前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的土壤環(huán)境的性質(zhì)主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
土地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
土地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是國家為防止土壤污染、保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)、維護(hù)人體健康所制訂的土壤中污染物在一定時(shí)間和空間范圍內(nèi)的容許含量值。
土地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)閾值。土壤中的化學(xué)物質(zhì)含量低于此值,一般不會(huì)有污染問題;高于此值,則應(yīng)作進(jìn)一步調(diào)研,若確有危害,則確認(rèn)土壤已被污染。由于土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是由國家制定的,帶有一定的強(qiáng)制性。
區(qū)域土壤環(huán)境背景值
土壤環(huán)境背景值是指在不受或很少受人類活動(dòng)影響的情況下,土壤的化學(xué)組成或元素含量水平。由于人類活動(dòng)與現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的影響已遍布全球,現(xiàn)在嚴(yán)格意義上的土壤自然背景值已很難確定,只能去尋找人類影響盡可能少的土壤來確定土壤環(huán)境背景值。
因此,作為土壤的環(huán)境背景值或本底值、維持當(dāng)前土壤環(huán)境質(zhì)量的目標(biāo),土壤環(huán)境背景值只能是一個(gè)相對(duì)概念。
場地土壤污染臨界值
土壤污染臨界值是指某場地土壤中污染物對(duì)生物、水體、空氣或人體健康是否產(chǎn)生危害的臨界值。高于此臨界值,說明土壤已受污染,應(yīng)根據(jù)受害程度和可能條件,采取相應(yīng)的修復(fù)措施。土壤污染臨界值通過風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估而得,其值因土壤、受體的不同而異。
名詞解釋
什么是土壤污染?
定義
土壤污染是指具有生理毒性的物質(zhì)或過量的植物營養(yǎng)元素進(jìn)入土壤而導(dǎo)致土壤性質(zhì)惡化和植物生理功能失調(diào)的現(xiàn)象。土壤污染可導(dǎo)致土壤組成、結(jié)構(gòu)、功能發(fā)生變化,進(jìn)而影響植物正常生長發(fā)育,造成有害物質(zhì)在植物體內(nèi)累積,通過食物鏈危害人畜健康,或經(jīng)地面徑流、土壤風(fēng)蝕,使污染物向其他地方轉(zhuǎn)移。土壤有一定的自凈能力,但土壤一旦被污染,就很難恢復(fù),特別是重金屬污染。
分類
土壤污染大致可分為無機(jī)污染物和有機(jī)污染物兩大類。
無機(jī)污染物主要包括酸、堿、重金屬,鹽類、放射性元素銫、鍶的化合物,含砷、硒、氟的化合物等。
有機(jī)污染物主要包括有機(jī)農(nóng)藥、酚類、氰化物、石油、合成洗滌劑、苯并芘以及由城市污水、污泥及廄肥帶來的有害微生物等。 特點(diǎn)
隱蔽性和滯后性土壤污染往往要通過對(duì)土壤樣品進(jìn)行分析化驗(yàn)和農(nóng)作物的殘留檢測,甚至通過研究對(duì)人畜健康的影響后才能確定。
累積性污染物質(zhì)在土壤中不易擴(kuò)散和稀釋,容易因不斷積累而超標(biāo),使土壤污染具有很強(qiáng)的地域性。
不可逆轉(zhuǎn)性重金屬對(duì)土壤的污染是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的過程,許多有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的污染需要較長時(shí)間才能降解。比如,被某些重金屬污染的土壤可能要100年~200年時(shí)間才能夠恢復(fù)。
難治理積累在污染土壤中的難降解污染物,很難靠稀釋作用和自凈化作用消除。有時(shí)需要靠換土、淋洗土壤等方法才能解決問題。
知識(shí)堂
造成土壤污染的原因
1.過量施用化肥
長期大量使用氮、磷等化學(xué)肥料,會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu),造成土壤板結(jié)、耕地土壤退化、耕層變淺、耕性變差、保水肥能力下降等。 2.農(nóng)藥
農(nóng)藥進(jìn)入土壤后,大部分可被土壤吸附,在植物根、莖、葉、果實(shí)和種子中積累,通過食物、飼料危害人體和牲畜的健康。
3.重金屬元素
重金屬污染十分難以消除。一旦土壤受到鎘、砷、鉻、鉛、汞等重金屬元素污染,就會(huì)進(jìn)入農(nóng)作物或糧食中,對(duì)人體健康造成影響。
4.污水灌溉
