珠海市農用地土壤重金屬污染情況調查

林榮譽　蘇結雯　吳　靈

（1北京理工大學珠海學院材料與環境學院廣東珠海5190002北京理工大學珠海學院廣東珠海519000）

珠海市農用地土壤重金屬污染情況調查

林榮譽1蘇結雯1吳靈2*

（1北京理工大學珠海學院材料與環境學院廣東珠海5190002北京理工大學珠海學院廣東珠海519000）

文章采用電感耦合等離子體發射光譜法對珠海市基本農田規劃區的土壤樣品進行測定分析，主要研究土壤pH值以及土壤中銅、鋅、鉛、鎘、鉻、鎳、汞、砷八種重金屬污染情況，對研究區域的土壤進行質量評價和潛在生態危害評估。進而獲得珠海市農田土壤重金屬污染基本狀況，并為往后的土壤修復相關技術研究提供參考。研究發現有7%的土壤處于中污染狀態，53%的土壤處于輕污染狀態。珠海市基本農田規劃區土壤均處于輕微生態危害。

珠海市；基本農田；重金屬；污染分析

隨著社會的快速發展，人類環境受到不同程度的污染、破壞。環境水體質量下降，空氣污染加重，氣候狀況異常不斷，這都是非常直觀的環境惡化現象。而土壤的污染雖是無形的，其危害卻是最強的，土壤安全是“菜籃子”、“米袋子”、“水缸子”的保障[1]。近日，常州外國語學校環境污染問題突出，土壤污染風險大，危害強，治理難。2014年《全國土壤污染狀況調查公報》指出，全國土壤質量令人堪憂；農田點位超標率達19.4%[2]。土壤污染不僅影響著生態環境，更重要的是耕地土壤受污染還對糧食安全造成影響。在2016年“十三五”規劃上，土壤污染修復治理正式出臺，《土壤污染防治行動計劃》也有望在今年6月正式出臺實施。

1　材料與方法

1.1樣品采集

本研究的采樣時間為2015年11月31日～2015年12月1日，天氣晴。根據《農田土壤環境監測技術規范》（NY/T 395-2000）、《土壤環境監測技術規范》（HJ/T166-2004）制訂土壤污染采樣分析方案。采樣點范圍覆蓋珠海市規劃的10塊基本農田區域，按區域面積大小所占權重設置15個采樣單元，采樣單元所在地均用GPS準確定位。每個采樣單元根據現場地形選擇合適的布點方法分5個點位采集，每個點位的深淺層分別采集大約1kg樣品，共計150個土壤樣品。采樣點位如表1所示。

表1　采樣點位

1.2樣品處理與測定

采用電感耦合等離子體發射光譜儀測定土壤樣品中的Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni、Hg、As。將采集到的土壤樣品自然風干后研磨、過篩，精確稱量0.2000g樣品進行消解。消解方法選用鹽酸-硝酸-高氯酸的三酸體系進行消解處理。另外稱量5.00g通過10目的尼龍篩的土壤加水攪拌1min、靜置溶出30min，用pH計測定土壤pH值。

2　結果與分析

2.1檢測分析的質量控制

本研究的樣品監測分析采取批量消解，ICP批量檢測的方式進行分析，各重金屬元素分析時的質量控制如下表2所示。

表2　分析測試質量控質（單位：ppm）

2.2土壤重金屬含量的檢測結果

對珠海市基本農田規劃區15個采樣單元的150個樣品的測定結果進行統計分析，結果見表3所示。從重金屬含量的角度看，土壤中除As、Cr、Ni、Pb、Hg外各重金屬元素的最大值均高于土壤二級標準值，點位超標率為Cd 60%、Cu 13%、Zn 27%?？v觀珠海市農田土壤中的重金屬污染狀況，Cd元素的污染占到了最大的污染分擔率35%，其次是Zn：18%，Ni:13%，Cu:10%，Cr：4%，Pb：3%。

表3　樣品測定結果統計

變異系數系指總體分析樣品中各采樣點位之間的平均變異程度。表3中除汞、砷的含量均未檢出不予考慮外，其余的6種重金屬元素的變異系數均大于1，屬于強變異性。說明土壤中的Cr、Cd、Cu、Ni、Pb、Zn等均在不同程度受到外在人為因素的影響?？臻g分異比較大的原因主要歸結為農田耕作過程中的使用了受過污染的廢水灌溉、過度施用農藥化肥以及農田附近的存在不規范生產的小工廠、小作坊等，受周邊環境污染，污染物最終轉移到土壤中累積。

