贵州省清镇市、德江县耕作土壤重金属污染评价分析

贵州省清镇市、德江县耕作土壤重金属污染评价分析（精选4篇）

篇1：贵州省清镇市、德江县耕作土壤重金属污染评价分析

贵州省清镇市、德江县耕作土壤重金属污染评价分析

摘要：通过对贵州省清镇市、德江县耕作土壤重金属Pb、Cd、Hg含量进行测定分析,初步评价土壤重金属污染现状,结果表明:各样点土壤不同层次之间的重金属含量变化差异不大,但不同样点之间的`重金属含量差异较大;共和点的重金属污染处于警戒状态,而辣子树、新店、泉口均受到不同程度的重金属污染.两县市耕地土壤重金属处于轻度污染状态,Cd和Hg是这两个区域耕地土壤的主要污染元素,因此,这两个区域还不适合发展无公害农产品.今后,应该重视加强污染区域的治理,消除重金属元素的污染隐患.作 者：段培 魏成熙 刘世兵 DUAN Pei WEI Cheng-xi LIU Shi-bing 作者单位：段培,魏成熙,DUAN Pei,WEI Cheng-xi(贵州大学生物与环境科学学院,贵阳,550025)

刘世兵,LIU Shi-bing(贵州省金沙县环保局,贵州金沙,551802)

期 刊：广西农业科学 ISTIC Journal：GUANGXI AGRICULTURAL SCIENCES年，卷(期)：,39(1)分类号：X53关键词：耕作土壤 重金属 污染 评价

篇2：贵州省清镇市、德江县耕作土壤重金属污染评价分析

1 材料与方法

1.1 采样区概况

新塘镇位于东经113°33'52″-113°44'56″,北纬23°05'10″-23°15'02″,地势北高南低,北部高山环绕,属低山丘陵区,南部向东江倾斜,最高点为南香山顶,高程为433.3 m。镇内多河塘,南部水网较密集,中间地带微丘密布,高度多在40~100 m之间,盆地和沿河谷地高程在20 m左右。新塘春多静风,夏多南风,秋冬风主要为北风,它的地带性土壤类型为赤红壤,地带性植被是南亚热带常绿季风林。年平均气温21.6℃,最大年际温差1.3℃,多年平均降雨量为1 700 mm左右,年蒸发量为1 450.5 mm。根据当地的行政区划,将新塘镇分为三个片区,分别是新塘、永宁、仙村片区。

1.2 样品的采集

确定有关资料以及行政区划后,于2012年6月,采用GPS精确定位,采样点按网格布点法布设(图1),共采集土壤样品65个,新塘片区23个,永宁片区25个,仙村片区17个,样品为地表土壤(0~20 cm),去掉1 cm表层土,每个样品以5 m对角线采集5个点,充分混匀,经四分法缩分后作为1个样本。土样经室内自然风干后,压碎并除去石块、生物残体,过100目筛保存备用。

1.3 分析测试方法

测定土样p H,采用HNO3+HCl O4+HCl消解,使用火焰原子吸收分光光度仪(Perkin Elmer Pin AAcle 900T)测定土壤Cu、Zn、Ni、Cd、Pb、Cr全量,仪器使用;采用HNO3+HCl消解,原子荧光分光光度仪(AFS-230a)测定土壤As、Hg全量。

潜在生态风险指数法[6]是瑞典科学家Hakanson于1980年提出的用于评价重金属潜在生态风险的一种相对快速、简便和标准的方法。其计算公式如下:

式中:RI———多种重金属的潜在生态风险指数

Eir———第i种重金属的潜在生态风险因子

Ci———样品中第i种重金属含量的实测值

Cin———第i种重金属的背景值

Tri———第i种重金属的毒性响应参数

根据臧世阳等[7]的研究,Hg、Cd、As、Pb、Cu、Ni、Cr、Zn的毒性系数分别为40、30、10、5、5、5、2、1。土壤重金属潜在风险程度评价指标与分级关系见表1。

土壤重金属污染评价标准采用《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)[8]的二级标准和广东省土壤背景值[9](表2)。数据分析、相关性分析和主成分分析[10]用Excel 2003和SPSS20.0完成。