未經(jīng)處理或未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)污水中含有重金屬、酚、氰化物等許多有害物質(zhì),這些有毒有害的物質(zhì)帶至農(nóng)田,會(huì)造成土壤污染,危害人體健康。
5.酸沉降
大氣中的二氧化硫、氮氧化物等有害物質(zhì),在大氣中發(fā)生反應(yīng)形成酸雨,通過沉降和降水而降落到地面,引起土壤酸化。
6.固體廢物
污泥作為肥料施用,常使土壤受到重金屬、無機(jī)鹽、有機(jī)物和病原體的污染。工業(yè)固體廢物和城市垃圾向土壤直接傾倒,易使重金屬向周圍土壤擴(kuò)散。
7.牲畜排泄物和生物殘?bào)w
禽畜飼養(yǎng)場的廄肥和屠宰場的廢物,如果不進(jìn)行物理和生化處理,其中的寄生蟲、病原菌和病毒等就可能引起土壤和水域污染,并通過水和農(nóng)作物危害人體健康。
法律法規(guī)
《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》
1995年頒布實(shí)施的《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》按照土壤應(yīng)用功能、保護(hù)目標(biāo)和土壤主要性質(zhì),規(guī)定了土壤中污染物的最高允許濃度指標(biāo)值及相應(yīng)的監(jiān)測方法。標(biāo)準(zhǔn)適用于農(nóng)田、蔬菜地、茶園、果園、牧場、林地、自然保護(hù)區(qū)等地的土壤。
根據(jù)土壤應(yīng)用功能和保護(hù)目標(biāo),《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》將土壤環(huán)境質(zhì)量劃分為3類:
I類為主要適用于國家規(guī)定的自然保護(hù)區(qū)(原有背景重金屬含量高的除外)、集中式生活飲用水源地、茶園、牧場和其他保護(hù)地區(qū)的土壤,土壤質(zhì)量基本上保持自然背景水平。
Ⅱ類主要適用于一般農(nóng)田、蔬菜地、茶園果園、牧場等到土壤,土壤質(zhì)量基本上對(duì)植物和環(huán)境不造成危害和污染。
Ⅲ類主要適用于林地土壤及污染物容量較大的高背景值土壤和礦產(chǎn)附近等地的農(nóng)田土壤(蔬菜地除外)。土壤質(zhì)量基本上對(duì)植物和環(huán)境不造成危害和污染。
同時(shí),土地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為3級(jí)。其中,Ⅰ類土壤環(huán)境質(zhì)量執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn);Ⅱ類土壤環(huán)境質(zhì)量執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn);Ⅲ類土壤環(huán)境質(zhì)量執(zhí)行三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。詳見下表:
我國有哪些相關(guān)規(guī)定?
目前,我國尚未有針對(duì)土壤污染防治的專門立法,但相關(guān)法律、行政法規(guī)、部門規(guī)章中有對(duì)這一問題的零散規(guī)定。
《憲法》第9條和第10條規(guī)定,“國家保障自然資源的合理利用”和“一切使用土地的組織和個(gè)人必須合理地利用土地。”
《環(huán)境保護(hù)法》第20條規(guī)定:“各級(jí)人民政府應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境的保護(hù),防治土壤污染。”
《農(nóng)藥管理?xiàng)l例》第25條規(guī)定:“使用農(nóng)藥應(yīng)當(dāng)遵守農(nóng)藥防毒規(guī)程,正確配藥、施藥,做好廢棄物處理和安全保護(hù)工作,防止農(nóng)藥污染環(huán)境和農(nóng)藥中毒事故?!?/p>
關(guān)鍵詞:家畜糞便;植物營養(yǎng)元素;土壤環(huán)境
中圖分類號(hào):X131.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展,尤其是進(jìn)入21世紀(jì)的,人們對(duì)于有機(jī)肥對(duì)土壤的改良等作用開始重視起來,據(jù)資料分析表明,我國農(nóng)業(yè)發(fā)展中多以化肥為主,配以農(nóng)家肥,復(fù)合肥料的應(yīng)用更是在肥料市場上具有重要的現(xiàn)實(shí)及其長遠(yuǎn)意義,但是因?yàn)閱渭兊幕适┯锰岣吡送寥蕾|(zhì)量的退化,可以提高農(nóng)業(yè)作物的產(chǎn)量,但是對(duì)可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)沒有任何幫助。同時(shí)大量的農(nóng)家肥料被浪費(fèi),甚至形成農(nóng)家肥公害,早在20世紀(jì)70、80年代,西方就把家畜糞便視為“畜產(chǎn)公害”,制定出各種法律加以限制。我國為了保護(hù)環(huán)境的同時(shí)走可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)化道路,必須將農(nóng)家肥加以利用。
