某鉛鋅農田土壤重金屬污染的調查與防控對策

鄭艷芹

（深圳市立拓環保科技有限公司，廣東 深圳 518000）

目前，土壤重金屬污染的最主要來源是采礦和金屬冶煉產業，鉛鋅冶煉廠周邊金屬污染情況證實了這一分析。土壤重金屬污染是一種較為穩定持久的污染類型，重金屬可以以不同形態存在于土壤之中，只有部分有效形態下的重金屬可以被植物所吸收，伴隨著食物鏈的發展最終進入到人體之中[1]。我們分別利用內梅羅污染指數法和潛在生態危害指數評價方法對某地區的農田鉛鋅污染情況給予評估分析。

1 污染土壤區域樣品采集

1.1 樣品采集與處理

實驗采用的土壤布點方法為網格法，隨機選擇其中的3個采樣點作為樣品采集的基準點，根據土壤分層取四個深度的土壤，每個基準點的土壤采集方法為五點法，每個點均對四個相應深度的土壤進行采集，每個深度采集混合土壤樣品約為3 kg，去除多余石塊、植物等雜物后，利用四分法統一留取樣品約為1 kg。所有土壤樣品集中存放在實驗室，粉碎、混勻、過篩后備用。

1.2 樣品分析與測試方法

樣品pH值測試方法：電位法測定土壤樣品，保持水土比例為1∶2.5；重金屬消解方法：HNO3-H2O2；重金屬含量測定儀器：電感耦合等離子體發射光譜儀測定。測試標準：《土壤環境監測技術規范》中關于pH、鉛（Pb）、鋅（Zn）、鎘（Cd）、銅（Cu）、鉻（Cr）、砷（As）、汞（Hg）的測定標準[2]。

1.3 數據處理與評價

1.3.1 數據處理

將收集到的數據通過SPSS 22.0軟件進行統計分析，等級資料選擇獨立樣本的非參數檢驗，相關性分析選擇原始數據。

1.3.2 土壤重金屬污染評價方法

采用內梅羅污染指數法對土壤內各個污染物質進行測定，測定標準參照內梅羅污染指數法中污染等級的劃分標準。

1.3.3 土壤重金屬污染的生態風險評價方法

采用潛在生態危害指數法對土壤重金屬污染的潛在生態風險進行評價。

2 結果與討論

2.1 土壤重金屬含量情況統計

重金屬的含量情況（見表1），我們可以發現重金屬的變異系數均在0.1至1.0之間，說明不同采樣點重金屬的空間分布差異較小，整體污染情況分布較為均勻。評價標準參照《土壤環境質量農用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB 15618-2018）中pH≤5.5的風險篩選值的較嚴格項[3]。土壤背景值參照CNEMC，1990。

表1 土壤中重金屬含量情況統計

在該地塊重金屬污染情況具體分析過程中，發現鎘（Cd）、鉛（Pb）、鋅（Zn）這三種重金屬之間存在正相關，說明這三類污染重金屬的同源性及遷移性均有相似，而土壤中的鎘（Cd）、鉛（Pb）、鋅（Zn）的累積量和土壤pH值之間呈現正相關，這說明該區域內土壤的pH值越高，重金屬累積量越多。

2.2 土壤重金屬污染評估

在研究地塊內，主要對污染較為嚴重且存在明顯重金屬超標情況的表層土壤進行污染指數評估。各污染物的污染指數（見表2），從表2中數據可以看出，該區域內表層土壤鉛（Pb）、鋅（Zn）的內梅羅污染指數的極大值分別為3.05和4.62，均已達到重度污染水平，其均值分別為2.27和2.01，也達到中度污染水平，其余重金屬的內梅羅污染指數均小于1，屬于非污染水平。由此可判斷鉛（Pb）、鋅（Zn）為該地塊主要的土壤污染因子。

表2 土壤重金屬污染情況評估

2.3 土壤重金屬生態風險評價

對研究地塊內土壤的重金屬采用潛在生態危害指數法進行分析，表達式如下：

經計算可知，其中鋅（Zn）、鉛（Pb）、鉻（Cr）、砷（As）、銅（Cu）的生態風險指數均小于40（分別為5.79，37.20，1.77，10.18，3.60），這說明該地塊內以上重金屬的潛在生態風險較低；鎘（Cd）的生態風險指數大于40且小于80（為60.64），其潛在生態風險為中級；汞（Hg）的生態風險指數大于80且小于160（146.67），潛在生態風險為高級。重金屬的綜合潛在風險指數（RI）為265.84，屬于較高級別，由此得出主要原因是鎘（Cd）和汞（Hg）的潛在生態風險貢獻值比較大。

3 重金屬污染處理與防治措施

針對農田土壤重金屬污染情況，目前國內外比較常用的修復方法有客土法、固土法、生物修復法等[3]。結合本實驗地塊的實際情況，建議從鉛（Pb）、鋅（Zn）污染入手，根據區域內土壤污染范圍的大小，以及對污染技術的適用性等角度，我們認為對該區域土壤的重金屬污染治理采取分階段處理的方式較佳，即第一階段采用生物修復法，依靠動植物和微生物的活性，將重金屬轉移到目標植物中，再進一步的對目標植物進行處理[4]；第二階段采用固土法，通過向污染的土壤中添加固化劑，限制重金屬在土壤中的轉移，最大限度降低農作物對重金屬的吸收富集，從而保證農業生產的效益和安全[5]。

4 結論

通過對本實驗區域內土壤的重金屬污染情況進行分析，發現土壤的pH值與重金屬含量之間存在正相關的聯系，這說明土壤中的pH值越高，重金屬的累積情況就越嚴重；我們通過內梅羅污染指數對該地區土壤表層的重金屬污染指數進行了測算，結果表明，本區域內土壤的鉛（Pb）、鋅（Zn）超標嚴重；通過潛在生態危害指數法計算可知，鉛（Pb）、鋅（Zn）的潛在風險指數均較低，然而重金屬的綜合潛在風險指數RI較高，其中主要是鎘（Cd）和汞（Hg）的潛在生態風險貢獻值比較大。修復工作應重點針對鉛（Pb）、鋅（Zn）的污染，且后期應對鎘（Cd）、汞（Hg）的污染進行持續跟蹤和重點關注。