2.3土壤重金屬累積程度分析

根據土壤土質類別分類，珠海市的土壤屬于赤紅壤的類別，查《中國土壤元素背景值》（1990年）可知，赤紅壤的重金屬元素背景值如表3所示。自1990年以來，珠海市經濟高速發展的同時，污染物不斷的積累到土壤中。根據統計結果，Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的污染累積指數均低于1，其中Cd的污染累積指數甚至超過10，說明20多年來土壤受到的污染物具有明顯的指向性，與工業發展的影響有明顯的相關性。

2.4土壤污染程度分析

土壤質量評價一般采用單項污染指數法以及綜合污染指數法進行綜合評定。根據表3統計結果可知，除Cd元素外，土壤中的其他重金屬元素的平均單項污染指數均小于1，未達到污染的程度；Cd元素的單項污染指數達到1.75，已然超標，含量最大的點位超標倍數高達2.9倍。珠海市土壤質量綜合污染指數為1.35，說明珠海市內的農用地土壤已有部分受到重金屬污染，土壤整體呈輕度污染狀態。更有各別研究地區綜合污染指數高達2.876，屬于中污染的級別。土壤質量不容樂觀，農田土壤耕種時如不引起重視，農作物也將受到一定程度的污染。

各監測點位間的綜合污染程度比較見圖1。

圖1　各監測點位間的綜合污染情況比較

2.5土壤潛在生態危害分析

雖然土壤中重金屬含量均高于該類土壤的背景值，具有明顯的污染物累積現象，但在實際的農田使用過程中，重金屬的全部含量均會被農作物所吸收富集，并且各種重金屬對人類健康的危害程度各不相同，各自具有不同的毒性系數（Tri）如下：As：10，Cd：30，Cr：2，Cu：5，Ni：5，Pb：5，Zn：1，Hg：40[3]。

各監測點位間的潛在生態危害程度比較見圖2。

圖2　12各監測點位間的潛在生態危害程度比較

對150個土壤樣品進行分析測定土壤pH值，珠海市農用地土壤普遍呈偏酸性，局部地區呈酸性，因此土壤中的重金屬較易解離，形成游離態形式存在，增加可被農作物吸收的概率，通過潛在生態危害系數綜合分析，各區域的潛在生態危害指數RI均不超過150，故珠海市農田土壤整體呈現輕微生態危害。

3　結語

如今隨著珠海市經濟迅速發展給農田土壤帶來較為明顯的污染，土壤中的Cd、Cu、Zn元素含量均有不同程度的超標，土壤中Cr、Cd、Cu、Ni、Pb、Zn受外界干擾顯著空間變異性大且具有污染物累積的跡象，造成這種的結局主要歸究于農田耕作過程中的使用了受過污染的廢水灌溉、過度施用農藥化肥以及農田附近的存在不規范生產的小工廠、小作坊等，受周邊環境的影響，污染物最終轉移到土壤中累積的緣故。目前珠海市農田土壤主要受Cd、Cu、Zn三類重金屬元素的污染，整體土壤質量不容樂觀。研究區域土壤污染狀況如表4所示。

表4　研究區域土壤污染狀況分析匯總

珠海市的基本農田中有7%的土壤處于中污染狀態，53%的土壤處于輕污染狀態。從土壤中污染物的潛在生態危害來考慮，珠海市農用地土壤呈偏酸性，局部地區呈酸性，在酸性環境下增加了農作物吸收污染物的概率，土壤整體呈現輕微生態危害。

綜上所述，珠海市農田土壤質量不容樂觀，若耕種時再不重視，農作物也將受到一定程度的污染，危害人們的身體健康。

[1]童克難.土不凈.民何安[N].中國環境報,2016,03,08（2）.

[2]國土資源部.環境保護部.全國土壤污染狀況調查公報[R].北京：環境保護部,2014.

[3]徐爭啟,倪師軍,張成江,等.潛在生態危害指數法評價重金屬毒性系數計算[J].環境科學與技術,2008,31（2）：112-115.

[4]徐友寧,張江華,趙阿寧,等.小秦嶺某金礦區農田土壤重金屬污染的潛在生態危害評價[J].地質通報,2008,27（8）：1272-1278.

林榮譽（1994—），男，廣東汕頭，本科，研究方向：環境工程。指導老師

吳靈（1970—），男，北京理工大學珠海學院材料與環境學院副院長，環境監測與分析化學副教授。