1家畜糞尿堆積中植物營養(yǎng)元素的有效性
由于家禽種類的不同,食物和消化等作用決定了了糞尿中所含有的有機(jī)物質(zhì)種類也大相徑庭,其中成分非常復(fù)雜,主要的有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪類、有機(jī)酸、酶和各種無機(jī)鹽類。尿是飼料中的營養(yǎng)成分被消化吸收,進(jìn)入血液,經(jīng)過新陳代謝后,以液體排出體外的部分。尿的成分比較簡單,都是水溶性物質(zhì),主要有尿素、尿酸、馬尿酸以及鉀、鈉、鈣、鎂等無機(jī)鹽類?,F(xiàn)將家畜糞尿中肥分的平均含量列于下表(表1)。
從表中可以看出家禽種類的不同對(duì)有機(jī)物質(zhì)和氮、磷和鉀的含量明顯不同,這就影響了我們對(duì)各種家禽性肥料的大量使用,如果要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)實(shí)踐中,首先要考慮的是肥料的測試工作,需要了解各種肥料養(yǎng)分含量,這就需要大量的測試,同時(shí)還面臨使用過程中農(nóng)家肥質(zhì)量偏低,肥效緩慢等特點(diǎn),都是制約農(nóng)家肥發(fā)展的關(guān)鍵性因素。
2家畜糞便堆積施用對(duì)土壤環(huán)境的影響
施用農(nóng)家肥可以明顯改善土壤環(huán)境,例如在大棚中使用作物秸稈和殘余物、動(dòng)物糞肥和綠肥而不用化學(xué)合成肥料。通過測試以上這些措施都可以明顯的增加土壤中有機(jī)質(zhì)的含量。農(nóng)家肥與化肥配合施用明顯可以提高土壤中作物所必須的各種養(yǎng)分,施肥后土壤中的各種大量元素在一段時(shí)間后明顯地呈上升的態(tài)勢,但是肥料養(yǎng)分的釋放相對(duì)緩慢,有持久性,防治的同時(shí)它還能增加土壤總孔隙度。改變孔隙的分布狀況。這些都能對(duì)作物增產(chǎn)增收。
家禽糞便堆積施用對(duì)土壤中NO3-N的的作用影響明顯,無機(jī)肥料的大量施用造成土壤的次生鹽堿化極其嚴(yán)重,如果單純的施用于溫室等地方,土壤的鹽漬化程度明顯比露地高5.9~16.5倍。次生鹽漬化是我國糧食作物減產(chǎn)的又一重要?dú)⑹帧_@些作用的同時(shí)存在明顯的改變了土壤環(huán)境,使土壤環(huán)境退化嚴(yán)重。
有機(jī)物質(zhì)可以明顯地調(diào)節(jié)土壤中的微生物群體含量,微生物是土壤中分解和吸持營養(yǎng)元素的重要物質(zhì),各種肥料的分解都離不開微生物的作用,農(nóng)家肥的施用可以使微生物的種類和數(shù)量隨著肥料的需求自行調(diào)節(jié)。施用有機(jī)肥能減輕作物的病害,各種微生物的拮抗作用,使有益微生物的含量增加的速度及其明顯,這樣抑制了有害細(xì)菌的增加,起到明顯的調(diào)節(jié)土壤環(huán)境的作用。
隨著近年來農(nóng)業(yè)蔬菜工程的發(fā)展,越來越多的垃圾和污泥被應(yīng)用于生產(chǎn)中,這些垃圾明顯引起了蔬菜的重金屬污染,以及長期對(duì)土壤積累的破壞。重金屬的施用使青菜中很多的銅、鉛和鎘嚴(yán)重超過標(biāo)準(zhǔn),對(duì)人的身體造成影響。研究表明施用有機(jī)物料可以提高土壤保水保肥能力,改善作物品質(zhì),相應(yīng)的可以防止土壤中重金屬的污染和金屬向農(nóng)作物遷移的可能。
3結(jié)論
我國養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展決定著畜禽糞便在將來很快的一段時(shí)間內(nèi)將成為我國環(huán)境污染防治中的一個(gè)重要問題,我國的發(fā)展方式?jīng)Q定著我國畜禽養(yǎng)殖污染由點(diǎn)源向面源的方向發(fā)展,農(nóng)村相對(duì)來說要多于城市,這些污染的日趨嚴(yán)重已經(jīng)威脅到了我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。可以預(yù)見,畜禽糞便污染的研究今后主要向污染機(jī)理與治理相結(jié)合的方向發(fā)展。
現(xiàn)代化肥的施用對(duì)環(huán)境以及水體的破壞已經(jīng)達(dá)到了極其嚴(yán)重的,同時(shí)破壞了生物多樣性的發(fā)展,使土壤中原有的各種物質(zhì)發(fā)生變化,失去活性,一年不施肥土壤將沒有收成,為了解決這一難題,必須要進(jìn)行有機(jī)無機(jī)肥料配合施用,減少對(duì)環(huán)境的污染。
參考文獻(xiàn)
[1]R.J哈尼斯博士.論農(nóng)家肥[M].China Academic Journal Electronic Publishing House,2012.
