宜宾市城郊各典型地土壤中重金属污染调查_云永福.pdf

专题与综述-144-专题与综述宜宾市城郊各典型地土壤中重金属污染调查云永福（四川省宜宾生态环境监测中心站，四川 宜宾 644000）摘要：土壤污染，尤其是重金属污染近年来比较突出，土壤的重金属污染不但会对农作物产生一定的危害，而且也会间接地危害到人类1。同时，由于农业环境中的重金属污染尤其是土壤重金属污染不易发现，具有隐蔽性和潜伏性，不易降解，具有不可逆性和长期性，造成的后果尤其严重。因此，加强对菜地土壤重金属污染的调查和研究是当前进行农业生态环境保护的重要方向。关键词：宜宾市；城郊；土壤；重金属；污染调查中图分类号：TS5 文献标志码：A DOI：10.20025/ki.CN10-1679.2023-02-49Investigation on Heavy Metal Pollution in Typical Soil in Yibin SuburbYun Yongfu(Yibin Ecological Environment Monitoring Center Station,Yibin 644000,China)Abstract:Soil pollution,especially the pollution of heavy metals,has become more prominent in recent years.The pollution of heavy metals in soil will not only cause certain harm to crops growing on the soil,but also indirectly harm human beings 1.At the same time,the heavy metal pollution in the agricultural environment,especially in the soil,is diffi cult to fi nd,hidden and latent,diffi cult to degrade,irreversible and long-term,and the consequences are particularly serious.Therefore,strengthening the investigation and research of heavy metal pollution in vegetable soil is an important direction of agricultural ecological environment protection.Key words:Yibin City;suburb;soil;heavy metals;pollution investigation土壤中的部分重金属如锌、铜是人体所需金属元素，但是过大含量会对人体产生不良影响，甚至引起中毒。其它的重金属虽不是人体必需元素但由于有些植物的富集作用，最终经过食物链，影响人体健康。城市近郊的土壤由于市区的工业污染物质和生活废弃物的大量输入，土壤环境质量受到严重影响，而市郊是城市菜篮子的主要补给区，因此研究城市郊区土壤环境质量，具有特别重要的意义。在以往的文献资料中对城市和城郊的土壤重金属研究还是比较多，但都是针对较大城市或者是主要蔬菜供给地的研究，对宜宾等三级城市的研究较少。宜宾市是一个建市较早的城市，在工业布局上不尽合理，在下江北城乡接合处有较多工厂，其它两个区域的工厂数相对较少。1城郊土壤各种重金属的来源不同重金属来源，不是单一的，在不同的生产工艺中会产生不同的重金属。加上污水灌溉和污泥的使用都可能产生重金属的污染。农用土壤中的土壤重金属来源主要是以下几方面。1.1大气中重金属沉降大气中的重金属主要来源于工业生产、汽车尾气及汽车轮胎磨损的产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等。它们主要分布在空矿的周围和公路、铁路的两侧2。对南京地区土壤沉积物中重金属形态研究，发现大气中的重金属是经沉降进入土壤的。1.2农药、化肥和塑料膜的使用施用含有铅、汞、镉、砷等的农药和不合理地施用化肥，都可以导致土壤中重金属的污染3。污染生态学一书中研究得出磷肥中含有较多的重金属Hg、Cd、As、Zn、Pb农用塑料薄膜生产应用的热稳定剂中含有Cd、Pb。在大量使用塑料大棚和地膜过程中，都可以造成土壤重金属的污染。1.3污泥施用污泥中含有大量的有机质和氮、磷、钾等营养元素，但同时污泥中也含有大量的重金属，随着大量的污泥进人农田，使农田中的重金属的含量在不断增高。污泥施用可导致土壤中Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb含量的增加，且污泥施用越多，污染就越严重，Cd、Cu、Zn引起水稻、蔬菜的污染；Cd、Hg可引起小麦、玉米的污染污泥增加，青菜中的 Cd、Cu、Zn、Ni、Pb 也增加4。用城市污水、污泥改良土壤，重金属Hg、Cd、Pb 作者简介：云永福（1982-），女，本科，工程师，研究方向：环境工程.专题与综述-145-等的含量明显增加。2土壤实验2.1实验方法2.1.1 实验采样实验采样时用小土铲、布袋和塑料袋、标签，选取上江北为号典型地、江北为号典型地和南岸郊区为号典型地进行采样。每个典型地采取10个样品，共计样品30个。在确定的采样点上，先去掉表层3毫米左右的土壤，然后倾斜向下切取土壤20 cm以上的土层。将各采样点土样按不同典型地集中一起混合均匀，每点采集土壤1公斤左右，采样在一天之内完成。将其带回实验室，将新鲜湿土样平铺于干净的纸上，弄成碎块，摊成薄层（厚约2 cm），放在室内阴凉通风处放置一个星期让其自然风干。切忌阳光直接暴晒和酸、碱、蒸气以及尘埃等污染。风干后采用四等分法并用研钵研碎然后过100目的筛子，放入烧杯中待测。