淮陰市蔬菜生產(chǎn)中土壤重金屬監(jiān)測

淮陰市蔬菜生產(chǎn)中土壤重金屬監(jiān)測

隨著工業(yè)的發(fā)展和城市化程度的提高，河流污染日益嚴(yán)重，清潔水資源日益嚴(yán)重。水資源的匱乏,使污水成為農(nóng)業(yè)灌溉用水的重要組成部分。而污水中含有大量的重金屬元素,重金屬大多有變價(jià)的特征,在水體中易遷移轉(zhuǎn)化,在土壤中富集和分散,通過食物鏈最終在人體的不同部位富集,如鎘、鉛主要富集在腎臟和肝臟,鉛還可損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)。在日本富山縣神川流域發(fā)生的“痛痛病”,最后被確定為使用含鎘廢水灌溉稻田,人吃了“鎘”米和飲用被鎘污染的井水所致。因此調(diào)查污灌區(qū)重金屬污染狀況對保護(hù)人類身體健康,促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展,推廣無公害糧食、蔬菜的種植面積具有重要意義。1研究區(qū)域和研究時(shí)間1.1調(diào)查區(qū)域的確定。在地下水灌溉選擇淮陰市某一污灌區(qū)(面積約為133.3hm2,從80年代起一直使用西張河水進(jìn)行灌溉,主要種植水稻、小麥和蔬菜)中靠近河流的0.667hm2蔬菜田(稱為B區(qū))及鄰近該污灌區(qū)的某一地下水灌區(qū)(地勢較高,自80年代一直用地下水進(jìn)行灌溉,主要種植小麥、玉米和蔬菜)中靠近地下水井的0.667hm2蔬菜田(參照區(qū),稱為A區(qū))為調(diào)查區(qū)域,并分別對A區(qū)、B區(qū)土壤中的總鎘、總汞、總砷、總鉻和總鉛進(jìn)行監(jiān)測評價(jià)。1.2研究周期1993年至1997年。2采樣點(diǎn)的配置、采樣方法和監(jiān)測方法2.1測量點(diǎn)的配置按梅花布點(diǎn)法分別在A區(qū)、B區(qū)布設(shè)8個(gè)測點(diǎn),每年對土壤進(jìn)行采樣分析。2.2土壤樣品的分析采樣和監(jiān)測方法均按照國家環(huán)保局《環(huán)境監(jiān)測分析方法》、《土壤元素的近代分析方法》(中國環(huán)境監(jiān)測總站編)進(jìn)行,土壤采樣深度在表層15cm左右。3結(jié)果分析3.1重金屬污染測定地下水灌區(qū)和污灌區(qū)1993年至1997年的土壤監(jiān)測結(jié)果見表1。從表1可見,地下水灌區(qū)的5種重金屬元素的含量5年來變化不大,總鎘、總汞、總砷、總鉻和總鉛的量基本保持在80年代的水平,均接近土壤天然本底值,說明該灌區(qū)沒有受到重金屬污染;污灌區(qū)總鎘、總砷、總鉻和總鉛含量呈逐年增加趨勢,總汞的含量變化不大,但5種重金屬元素的含量接近或超過GB15618-1995《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中二級標(biāo)準(zhǔn),說明該區(qū)土壤受重金屬污染正逐漸加重。3.2污水中重金屬含量高通過對地下水灌區(qū)和污灌區(qū)5種重金屬元素含量的分析,得出如下結(jié)論:(1)污灌區(qū)土壤5種重金屬元素含量較高是因?yàn)槌鞘泄I(yè)廢水直排入河,用受污染的水灌溉農(nóng)田,污水中重金屬元素在土壤中富集、吸附,最后沉積于土壤中,致使土壤中的重金屬含量增高。(2)由于土壤具有自凈能力及重金屬元素遷移方式和轉(zhuǎn)化難易程度不同,致使重金屬元素在土壤中的富集程度也不同。4土壤重金屬污染評價(jià)4.1評估因子選擇總砷、總汞、總鎘、總鉻和總鉛5項(xiàng)指標(biāo)作為評價(jià)因子。4.2土壤環(huán)境評價(jià)根據(jù)監(jiān)測結(jié)果,pH均值為7.38,為中性土壤,故土壤評價(jià)采用GB15618-1995《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中二級標(biāo)準(zhǔn),地下水灌區(qū)采用一級標(biāo)準(zhǔn)。4.3土壤綜合污染指數(shù)ci/si采用內(nèi)梅羅(N.L.Nemeiow)污染指數(shù)公式計(jì)算土壤綜合指數(shù)。P=平均(Ci/Si)2+最大(Ci/Si)22?????????????√Ρ=平均(Ci/Si)2+最大(Ci/Si)22式中:P——土壤綜合污染指數(shù);平均(Ci/Si)——土壤中各污染指數(shù)的平均值;最大(Ci/Si)——土壤中最大污染指數(shù);Ci——土壤中污染物i的均值;Si——土壤中污染物i的標(biāo)準(zhǔn)值。4.4污染等級分類根據(jù)中國綠色食品發(fā)展中心《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價(jià)綱要》的規(guī)定,污染等級劃分標(biāo)準(zhǔn)見表2。4.5綜合污染指數(shù)變化根據(jù)表1可得出地下水灌區(qū)、污灌區(qū)的土壤污染情況,見表3。從表3可以看出,地下水灌區(qū)歷年綜合污染指數(shù)變化不大,污染等級屬于安全級,土壤水平為清潔;而污灌區(qū)的綜合污染指數(shù)逐年增高,1995年、1996年、1997年3年均達(dá)到警戒級,其中1997年已接近輕污染級,說明污灌區(qū)的5種重金屬元素在土壤中均有一定程度的積累,農(nóng)作物和土壤受到的污染不容忽視。4.6土壤各元素含量的分析雖然目前污灌區(qū)土壤污染等級為警戒級,但土壤污染狀況不容忽視,1997年有個(gè)別元素超過土壤二級標(biāo)準(zhǔn)(總鎘)。采用秩相關(guān)系數(shù)r對土壤中各元素含量進(jìn)行分析,公式為:r=1?6∑i=1ndi2n3?ndi=xi?yir=1-6∑i=1ndi2n3-ndi=xi-yi其中:di為變量x和變量y的差值;xi為周期n按濃度值從小到大排列的序號;yi為按時(shí)間排列的序號。據(jù)計(jì)算,污灌區(qū)土壤中除總汞外,其他重金屬相關(guān)系數(shù)均為1,表明土壤中總鎘、總鉻和總砷污染加重趨勢明顯,應(yīng)引起重視。5適度污灌農(nóng)田通過對污灌區(qū)、地下水灌區(qū)土壤中5種重金屬元素污染情況的分析,可以得出如下結(jié)論:(1)污水灌溉,既可利用土壤的自凈能力消除部分污染,也可擴(kuò)大水資源的利用范圍,提高水的利用率,可見適度的污灌是可行的。但長期利用污