[2]楊增玲,韓魯佳.國外家畜糞便肥料成分含量快速預(yù)測方法的研究[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào),2004,4(05):21-24.
[3]彭里.畜禽糞便環(huán)境污染的產(chǎn)生及危害[J].家畜生態(tài)學(xué)報(bào),2005,26(04):42-45.
關(guān)鍵詞:土壤理化性質(zhì);重金屬;相關(guān)關(guān)系;福建沿海地區(qū)農(nóng)田
中圖分類號(hào):X131.3;X53;S15 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2014)13-3025-05
The Relationship between Physical and Chemical Properties of Soil and
Heavy Metal Content in Fujian Coastal Farmland
CHEN Sui-ling,LI Jin-wen,DENG Hong-mei
(School of Environment Sciences and Engineering, Guangzhou University, Guangzhou 510006, China)
Abstract: The physicochemical properties and heavy metal content of farmland soil in Fujian coastal area were investigated. The relationship between soil physicochemical properties and heavy metal content of soil was studied with correlation analysis. The results showed that the average pH of farmland soil in Fujian coastal area was 5.56. The content of soil organic matter was 30.20 g/kg on the genus level. Other soil nutrient content reached middle level. Significant correlation between Pb content in soil and soil total nitrogen content was found. The Hg content in soil and organic matter and cations exchange capacity in soil was not significantly correlated. Other physicochemical properties and heavy metal content was correlated. Soil organic matter was the main factor affecting the content of heavy metal Hg in soils. Soil particle size can affect the content of heavy metal in soil.
Key words: physical and chemical property of soil; heavy metal; correlation relation; Fujian coast farmland
土壤重金屬污染是世界性環(huán)境問題之一,它將導(dǎo)致土壤環(huán)境惡化,嚴(yán)重危害生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)和人類生存環(huán)境,對(duì)人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。自然情況下,土壤重金屬主要來源于母巖和殘落的生物物質(zhì),但隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)迅猛發(fā)展,人為活動(dòng)對(duì)土壤重金屬含量分布的影響呈現(xiàn)增長的趨勢[1]。大多數(shù)重金屬在土壤中相對(duì)穩(wěn)定且難以遷出土體,有研究[2-5]表明,土壤物理化學(xué)性狀的改變尤其是土壤質(zhì)地、pH、陽離子交換量、有機(jī)質(zhì)等的改變可以影響土壤重金屬的含量,決定土壤的毒性,并直接影響和制約重金屬在土壤環(huán)境中的行為。福建沿海地區(qū)農(nóng)田是福建省重要的糧食生產(chǎn)區(qū),糧食產(chǎn)區(qū)的土壤環(huán)境與當(dāng)?shù)鼐用竦慕】涤兄芮械年P(guān)系,調(diào)查發(fā)現(xiàn)福建沿海地區(qū)農(nóng)田土壤、稻米、蔬菜重金屬污染超標(biāo)嚴(yán)重[6-14]。在已有工作基礎(chǔ)上對(duì)福建沿海地區(qū)農(nóng)田土壤理化性質(zhì)與重金屬汞(Hg)、鎘(Cd)、鉛(Pb)含量關(guān)系進(jìn)行分析,旨在進(jìn)一步探明重金屬污染是否與該地區(qū)土壤的性質(zhì)有關(guān),以便當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門有針對(duì)性地提出切實(shí)可行的土壤改良措施,減小土壤性質(zhì)對(duì)重金屬的遷移轉(zhuǎn)化的影響,為土壤綜合治理提供參考。