2 结果与讨论

2.1 土壤重金属含量特征

新塘镇土壤样品p H值范围3.5~7.14,均值为5.98,新塘、永宁和仙村三个片区p H均值分别为6.10、6.04和5.81,土壤整体呈弱酸性。三个片区中(表3),除了新塘片区的Hg、Cd和仙村片区的Cd之外,其他重金属含量均值都未超过国家二级标准。新塘和仙村片区的Hg、Cu、Zn、Cd、Pb,永宁片区Hg、Zn、Pb含量均值都高于广东省背景值,其中新塘片区的Hg、Cu、Zn、Cd分别超过了3.65、2.00、1.91倍,仙村片区的Hg、Zn、Cd、超过了2.00、1.72、2.34倍,说明该元素受到人为活动影响较严重;对比窦磊等[8]和马瑾等[10]的研究发现,新塘片区的Hg、Zn、Cd、Cr,永宁片区的Zn、Cr以及仙村片区的Cu、Zn、Cd、Cr的含量均值高于东莞市土壤重金属含量均值,其余元素则较低;从区域来看,仙村片区除Cu、Cd、Pb均值高于新塘片区外,其余元素均较低,三个片区之中,永宁片区重金属均值相对最小。

变异系数反映了总体样本中各采样点的平均变异程度,数值越大,土壤重金属含量差异越大,表明可能存在外来污染现象[11]。由表3可知,除新塘片区的Hg,永宁片区的Hg、Cu、Zn、Cr以及仙村片区的Hg、Cr之外,其余元素变异系数普遍高于窦磊等[8]的研究。除了永宁片区的Zn和仙村片区的Pb、Cr之外,其他元素的变异系数均超过了40%,说明该元素可能存在一定程度的外源污染现象。

2.2 土壤重金属污染现状评价

潜在生态风险因子(Eri)计算结果显示(表4),除了Hg与Cd之外,其余生态风险程度均处于轻微生态危害。新塘、永宁、仙村三个片区中,Hg的Eri均值分别达到了83.13、24.21、44.0,Cd的Eri均值分别为58.52、31.44、72.24。Hg、Cd在全镇的Eri均值分别为50.45和54.07,达到了中等生态危害级,由此可见,重金属Hg、Cd为新塘镇的主要污染因子。

潜在生态风险指数(RI)计算结果显示(表4),新塘、永宁、仙村三个片区的RI值均值分别为141.8、55.72、116.38,全镇RI均值为104.63,都处于轻微生态危害级别。但全镇共有14个样品达到中等危害程度,新塘片区8个,永宁片区1个,仙村片区5个。三个片区之中,新塘片区内中等危害程度的污染样品数量最多,可能由于采样点位于新塘镇工业基地,居民主要以工业、商业为主要经济收入,其中水泥生产厂排放的废水、废弃物浓度均存在超标现象,附近也存在多家制衣厂、皮具厂、洗漂厂等污染源。另外也与其靠近水体重金属污染较严重的东江北干流上游、中游,仙村涌中游、中下游有关;永宁片区内的污染状况相对最轻,这与该片区内工厂、企业数少,以及水体较少且污染程度低有一定的关系;而仙村片区的污染状况仅次于新塘片区,可能与其靠近仙村涌中游、东江北干流上游等污染水体有关。重点污染源调查显示,2011年新塘片区共有纺织、印染、造纸、制造等重点污染源企业96家,永宁片区7家,仙村片区11家。重点污染源企业工业废水排放量分别为7 014.26、169.88、484.76万吨,这都与三个片区生态危害程度相符合。

2.3 土壤中重金属含量相关性分析

如果重金属含量之间存在显著正相关性,说明元素间一般具有同源关系或是复合污染,否则来源可能不止一个[12,13]。对各元素之间进行相关性分析,结果(表5)与解文艳等[14]对太原市污灌区土壤重金属研究相似,As、Cu、Zn、Ni、Cd、Pb、Cr之间,除了As与Pb以及Zn与Cr之间呈显著正相关性,Pb与Cr之间相关性不显著外,其余元素两两之间均呈极显著正相关性,且各元素变异系数较高,说明这7种元素可能具有相似的污染源。而Hg与As呈极显著正相关,与其他元素间相关性均不显著,说明Hg一部分与As可能具有相似的来源,而大部分来自于其它污染源。

注:*表示相关性达0.05显著水平;**表示相关性达0.01显著水平。

主成分分析作为一种辅助统计方法,在相关性分析的基础上,可进一步对数据成因进行详细解释,例如污染来源的确定以及自然和人为因素对土壤元素的贡献等[15,16]。为消除各元素间量级不同带来的影响,主成分分析结果需经过极大方差正交旋转法[17](Varimax Rotation)进行因子旋转,结果显示(表6):前四个主成分可以解释总变量的83.126%,且旋转后特征值均大于1,说明已包含大部分元素信息,具有较显著的概括性。另外经旋转后,在分析因子矩阵中(表7),Cu、Zn、Cd、Pb在第一主成分上表现出较高的负荷,As、Ni在第二主成分上有较高负荷,Hg和Cr则分别在第三、第四主成分上表现出较高负荷。

