砷濃度部分高于背景值，富集程度略突出，其余項目均低于背景值。這與母巖母質發育的土壤元素有關。土壤環境背景值揭示了當前土壤是否有污染物進入臨界點，對超過土壤背景值的土壤可以予以警示并及早給予關注，從而控制污染源。

2.3莆田市主要飲用水源地周邊土壤污染質量評價

從表5可以看出，以GB15618—1995土壤環境質量標準一級標準計算的單項污染指數平均值中，鉛超過1.0，含量Ⅱ等級，屬于輕微污染。鎘、汞、砷、鉻、銅、鋅、鎳均未超過1.0，未受到污染。單因子污染指數由大到小的順序是：Pb＞Zn＞Hg＞As＞Cd＞Cu＞Ni＞Cr。

表5　東圳水庫周邊土壤重金屬單因子污染指數

3　結論

（1）對莆田市東圳水庫一級保護區土壤監測分析結果表明，水庫一級保護區周邊土壤pH值范圍在4.82～6.28之間，全部偏酸性。土壤pH低的原因與大氣降水、土壤本底值為酸性和土壤風化淋溶強烈有關。鎘、汞、砷、鉻、鋅、鎳均達到GB15618-1995《土壤環境質量標準》中表1的一級標準限值，鉛超標，但未超出二級標準限值。鉛超標可能是由于庫周土壤中鉛的背景值較高。但東圳水庫水質監測結果鉛均未檢出，說明庫水體未受到污染，因此作為飲用水水源是安全的。

（2）對照福建省紅壤環境背景值，各測點的鉛濃度均高于背景值，鎘、砷濃度部分高于背景值，其余項目均低于背景值。這與母巖母質發育的元素較高有關。

（3）根據單項污染指數比較，土壤重金屬污染程度由重到輕排序為：Pb＞Zn＞Hg＞As＞Cd＞Cu＞Ni＞Cr。

（4）在東圳水庫飲用水源保護區內實施發展生態公益林，努力恢復森林生態系統。在一級保護區內加快居民點搬遷工程，建設庫濱帶，完善水生生態系統，凈化水質。

（5）建立莆田市主要飲用水源地周邊土壤監測系統網絡，定期開展主要飲用水源地周邊土壤環境監測，建立系統的檔案資料，逐步建立起監測與評價體系［6］，從而切實提高莆田市主要飲用水源地周邊土壤環境管理提供技術支撐的能力。

［1］魏復盛，寇洪茹，洪水皆.水和廢水監測分析方法［M］.北京：中國環境科學出版社，2002.

［2］夏家淇，蔡道基，夏增祿，等.土壤環境質量標準，GB15618—95［S］.北京：國家環境保護局，1995.

［3］劉用清.福建省紅壤元素背景值研究［J］.福建農業科技，2007（6）：59-61.

［4］邵學新，吳明，蔣科毅.西溪濕地土壤重金屬分布特征及其生態風險評價［J］.濕地科學，2007，5（3）：253-259.

［5］莆田市環境保護局.莆田市環境質量報告書.2014.

［6］陳斌，王業耀，何立環，等.農村環境監測與評價技術進展［M］.北京：中國環境科學出版社，2013.