1 材料與方法
1.1 采樣點(diǎn)的布置與采樣方法
本研究從福建沿海地區(qū)的北部到南部選擇了10個(gè)區(qū)域作為監(jiān)測單元進(jìn)行布點(diǎn)采樣,涉及的行政區(qū)域有福鼎市、福安市、福州市、福清市、莆田市市轄區(qū)、仙游縣、泉州市、漳州市、云霄縣、詔安縣。10個(gè)行政區(qū)域分別代表了沿海地區(qū)10個(gè)不同的流域(圖1)。分別是沙埕港流域(福鼎市)、交溪流域(福安市)、閩江流域(福州市)、龍江流域(福清市)、蘆溪流域(莆田市)、木蘭溪流域(仙游縣)、晉江流域(泉州市)、九龍江流域(漳州市)、漳江流域(云霄縣)、東溪流域(詔安縣)。
此次土壤調(diào)查根據(jù)農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測的要求,并結(jié)合各區(qū)域分布特點(diǎn),確定樣品采集布點(diǎn)方法和采樣數(shù)量。本研究采集表層(耕作層)土壤進(jìn)行分析,在表層土位置自下而上多點(diǎn)取樣,采樣深度0~20 cm,土壤量約2.5 kg,采集3~5個(gè)等量土樣并混合均勻后制成一個(gè)土壤樣品。采集土壤樣品195個(gè)。土壤樣品用四分法采用1~2 kg,做好樣品采集記錄并貼上標(biāo)簽,用聚乙烯塑料袋盛裝,運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室待處理。從195個(gè)土壤樣品中選取了40個(gè)有代表性樣品進(jìn)行理化性質(zhì)分析,包括福鼎市(2個(gè)),福安市(2個(gè)),福州市(11個(gè)),福清市(2個(gè)),莆田市的市轄區(qū)(2個(gè))、仙游縣(7個(gè)),泉州市(5個(gè)),漳州市的龍海市(4個(gè))、云霄縣(2個(gè))、詔安縣(3個(gè))。
1.2 樣品的處理與測定方法
土壤樣品的處理:在白色瓷盤內(nèi)和塑料薄膜上,攤成約2 cm厚的薄層,用木棍間斷壓碎、翻動(dòng),使自然、均勻風(fēng)干,在風(fēng)干過程中剔除石塊、植物殘?bào)w等雜物,風(fēng)干后,用瑪瑙研缽研磨,用四分法分取所需土壤量,使其全部通過20目(0.25 mm)尼龍篩,過篩后的土壤在聚乙烯薄膜上充分混勻后,再用四分法縮分至100 g左右,取適量過100目(0.15 mm)尼龍篩后盛裝在具塞玻璃試劑瓶中,用于土壤元素形態(tài)及全量分析。另一部分樣品過60目(0.30 mm)尼龍篩,用于土壤pH、陽離子交換量、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤全氮含量、總有機(jī)碳、鹽分、有效磷等理化性質(zhì)分析,土壤樣品處理執(zhí)行《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(HJ/T166-2004)》。
重金屬測定方法:汞(Hg)采用冷原子熒光光譜法(GB/T17136-1997)測定;鉛(Pb)、鎘(Cd)采用石墨爐原子吸收光譜法(GB/T17141-1997)測定。
理化指標(biāo)分析方法:土壤理化性質(zhì)采用LY/T1239-1999、LY/T1233-1999、LY/T1237-1999、LY/T 1225-1999中的方法測定。
數(shù)據(jù)處理采用SPSS18.0分析統(tǒng)計(jì)軟件。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-1995)》[15]。土壤樣品分析由廣東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所完成。
2 結(jié)果與分析
2.1 福建沿海地區(qū)農(nóng)田土壤的理化性質(zhì)
2.1.1 土壤的機(jī)械組成 福建沿海地區(qū)整體農(nóng)田土壤顏色以黃色、淺黃色、灰黃、暗黃色為主。土壤的粒徑主要分布在0.100~0.050 mm、0.020~0.002 mm和
2.1.2 土壤pH 福建沿海地區(qū)農(nóng)田土壤樣品pH測定結(jié)果見表1。表1結(jié)果顯示,福建沿海地區(qū)農(nóng)田土壤以酸性為主,平均pH 5.56。其中pH
2.1.3 土壤陽離子交換量 土壤陽離子交換量(CEC)的大小基本上代表了土壤可能保持的養(yǎng)分?jǐn)?shù)量,可作為評(píng)價(jià)土壤保肥能力的指標(biāo)。福建沿海地區(qū)CEC平均值為9.58 cmol/kg(表1)??傮w來看,福建沿海地區(qū)土壤CEC不高,各區(qū)域之間變化較大,最大值15.80 cmol/kg,最小值4.81 cmol/kg。各地區(qū)CEC大小順序?yàn)檎闹菔?、莆田市市轄區(qū)、福安市、福州市、福鼎市、福清市、詔安縣、云霄縣、泉州市、仙游縣,分別為12.88、11.80、10.52、10.21、10.02、9.64、8.48、7.90、7.75、6.35 cmol/kg。土壤CEC高于10 cmol/kg的樣品占40.0%,5~10 cmol/kg的樣品占52.5%,低于5 cmol/kg的樣品占7.5%。福建沿海地區(qū)土壤保肥能力為中上水平。
