金屬制品企業周邊的土壤Pb和Cd含量測定及其污染風險評價

葉珂彤 刁銀軍

摘要：目的 測定浙江省金華市某金屬制品企業周邊土壤中鎘（Cd）和鉛（Pb）的含量并進行污染指數分析。方法 金屬制品企業周邊的土壤采用網格法設置采樣點，每次土壤采集量不少于500g，石墨爐原子吸收法檢測 Pb 和 Cd 元素，采用單因子污染指數法和內梅羅綜合污染指數法對土壤中Pb、Cd的污染狀況進行評價。結果 金屬制品企業周邊土壤中Pb、Cd的平均值分別75.65mg /kg、 0.88mg /kg，以浙江省土壤環境背景值作為標準，Pb、Cd的平均值分別為背景值的1.49倍、3.68倍，Cd 元素的單因素風險指數值為2.7，屬于輕度污染;內梅羅綜合指數中，Cd元素的P值為4.45，屬于重度污染。結論 金屬制品企業周邊的土壤Pb和Cd均有不同程度的污染，建議相關部門加大對土壤的綜合整治與修復。

關鍵詞：金屬制品企業;重金屬;污染指數法;污染風險評價

金屬元素與人體健康密切相關，許多重金屬在人體內可能會對人的身體健康造成一定的危害，如鉛、鎘等[1]。鉛、鎘等是土壤中普遍存在，并且過量后會對土地造成危害較大的主要污染物，并且在人體內過量會造成嚴重損傷[2]。鉛是可在人體和動物組織中蓄積的有毒金屬，通過呼吸道、消化道進入人體，損害人體的血液系統、消化系統，對兒童危害更大，主要毒性效應是導致貧血癥、神經機能失調和腎損傷，是我國實施排放總量控制的指標之一。鎘對于人來說毒性很大，可在人體內蓄積，主要蓄積在腎臟，引起泌尿系統的功能改變[3]?；すS附近的重金屬污染較其他地區來說相對嚴重，土壤一旦被鉛、鎘污染，在短時間內很難消除，因而監測土壤中的鉛、鎘并且對于相關的治理很重要[4-5]。采用非火焰原子化系統，其原子化效率高，靈敏度高，可以測定樣品中某些含量較低元素，如鉛、鎘等。本研究金屬制品企業周邊土壤中鎘（Cd）鉛（Pb）重金屬元素含量，評估該區域土壤中鉛、鎘風險，為管理部門制定風險控制措施提供依據。

1 儀器與材料

1.1儀器

900Z 石墨爐原子吸收光譜儀：美國PE公司;美國 Milli-Q超純水系統;BSA2202S電子天平（德國賽多利斯）。

1.2 試劑

硝酸（德國merk）;Cd、Pb混標準溶液購于國家有色金屬及電子材料分析測試中心，濃度均為 1000 μg·mL-1。介質為20%HCl，5%HNO3。（購于國家有色金屬及電子材料分析測試中心）濃度為1000 μg·mL-1。

1.3土壤前處理及空白溶液的制備

將采集的土壤樣品（一般不少于500g）混勻后用四分法縮分至約100g?？s分后的土樣經風干后，除去土樣中石子和動植物殘體等異物，用木棒研壓，通過2mm尼龍篩（除去2mm以上的砂礫），混勻。用瑪瑙研缽將通過2mm尼龍篩的土樣研磨至全部通過100目（孔徑0.149 mm）尼龍篩，混勻后備用。

2 實驗方法

2.1 分析方法

按照《土壤鉛、鎘的測定 石墨爐原子吸收分光光度法（GB/T（17141-1997）》標準進行檢測。

2.2 評價方法

采用單項污染指數法和綜合污染指數法對土壤中鉛、鎘的污染狀況進行評價，單項污染指數法公式為Pi=Ci/Si，其中 Pi 為單項污染指數，Ci 為污染物實測值，Si為污染物的評價標準值。綜合污染指數法公式為P綜合 =[（Pmax2+Pave2）/2]1/2，其中P綜合污染指數，Pmax 為污染物中污染指數最大值，Pave 為污染物中污染指數平均值。單因子污染指數分級標準和內梅羅綜合污染指數分級標準分別見表1和表2[6]。

