農田土壤重金屬污染情況監測分析及防治策略①

姚洋

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2016.18.061

摘 要：該文將選取我國某地部分農田土壤對其中富含的汞、銅以及鉛等重金屬元素進行檢測分析。通過內梅羅綜合指數法及Hakanson潛在生態風險指數法對土壤中的重金屬污染狀況及當地農田土壤中潛存的生態風險進行評估。

關鍵詞：農田土壤 重金屬污染 監測分析 防治

中圖分類號：D922.68 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）06（c）-0061-02

重金屬元素種類多、污染危害大、污染過程隱蔽及污染結果不可逆性，因此使農田土壤重金屬污染防治成為我國農業發展的重點。

1 農田土壤重金屬污染監測分析概況

此文所選試驗區為我國某地一典型的農業城市，在該試驗區內隨機選取9個不同自然村，設置75個隨機數據采樣點進行分析采樣。通過對角線布點方式對2～20 cm內的農田土壤進行采樣分析。在檢測分析中需將地表土壤中的根系植物及相關礫石等雜物清理干凈，并保證土壤土質均勻。通過四分技術稱量1 kg土壤裝入試驗袋送農業實驗室檢測分析[1]。

2 農田土壤重金屬污染情況檢測分析

在實驗室檢測分析前，先將所選取的土壤樣品自然風干并碾碎，先后分別經過20目與100目的尼龍篩篩選，然后利用比例為1∶1的王水進行消解，對樣品農田土壤中的As元素和Hg元素進行測定。隨之采用HCl-HNO3-HClO4-HF對土壤進行消解后，對其中富含的Ni元素、Cu元素及Cr元素和Pb元素、Zn元素等重金屬元素的實際含量進行測定。在檢測過程中，分別采用火焰原子吸收分光光度法和石墨爐原子吸收分光光度法測定樣品土壤中的Cu、Zn、Cr、Ni等重金屬元素的實際含量及Pb、Cd元素的實際含量，采用原子熒光法科學測定樣品土壤中Hg及As元素的實際含量[2]。

3 農田土壤重金屬污染情況風險評估

此文通過對農田土壤重金屬分析過程中使用的內梅羅綜合污染指數分級標準進行分析發現，當P值逐漸增大時，表明該地農田土壤重金屬污染情況逐漸變得嚴重。因此，在具體分析評估中，此文利用以下評估計算公式進行指數分析：

其中，在上述公式中，梅羅綜合污染指數采用PN表示，該農田土壤中重金屬i的單項污染指數采用Pi表示，其主要表示該農田土壤檢測樣品中重金屬i的實測含量與其評價參考指標之間的比值。通過研究發現，這種污染綜合評估方式可有效提高該農田土壤中污染相對嚴重的重金屬元素的計算權值。這種評估計算方式的優點是可對數據分析計算結果進行控制與調整，從而使數據分析結果更加客觀、準確地反映該地塊中重金屬污染實際狀況，同時也可從總體數據變化趨勢中看出污染農田土壤中污染程度嚴重的重金屬元素。此文在梅羅綜合污染指數模型的計算分析基礎上，通過單項污染指數法模型經過計算，從而獲得該地區農田土壤中重金屬污染元素的單項污染參數。

通過上述數據評估可知，該地農田土壤中重金屬元素的實際含量均超標，其中Cu元素超標現象最嚴重，為70%，其他部分重金屬元素的實際含量均較低。

當土壤中重金屬污染物質量、擴散系數相同時，重金屬元素瞬時點污染源的擴散范圍隨時間增加而擴大。而當污染物擴散質量、時間相同時，重金屬污染物的擴散系數越大，擴散范圍將越大，污染源濃度也會不斷降低。因此，文章通過數據分析以及模型分析，最終認為該農田土壤中重金屬污染源擴散濃度在二維空間上符合正態分布變化規律，其污染的具體概率密度函數可表達為[3]：

4 監測分析結果及風險防治對策

綜上風險評估可知，該市農田中Cr元素及Cd元素和Cu元素及Pb元素等幾種重金屬元素的實際含量均超出該地農田土壤的背景值，但該地農田土壤中Hg、As、Cu、Pb、Zn、Cr等幾種不同重金屬元素的平均含量值遠遠低于我國現階段《農田土壤環境質量監測標準》中的相關要求。

文章通過內梅羅污染指數法對該地區農田土壤中重金屬元素進行污染評價分析，最終通過采樣檢測，實驗數據結果表明，不同采樣點所檢測的Hg、As、Cu、Pb、Zn、Cd、Ni 和Cr等8種不同重金屬元素實際含量從大到小依次為Ni>As>Cd>Cu>Cr>Zn>Pb>Hg。因此，經過綜合評估，最終得出結論，該地區農田土壤中所含重金屬元素較少，屬于潛在微生態污染風險。

對此，結合這一試驗結果，當地政府部門及相關環保部門應建立、健全農田土壤防治的相關法律法規。首先，需推動有機食品生產加工場地建設；其次，在發展農業經濟過程中，要大力開展農田水利灌溉，并對生活與農業用水的水質狀況進行監測預警。除此之外，要積極按照當地農田土壤的實際屬性及氣候狀況、農作物具體生長發育特點，對農業肥料及農藥等進行質量檢驗，保證其使用量及質量標準達到國家相關安全使用標準。

5 結語

研究結果表明，當地農田土壤中富含的8種常見重金屬元素的平均含量均低于我國土壤環境質量評價標準中的二級標準水平。但在檢測分析過程中卻發現鉛及銅、汞等4種重金屬元素的實際含量明顯超過當地土壤背景值。但文章通過模擬試驗認為，盡管上述相關重金屬指標超過了農田土壤中污染物的實際含量標準，但該農田土壤中重金屬污染源擴散濃度在二維空間上符合正態分布變化規律，并不會對當地生態環境造成嚴重威脅。綜上兩種不同評估方式，我國某地農田土壤存在潛在輕度生態風險，因此該地農業部門應對此現象引起高度重視，同時需采取科學的措施進行污染風險防治。

參考文獻

[1] 陳平，翟超英，程潔.日本農田土壤環境質量監測綜述[J].環境與可持續發展，2016（1）：117-123.

[2] 張小敏，張秀英，鐘太洋，等.中國農田土壤重金屬富集狀況及其空間分布研究[J].環境科學，2014（2）：692-703.

[3] 田慶春，楊太保，石培宏，等.白銀市土壤重金屬污染源分析及防治措施[J].中國環境監測，2012（6）：40-45.