2.1.4 土壤有機(jī)質(zhì) 土壤有機(jī)質(zhì)能改善土壤的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì),有利于土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,從而促使植物的生長和養(yǎng)分的吸收。土壤有機(jī)質(zhì)也是植物所需各種礦物營養(yǎng)的重要來源,并能與各種微量元素形成絡(luò)合物,增加微量元素的有效性。 根據(jù)對(duì)土壤樣品分析,福建沿海地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量平均值為30.20 g/kg(表1)。根據(jù)全國第二次土壤普查推薦的土壤肥力分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),有機(jī)質(zhì)含量1級(jí)(大于40 g/kg)的地區(qū)為0;2級(jí)(30~40 g/kg)的地區(qū)有漳州市、詔安市、福鼎市、福安市、莆田市市轄區(qū),含量分別為37.40、35.30、33.05、32.25、30.50 g/kg;3級(jí)(20~30 g/kg)的地區(qū)有泉州市、福州市,仙游縣、福清市、云霄縣,含量分別為29.20、28.20、27.00、26.20、22.00 g/kg;沒有低于20.00 g/kg的地區(qū)。結(jié)果顯示,福建沿海地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量屬于中上水平。這可能與福建沿海地區(qū)土壤成土母質(zhì)的地球化學(xué)背景有關(guān)[17],同時(shí)調(diào)查區(qū)域主要是水稻種植區(qū),部分區(qū)域與工業(yè)區(qū)交錯(cuò),墾殖前為生長繁茂的生物群落,墾殖后一直栽種水稻,土壤長時(shí)間處于還原狀態(tài),有利于土壤有機(jī)質(zhì)的積累,合理施肥及輪作制度能夠提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。
2.1.5 土壤的全氮、有效磷、速效鉀 福建沿海地區(qū)土壤全氮含量平均值為1.75 g/kg(表1),按分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為2級(jí)(1.5~2.0 g/kg);有效磷含量平均值為32.14 mg/kg,按分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為2級(jí)(20~40 mg/kg);速效鉀含量平均值為96.50 mg/kg,按分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為4級(jí)(50~100 mg/kg)。10個(gè)地區(qū)中全氮含量為1級(jí)(>2.0 g/kg)的2個(gè)、2級(jí)(1.5~2.0 g/kg)的5個(gè)、3級(jí)(1.0~1.5 g/kg)的3個(gè);有效磷含量為1級(jí)(>40 mg/kg)的5個(gè)、2級(jí)(20~40 mg/kg)的5個(gè);速效鉀含量為2級(jí)(150~200 mg/kg)的2個(gè)、3級(jí)(100~150 mg/kg)的3個(gè)、4級(jí)(50~100 mg/kg)的4個(gè)、5級(jí)(0~50 mg/kg)的1個(gè)。結(jié)果顯示,福建沿海地區(qū)土壤的養(yǎng)分在1級(jí)和2級(jí)的樣點(diǎn)比例較大,監(jiān)測區(qū)域土壤的養(yǎng)分在中上水平。
2.2 重金屬Hg、Pb、Cd含量特征
福建沿海地區(qū)土壤重金屬Hg、Pb、Cd的統(tǒng)計(jì)描述量見表2。從表2可知,土壤重金屬Hg、Pb、Cd平均含量分別為0.44、64.69、0.22 mg/kg,平均值大小順序?yàn)镻b、Hg、Cd,平均值高于福建土壤背景值[18],根據(jù)國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)為Hg平均值超過二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值,Pb、Cd平均值在二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值內(nèi),Pb的含量與土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值比較偏低。其中,Hg含量符合一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的樣品有47個(gè)(占24.10%),符合二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的樣品有74個(gè)(占37.95%),超標(biāo)的樣品有74個(gè)(占37.95%)。Pb含量符合一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的樣品有10個(gè)(占5.13%),符合二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的樣品有185個(gè)(占94.87%),且全部遠(yuǎn)低于二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值。