结合以上分析结果,因子旋转后第一主成分主要包含Cu、Zn、Cd、Pb,元素之间均呈极显著正相关性,且元素变异系数均较高,含量也普遍高于广东省土壤背景值,说明这四种元素具有相同的污染源。实地调查得到,纺织印染业,制浆造纸业以及汽车、零部件、摩托车是当地三大支柱产业,地表水工业污染源也主要集中在此,复合工业废水污染是主要原因。另外,新塘镇土壤样品均为表层土,受人类活动影响最为严重,根据段雪梅等[13]与钟晓兰等[17]的研究,这4种元素还可能来源于化工以及机动车尾气排放等交通污染源,又因为这些元素迁移性较差,故造成Cu、Zn、Cd、Pb局部地区含量偏高;第二主成分包含As、Ni,元素间呈极显著正相关性,说明其主要来源相同。As、Ni主要来源于洗漂、印染、纺织行业[14,17],而新塘镇内相关企业多达114家,这是造成As、Ni污染的主要原因;第三主成分主要包含Hg,在第二主成分上也表现出一定负荷,Hg除了与As之间呈极显著正相关性外,与其他元素间相关性不显著,且Hg元素变异系数较高,含量均值高于广东省土壤背景值,这说明新塘镇的Hg一部分与As来源相同,受到工业废水污染的影响。而大部分Hg由于迁移性较强,可能来源于周边广州、东莞以及新塘镇内的多家火电厂燃煤污染,粉尘通过大气干湿沉降造成了新塘镇内Hg污染,这与解文艳等[14]研究符合;第四主成分主要包含Cr,Cr除了与Hg和Pb之间无显著相关性外,与其他元素间均呈极显著正相关性,结合Cr的普遍污染特性[13,17],分析得出Cr可能主要来源于金属加工、电镀等行业的工业污水排放。

3 结论

(1)除了新塘片区的Hg、Cd和仙村片区的Cd之外,其他重金属含量均值都未超过国家二级标准。新塘片区和仙村片区的Hg、Cu、Zn、Cd、Pb,永宁片区Hg、Zn、Pb含量均值都高于广东省背景值。新塘片区的Hg、Zn、Cd、Cr,永宁片区的Zn、Cr以及仙村片区的Cu、Zn、Cd、Cr的含量均值高于邻近东莞市土壤重金属含量均值。另外,重金属元素变异系数普遍较高。

(2)潜在生态风险评价结果显示,Hg、Cd为新塘镇土壤的主要污染因子,需高度重视。目前新塘镇基本处于轻微生态危害程度,三个片区中,新塘片区污染情况相对较重,仙村片区污染状况仅次于新塘片区,永宁片区内的污染状况相对最轻。

篇3：贵州省清镇市、德江县耕作土壤重金属污染评价分析

关键词：土壤 重金属 污染指数 评价

中图分类号：X753 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（c）-0101-01

随着工业化和城市化的飞速发展，城市土壤环境污染日益严重，城市土壤环境问题越来越受到重视，城市工业区的土壤重金属污染较为严重[1-3]。重金属污染具有污染面积大、无法降解、易于迁移的性质。硅矿冶炼厂在炼硅过程中产生大量带有微量重金属元素的粉尘，导致周围土壤受到不同程度的重金属元素的污染。该研究对黎平工业区某硅厂周边土壤重金属污染特征进行调查分析，旨在为当地工业区土壤重金属污染治理及环境质量安全评价提供参考。

1 材料和方法

1.1 样品采集

黎平县工业区常年主导风向为西向，以此为依据共设计了4个采样方位，分别为垂直于主导风向的北向（N）和南向（S），下风向的东向（E）以及上风向的西向（W）。以硅厂边缘为起始点，由近及远分别采集100～300 m范围内的土壤样品。用小铲取表层（0～20cm）土壤5～10个分样组成混合样，现场充分混合后采用四分法弃去多余土壤，最后保留1 kg左右的土壤样品，装入备好的塑料袋，带回实验室。将取好的土样平铺在洁净牛皮纸上，捡出石块、枯枝等杂物后，让其自然风干，进一步用瓷钵磨碎研细并过100目的尼龙筛，装瓶并贴上标签，供分析测定用。

1.2 实验方法

1.2.1 样品前处理

称取0.2～0.3 g（精确到0.0002 g）过100目筛的土壤样品于150 mL三角瓶中，加数滴水湿润，加王水10 mL，在电热板上加热微沸至有机物剧烈反应后，再加高氯酸2 mL，提高温度强火加热至冒白烟，土壤呈灰白色或淡黄色。冷却，加适量去离子水，小火加热除去高氯酸，再用1%硝酸温热溶解，溶解盐类后，仍然用1%硝酸定容至100 mL容量瓶，摇匀，立即转移至聚乙烯瓶中贮存备用。