2.1.2 样品的消解最先将消解罐用浓硝酸清洗若干次，并用去离子水（vp）反复冲洗，然后晾干。准确称取0.1 000 g左右土壤样品，放入微波消解仪的溶样罐中，加入10 mL浓硝酸，2 mL浓盐酸，2 mL浓氢氟酸和2 mL双氧水，自然放置半个小时，让反应产生的气体尽量挥发掉，在将其装入微波炉中加热消解。微波设置程序如下：第一步、调节温度为100摄氏度，压力调节到8 atm，时间设置为5 min，功率为500 W；第二步、调节温度为140，压力调节为10 atm，时间设置为5 min，功率设置为500 W；第三步、调节温度为190，压力调节为20 atm，时间设置为15 min，功率设置为600 W。在温度和压力两个变量中，当其中一个达到设定值后，程序自动暂停。而时间会一直进行下去，而当时间达到设置值时，那自动进入到第二步骤。同理进行到第三步骤，直到完成。在微波炉停止消解时，必须等待至温度低于50，压力接近0 atm，才能取出样品。按照上述消解后取出样品，倒入平底试管中加热去酸，然后定容待测。将消解好的土壤样品倒入平底试管中，用去离子水反复冲洗消解罐，并将水倒入试管中。将试管放入沸水浴锅中进行去酸处理，以消除由于酸引起的背景干扰。在水浴中消解近半小时，取出，倒入洗净的100 mL容量瓶中定容，等待上机检测。2.1.3 标准曲线制备根据的资料5，准确称取金属锌和铜1.000 g，准确到0.001 g，用硝酸溶液溶解，必要时加热，直至溶解完全，然后用水稀释定容至1 000 mL。这就是浓度为1.000 g/L的锌和铜的标准液。将铜标准溶液进一步稀释，配成0.050 mg/L，0.100 mg/L和1.500 mg/L的系列标准溶液，待测。将锌的标准溶液进一步稀释为0.100 mg/L，0.500 mg/L，2.000 mg/L，6.000 mg/L，20.000 mg/L，40.000 mg/L的一系列标准溶液待测。根据国标GB/17137-1997准确称取0.2 829 g精确到0.0 001 g于110 干燥的重铬酸钾，用水溶解后，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度线，然后摇匀配成标准储备液，此时的浓度为100 mg/L。将储备液进一步稀释配成0.050 mg/L，0.100 mg/L，0.300 mg/L，0.500 mg/L，1.000 mg/L。一系列的标准溶液，待测。铅的标准溶液是用硝酸铅进行配置，其标准溶液是10.000 mg/L，20.000 mg/L，30.000 mg/L，40.000 mg/L2.2 重金属锌、铬、铅、铜的测定将以上处理好的标线溶液和土壤消解溶液，用石墨炉原子吸收的火焰法进行上机检测，检测时注意浓度单位的选定和灯的选择以及能量的平衡。3结果与讨论3.1四种金属的浓度平均值宜宾市翠屏区城郊各典型地四种重金属平均值见表1所示，并对表中数据做柱状分析，见图1。表1宜宾市城郊各典型地四种重金属含量平均值 单位：mg/kg地区锌铜铬铅典型地154.3196141.030649.9341110.5641典型地186.9650151.175955.8420125.4750典型地161.2504188.457051.5154112.0887020406080100120140160180200锌铜铬铅典型地典型地典型地图1宜宾市城郊各典型地四种重金属平均值由上面柱形图可以得出：（1）锌、铬和铅三种金属在典型地地区的含量较其余两个典型地含量稍高，铜在号典型地的含量明显高于其它两个地区含量。（2）号和号典型地中锌的含量最大，而铬的含量远远小于其余三种重金属，而在号典型地中含有的铜最多，同样也是铬含量最少。引起以上结果的原因，可能是由于汽车尾气含有锌和铅以及人们在农业生产中使用磷肥、杀虫剂和污泥有关。3.2三个典型地的四种金属浓度的每种金属的Cf 和Ei比较图提出的单项污染系数：。式中：Cf为某一种金属的污染系数，Ci为表层土壤重金属浓度实测值，C0为参照值。专题与综述-146-1fC为非污染，2C1f为轻微污染，323为重度污染6。单个重金属的潜在生态危害系数Ei为：oiifCCTCTE=ii式中Cf，Ci，Co，Ti分别为某种重金属的污染系数、监测浓度、参比值、毒性系数。四种重金属的毒性系数Ti值分别为Pb=Cu=5，Cr=2，Zn=1。单个重金属的潜在生态危害系数Ei为CrCuPb，这说明在宜宾市翠屏区的城郊土壤中，锌的污染受人类活动的干扰较其余三种土壤重金属更强烈。这可能与汽车尾气含有锌和铅，以及人们大量使用农药磷肥、薄膜和含锌污泥等方面有关。4结语在宜宾市的下江北和上江北这类建设历史较长的城郊土壤中，四种相应的重金属的含量较建设时间较短的南岸城郊四种重金属的含量高。由单项污染系数Cf的评价得出四种重金属（Zn、Pb、Cr、Cu）在南岸区域均属于轻微污染物，铅和铜在上江北和下江北均属于重度污染物，同时，由单个重金属的潜在生态危害系数Ei判断，得出四种重金属均属于轻度生态危害。因此，在宜宾城郊种植的蔬菜可以放心食用。参考文献：1师荣光，赵玉杰，高怀友.天津市郊蔬菜重金属污染评价与特征分析J.农业环境科学学报2005，24（增刊）：169-173.2张辉.南京地区土壤沉积物中重金属形态研究J.环境科学学报1997，17（3）：346-351.3王焕校.污染生态学M.北京：高等教育出版社，2000.3傅绍清，苏永康，宋怡，等.成都平原菜园土壤及主要蔬菜作物重金属背景值的研究J.西南农业学报，1992，5（1）：34-40.4乔显亮，骆永明，吴胜春.污泥的土地利用及其环境影响J土壤.2000，32（2）：79-85.5王宣，池靖，多克辛.微波消解-原子吸收法测定土壤中的铜铬锌铅镉J农业环境与发展，2006（4）：74-76.6郭平，谢忠雷，李军，等.长春市土壤重金属污染特征及其潜在生态风险评价J.地理科学，2005，25（1）：108-112