Cd含量符合一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的樣品有137個(gè)(占70.26%),符合二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的樣品有40個(gè)(占20.51%),超標(biāo)的樣品有18個(gè)(占9.23%)。調(diào)查還發(fā)現(xiàn)Hg超標(biāo)樣品主要分布在漳州市(42個(gè))、福州市(17個(gè))、莆田市和福安市;Pb含量漳州市、福州市、泉州市和福安市比其他地區(qū)略高。Cd超標(biāo)樣品主要分布在福州市和泉州市。重金屬含量超標(biāo)樣品主要集中在漳州市、福州市和泉州市等中心城區(qū)附近,這些地區(qū)是福建省水稻種植和工業(yè)交錯(cuò)區(qū),也是該省新興的制造業(yè)基地,經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,工業(yè)活動(dòng)頻繁。
2.3 Hg、Pb、Cd含量與土壤理化性質(zhì)的關(guān)系
利用統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)土壤樣品重金屬Cd、Hg、Pb含量與土壤理化性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)分析,結(jié)果見表3。土壤中重金屬Hg與土壤陽離子交換量的相關(guān)系數(shù)為0.405,相關(guān)極顯著;與有機(jī)質(zhì)、總有機(jī)碳的相關(guān)系數(shù)分別為0.383、0.382,相關(guān)顯著;與土壤的有效磷、速效鉀、土壤pH相關(guān)不顯著。Pb與土壤全氮含量相關(guān)系數(shù)為0.348,相關(guān)顯著;與土壤其他理化性質(zhì)相關(guān)不顯著。Cd與土壤理化性質(zhì)相關(guān)不顯著。
2.4 土壤理化性質(zhì)對(duì)重金屬含量的影響
2.4.1 重金屬Pb 土壤中Pb與土壤全氮含量相關(guān)顯著(表3),土壤中全氮含量可以預(yù)測重金屬元素的行為和含量[4]。土壤中的Pb、Cd之間存在極顯著的關(guān)系,土壤中Pb與Cd可能有同一個(gè)來源和途徑,存在同源關(guān)系,表現(xiàn)為協(xié)同作用。土壤中Pb與土壤其他理化參數(shù)沒有表現(xiàn)出明顯相關(guān)性,表明土壤中Pb受土壤的理化性質(zhì)影響較小。
2.4.2 重金屬Hg 土壤中Hg與土壤有機(jī)質(zhì)呈顯著相關(guān)(表3)。研究區(qū)域土壤有機(jī)質(zhì)含量在中上水平。土壤有機(jī)質(zhì)是影響土壤重金屬形態(tài),特別是有機(jī)結(jié)合態(tài)重金屬的一個(gè)重要因素,這與實(shí)際相符,福建沿海地區(qū)土壤重金屬Hg賦存形態(tài)以有機(jī)結(jié)合態(tài)所占比例最大,為52.3%,土壤重金屬Hg賦存形態(tài)所占比例大小順序是有機(jī)結(jié)合態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化結(jié)合態(tài)、可交換態(tài)[9]。馮新斌等[19]認(rèn)為土壤Hg的富集與土壤質(zhì)地有關(guān),黏土及有機(jī)質(zhì)高的土壤易富集Hg,而貧瘠的沙土對(duì)Hg的積累能力很弱。研究[20,21]還認(rèn)為,土壤有機(jī)質(zhì)可以決定土壤中重金屬元素的有效性,降低重金屬的毒性。土壤有機(jī)質(zhì)具有很強(qiáng)的吸附重金屬的能力,能強(qiáng)烈吸附土壤中Hg、Cu、Pb、Sn等離子。通過重金屬的吸附、絡(luò)合、離子交換等作用,可使土壤中某些重金屬沉積,并依靠與有機(jī)質(zhì)的專性吸附和表面配位作用來影響土壤中重金屬元素的行為和移動(dòng)性。研究區(qū)域土壤的陽離子交換量屬中上水平,土壤中Hg與土壤陽離子交換量呈極顯著相關(guān),同時(shí),土壤有機(jī)質(zhì)與陽離子交換量之間也存在極顯著相關(guān)。土壤CEC越高,土壤顆粒的凈負(fù)電荷就越多,因此陽離子的吸附點(diǎn)也就越多,對(duì)重金屬元素的專性吸附也就越強(qiáng),對(duì)重金屬元素的移動(dòng)性和活動(dòng)性的影響也增強(qiáng)。研究區(qū)域土壤重金屬Hg、土壤有機(jī)質(zhì)與土壤陽離子交換量三者之間存在顯著或極顯著相關(guān)。表明土壤有機(jī)質(zhì)含量是影響重金屬Hg含量的主要因子。
2.4.3 重金屬Cd 研究區(qū)域土壤屬強(qiáng)酸性土壤,土壤酸堿度直接影響生物對(duì)重金屬的吸收,而且土壤pH主要是通過影響重金屬化合物在土壤溶液中的溶解度來影響重金屬元素的行為。有研究[22,23]認(rèn)為,不同類型土壤對(duì)Cd的吸收率不同的主要原因是水溶解出土壤中的Cd隨酸堿度發(fā)生變化,pH降低,Cd的溶出率增大,反之則溶出率降低。土壤pH的變化造成Cd的形態(tài)改變,從而使Cd的有效性發(fā)生變化。研究區(qū)域土壤中的Cd與土壤理化性質(zhì)沒有表現(xiàn)出明顯相關(guān)性。表明土壤中的Cd受土壤理化性質(zhì)影響較小,但由于研究區(qū)域土壤呈強(qiáng)酸性的特點(diǎn),應(yīng)注意重金屬Cd含量的監(jiān)測。
2.5 福建沿海地區(qū)農(nóng)田土壤顆粒與重金屬的關(guān)系