2.3 重金屬含量測定

2.3.1土壤消解

準確稱取0.1～0.3g（精確至0.002g）試樣于50 mL聚四氟乙烯堆鍋中，用水潤濕后加人5mlL 鹽酸，于通風櫥內的電熱板上低溫加熱、使樣品初步分解，當蒸發至約2～3 mL時，取下稍冷.然后加人5mL硝酸，4mL氫氟酸，2mL高氯酸，加蓋后于電熱板上中溫加熱1h左右，然后開蓋，繼續加熱除硅，為了達到良好的飛硅效果，應經常搖動堆鍋。當加熱至冒濃厚高氯酸白煙時，加蓋，使黑色有機碳化物充分分解。待堆鍋上的黑色有機物消失后，開蓋驅趕白煙并蒸至內容物呈粘稠狀。視消解情況，可再加人2mL硝酸，2mL.氫氟酸，1mL高氯酸，重復上述消解過程。當白煙再次基本冒盡且內容物呈粘稠狀時，取下稍冷，用水沖洗堆鍋蓋和內壁，并加入1mL硝酸溶液溫熱溶解殘渣。然后將溶液轉移至25mL容量瓶中，加入3mL磷酸氫二銨溶液冷卻后定容，搖勻備測。由于土壤種類多，所含有機質差異較大，在消解時，應注意觀察，各種酸的用量可視消解情況酌情增減。土壤消解液應呈白色或淡黃色（含鐵較高的土壤），沒有明顯沉淀物存在。

2.3.2 空白試驗

采用和（2.3.1）相同的步驟和試劑，制備全程序空白溶液，并按步驟進行測定。每批樣品至少制備2個以上的空白溶液。

3 結果

3.1土壤中Pb、Cd的污染狀況

浙江省金華市某化工廠周邊土壤中含Pb、Cd檢測結果表3，Pb、Cd的平均值分別75.65mg /kg、 0.88mg /kg，以浙江省土壤環境背景值作為標準，Pb、Cd的平均值分別為背景值的1.49倍、3.68倍，10份土壤樣品中 Pb、Cd的超標率分別為50 %、89.5%，2種元素的最大值、平均值均超過浙江省土壤環境背景值，說明化工廠區周邊土壤均受到了Pb和Cd的蓄積，尤其是Cd的污染及其嚴重，超標率達到了89.5%。參照GB15618-2008《土壤環境質量標準》二級標準，Pb、Cd的平均值分別為標準值的0.95倍、1.8倍，最大值也超過標準值，說明化工廠區周邊土壤不符合國家土壤環境二級標準。

3.2土壤中重金屬污染風險評價

單因子污染指數評價結果和內梅羅綜合污染指數評價結果見表1和表2，就單因子污染指數而言，在所采集的10份土壤樣品中，Pb元素的Pi值為1.23，屬于輕微污染;再看內梅羅綜合污染指數，Pb元素的P值為0.92，表明土壤尚清潔。

Cd 元素的Pi值為2.7，屬于輕度污染;內梅羅綜合指數中，Cd元素的P值為4.45，屬于重度污染。

3.3 結論

金屬制品企業周邊土壤中重金屬對土壤的危害不可忽視，其中Pb對土壤的危害在土壤重金屬污染風險評價中處于相對清潔，Cd對于土壤造成重度危害。在我國的科技能力不斷增強的情況下，即使工業、農業和重金屬業等化工污染對于土地的破壞不能徹底根除，但是對于我國各地區的環境且對于工農業的污染需要在我們有限范圍內需要引起極度重視，并加以改善。

參考文獻

[1]李靜，俞天明，周潔，等. 鉛鋅礦區及周邊土壤鉛、鋅、鎘、銅的污染健康風險評價[J]. 環境科學，2008，029（008）：2327-2330.

[2]黃連喜，魏嵐，劉曉文，等. 生物炭對土壤-植物體系中鉛鎘遷移累積的影響[J]. 農業環境科學學報，2020，v.39;No.302（10）：109-120.

[3]黃永春，張長波，任興華，等. 土壤和莖基部鎘含量對稻米鎘污染風險的影響[J]. 農業環境科學學報，2020，v.39;No.297（05）：63-73.

[4]吳雨晨，孫金芳，孫宏，甄世祺，戴月.江蘇省典型地區蘆蒿中鉛、鎘的檢測結果分析與污染狀況評價[J].食品安全質量檢測學報，2020，11（18）：6587-6593.

[5]張勇，張潔，蘭潔.2014年仁壽縣農村土壤鉛、鉻和鎘含量調查與分析[J].中國衛生產業，2015，12（11）：161-162.

[6]張昊文，陳曉晨，劉斌，范耀龍，許明娟，程曉平.濟寧市礦區周邊農田土壤中鉛、鎘、砷、汞污染狀況及風險評估[J].中國衛生檢驗雜志，2020，30（24）：3020-3022.

項目：金華市重大科技項目新浙八味產業提升關鍵技術研究（計劃編號：2019-2-001b ）;浙江省公益技術應用研究分析測試項目（2016C37009）;金華市公益類項目（2018-4-104）

作者簡介：葉珂彤（2001年2月）女，浙江金華人，金華職業技術學院在讀學生，應用化工技術專業，主要從事環境檢測研究。

通訊作者：刁銀軍（1976年5月）男，漢族，江蘇泰州人，金華職業技術學院講師，碩士，主要從事分析檢測應用研究。