1.2.2 样品测定

根据土壤样品中重金属含量确定过滤液是否稀释及稀释倍数，采用原子吸收分光光度计分别测定样品中锌、铜、铅、镉、铬的含量。具体方法采用国标GB/T 17140-1997和GB/T 17138-1997方法进行测定[4]。

2 结果与讨论

2.1 土样重金属含量测定

通过对土壤样品采用原子吸收分光光度计进行测定土壤重金属含量。采用我国《土壤环境质量标准》（GB 15618-1995）二级标准作为评价依据，对各项污染物的含量限值进行污染评价[4]。质量分级标准根据中国绿色食品发展中心《绿色食品产地环境质量现状评价纲要（试行）》（1994年）的规定，土壤污染水平等级可划分为5个污染等级[4]。

2.2 评价结果与分析

通过测定土壤数据，并采用单项污染指数法和内梅罗综合污染指数法两种方法[5]，对调查区土壤重金属的污染状况进行了评价。由表1的单项污染指数可以看出，该硅厂周围500 m受到不同程度的Cu污染，其中E100 m污染最重；在100～300 m范围的土壤已经开始受到Zn的不同程度污染；在100～300 m范围，除了W300 m外均受到Pb的不同程度污染；在100～300 m范围，各土壤样本Cd的污染达到中度污染程度。

从各样点的综合污染指数可知，硅厂周围土壤都达到不同程度的污染影响，样点E100 m、E300 m、S100 m、N100 m的土壤为中度污染，其余各样点均为轻度污染。

从各元素的综合污染指数的测定及对照土壤污染水平分级标准可知，该硅厂周边土壤Cu的污染较严重，为中度污染水平；其他3种重金属均为轻度污染，表明土壤轻度污染，作物开始受到污染。4种重金属的综合污染指数顺序为Cu>Zn>Cd>Pb。

3 结论与建议

（1）实验结果表明，硅厂的粉尘对其周边的土壤造成了一定的重金属污染，在距硅厂100 m范围内Cu、Pb、Zn、Cd4种重金属的含量值最大，随着采样点距离的增加，重金属含量逐渐降低，其中东向污染强度最高，西向污染强度最低。南向和北向在相同距离的污染强度基本接近，由此推测该工业区常年的主导风向—— 西风是影响硅厂周边土壤重金属分布特征的主导因素。

（2）实验结果表明，硅厂周围土壤重金属污染状况不同。从各元素的綜合污染指数看，Cu的污染较严重，为中度污染水平，其余3种元素均为轻度污染。

可见硅矿冶炼与矿业废物不合理排放已经造成硅厂周围土壤重金属污染，必须采取相应的措施防止进一步污染，同时应开展土壤重金属污染调查治理研究，通过采取生物修复技术、化学修复、物理化学修复[6]等手段净化重金属污染，使其恢复土壤生态系统的正常功能，从而减少土壤重金属污染的危害。

参考文献

[1]郑喜川，鲁安怀，高翔，等.土壤中重金属污染现状与防治方法[J].土壤与环境，2002，11（1）：79-84.

[2]周启星，宋玉芳.污染土壤修复原理与方法[M].北京：科学出版社，2004：568.

[3]孙裕生，刘秀英.环境监测（修订版）[M].北京：高等教育出版社，2006：147-211.

[4]国家环境保护局.土壤环境质量标准（GB15618-1995）[S].北京：中国标准出版社，2004.

[5]国家环境保护总局.土壤环境监测技术规范（HJ/T166-2004）[S].北京：中国标准出版社，2004.

篇4：贵州省清镇市、德江县耕作土壤重金属污染评价分析

关键词：磷石膏尾矿库；土壤重金属；内梅罗污染指数法；潜在生态危害指数法；污染评价

引言：

摆纪堆场属于亚热带季风气候，具有温和湿润，夏无酷署冬无严寒的特点。多年平均气温达14.7℃，最高气温36.4℃，最低气温8.8℃；多年平均降雨量为1176mm，最高年降雨量为1403 mm，最低年降雨量793 mm，多年平均蒸发量为1147 mm，降雨集中于4月中旬到9月，占年降雨量的74.87%，10月到翌年4月上旬为早季[1，2]。

摆纪尾矿库位于福泉市境内，近几年，福泉市化工企业特别是磷化工企业的快速发展，大力促进了福泉的经济发展，但同时也带来了严重的环境问题[3]。磷石膏中含有磷酸盐和硫酸盐等不溶性杂质、水溶性P2O5、Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As等以及放射性元素[4]，不仅侵占了土地资源，而且对土壤环境造成严重的污染[5]。因此，大宗工业固体废物环境监管责任重大，而对尾矿库周边土壤重金属污染现状进行评价是建立固体废物管理技术体系的重要内容之一。

一、材料与方法

（一） 样品采集

在对磷石膏尾矿库及周边情况调查基础上，分别在尾矿库及渗滤液池周边布设采样点。 根据采样区域，采取S 型或梅花形采样法，采样深度0～20cm， 共采集9个样地，每个样地设置采样点5个， 共采集45个土壤样品，充分混合后采用四分法留取1kg 土壤样品。

（二）评价方法

1.单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法

（1）单因子污染指数法

对于权重的确立，Swaine按照重金属对环境的影响程度，将环境研究中人们都比较关注的微量元素分成了三类，因一类、二类、三类微量元素环境重要性逐渐下降，分别赋值为3、2、1作为权重。本研究涉及的几种重金属其类别和权重分配如表2所示。

2.潜在生态危害指数评价法

二、结果与分析

参考标准：土壤环境质量标准，3级标准（GB15618-1995）；土壤背景值：《中国土壤元素背景值》。

从表5可以看出，摆纪磷石膏尾矿库周边土壤表面重金属Zn、Cu、Hg、Ni的浓度高于贵州省土壤背景值。但与我国土壤环境质量标准3级标准相比，远远低于标准浓度。因此，说明该地区土壤被保护较好，污染较少，符合国家土壤环境质量标准。

将采样数据与表4中各种重金属的毒性系数代入公式（3），计算得到尾矿库周边土壤中单一重金属的潜在生态危害系数，并依据公式（4），得到多种重金属潜在生态危害指数RI，计算结果如表6 所示。

由表6可知，从单个重金属的潜在生态危害系数来评价，Hg元素属于中等生态危害范畴，值为67.23，其余重金属元素均为轻微生态危害。其中，摆纪磷石膏尾矿库周边3号采样点Cd、Hg的污染程度分别达到中等生态危害、很强生态危害。对于大部分监测点土壤中重金属Hg污染较为严重，4号、5号、6号采样点污染程度到达强生态危害。8号、9号采样点污染程度为中等生态危害。其余各采样点的潜在生态危害系数均远远小于40，属于轻微生态危害。

对于总的潜在生态危害指数RI，该地区的RI值为98.67，达到轻微生态危害。3号监测点污染相对较为严重，总潜在生态危害指数RI达到242.95，为中等生态危害。其余各监测点RI值均在150以下，属于轻微生态危害。

三、结论

总体来说，磷石膏尾矿库周边土壤被保护较好，污染状况不是很严重。与贵州省土壤背景值相比，重金属Zn、Cu、Hg、Ni的浓度略高于背景值，但与我国土壤环境质量标准3级标准相比，远远低于标准浓度。

运用污染指数法评价摆纪磷石膏尾矿库周边土壤现状，该地区Pb元素污染最小，最严重的是Cd元素，污染程度依次为Cd>Cr>Zn>Ni>Hg>As>Cu>Pb， 其中3号监测点Cd 元素的污染最严重， 最大值为1.31，达到轻度污染。监测点中只有3号采样点污染程度为警戒线，污染水平为尚清洁，其余监测点均为安全，污染水平都为清洁。

参考文献：

[1]綦娅. 摆纪磷石膏堆场岩溶渗漏污染预测[D]. 贵州大学硕士论文， 2006.

[2褚学伟. 摆纪磷石膏堆场渗漏及子坝稳定性分析[D]. 贵州大学硕士论文， 2006.

[3]宋春然，何锦林，谭红，等. 贵州省农业土壤重金属污染的初步评价[J]. 贵州农业科学，2005，33（2）：13-16.

[4]Manjit S. Treating waste phosphogypsum for cement and plaster manufacture[J]. Cement and Concrete Research. 2002， 32（7）：1033-1038.

[5]Rutherford P M， Dudas M J， Samek R A. Environmental impacts of phosphogypsum[J]. Science of The Total Environment. 1994， 149（1-2）：1–38.

[6]叶文虎， 栾胜基. 环境质量评价学[M]. 北京：高等教育出版社， 1994：671.

[7]窦磊， 周永章， 王旭日， 等. 针对土壤重金属污染评价的模糊数学模型的改进及应用[J]. 土壤通报， 2007， 38（1）：101-104.