表4為福建沿海地區(qū)農(nóng)田土壤顆粒與重金屬Cd、Hg、Pb含量的相關(guān)分析。由表4可知,土壤中的Cd與粒徑>2.000 mm的顆粒呈極顯著相關(guān),即土壤顆粒越大Cd含量相對(duì)增加。土壤中的Pb與土壤粒徑相關(guān)不顯著。土壤中的Hg與粒徑0.002~0.020 mm、
3 小結(jié)
1)福建沿海地區(qū)農(nóng)田土壤屬強(qiáng)酸性和酸性土壤,土壤有機(jī)質(zhì)、陽離子交換量為中上水平,土壤其他養(yǎng)分為2~3級(jí),也屬中上水平。
2)土壤重金屬含量與土壤部分理化性質(zhì)有顯著或極顯著的相關(guān)性。土壤中Hg與土壤有機(jī)質(zhì)、陽離子交換量相關(guān)顯著或極顯著;土壤中Pb與土壤全氮含量相關(guān)顯著;土壤有機(jī)質(zhì)含量是影響重金屬Hg含量的主要因子;土壤顆粒的粗細(xì)也影響重金屬含量的變化。
3)研究區(qū)域重金屬Cd、Hg在土壤中的移動(dòng)性及交互作用有待深入研究。為防止農(nóng)業(yè)土壤中重金屬進(jìn)一步升高和保證糧食安全,建議通過調(diào)節(jié)土壤性質(zhì)進(jìn)行控制治理,如改變耕作制度,調(diào)整作物品種,選擇能降低土壤重金屬污染的化肥,或施用能夠固定重金屬的有機(jī)肥等,調(diào)節(jié)土壤水分、養(yǎng)分、土壤pH和土壤氧化還原狀態(tài)及氣溫、濕度等生態(tài)因子,實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬污染物環(huán)境介質(zhì)的調(diào)控。
參考文獻(xiàn):
[1] 曾得慧,姜鳳歧,范志平,等.生態(tài)系統(tǒng)健康與人類可持續(xù)發(fā)展[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),1999,10(6):751-756.
[2] 李俊莉,宋華明.土壤理化性質(zhì)對(duì)重金屬行為的影響分析[J].環(huán)境科學(xué)動(dòng)態(tài),2003(1):24-25.
[3] 柴世偉,溫琰茂,張?jiān)颇?,?廣州郊區(qū)農(nóng)業(yè)土壤重金屬含量與理化性質(zhì)的關(guān)系[J].農(nóng)村生態(tài)環(huán)境,2004,20(2):55-58.
[4] 谷一凡,何 明,李進(jìn)玲,等.上海奉賢區(qū)土壤理化性質(zhì)與重金屬含量的關(guān)系[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)科學(xué)版),2009,28(6):601-605,623.
[5] HOSSNER L,HONS F M. Soils restoration[A].STEWART B D.Advances in Soil Science[C]. New York:Spinger-Verlag,1992. 311-340.
[6] 賴德芳.漳州市耕地重金屬污染評(píng)價(jià)[J].土壤肥料,2005(6):15-19.
[7] 鄭海峰.福建省耕地重金屬污染狀況調(diào)查[J].福建農(nóng)業(yè)科技,2003(6):14-16.
[8] 柯慶明,梁康逕,鄭履端,等.福建省水稻稻米重金屬污染的對(duì)應(yīng)分析[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2005,16(10):1918-1923.
[9] 陳迪云,謝文彪,宋 剛,等.福建沿海農(nóng)田土壤重金屬污染與潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究[J].土壤通報(bào),2010,41(1):194-199.
[10] 陳迪云,謝文彪,楊軍華,等.福建沿海地區(qū)水稻重金屬含量特征[J].廣州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007,6(6)67-71.
[11] 陳劍俠,姜能座,楊冬雪,等.福建省茶園土壤中重金屬的監(jiān)測與評(píng)價(jià)[J].茶葉科學(xué)技術(shù),2009(3):26-29.
[12] 許 靜,陳永快,鄒 暉.福建省不同區(qū)域土壤、蔬菜重金屬污染現(xiàn)狀分析[J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2011,26(4):645-651.
[13] 陳迪云,謝文彪,宋 剛,等.福建沿海地區(qū)土壤――水稻重金屬轉(zhuǎn)移規(guī)律研究[J].廣州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,9(4):61-65.
[14] 謝文彪,楊軍華,陳穗玲,等.福建沿海水稻Cd、Pb、Hg等重金屬含量變化規(guī)律[J].生態(tài)環(huán)境,2008,17(1):206-209.
[15] GB15618-1995,土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].
[16] 周愛國,蔡鶴生.地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)理論與應(yīng)用[M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社,1998.
[17] 胡省英,冉偉彥,范宏瑞.土壤-作物系統(tǒng)中重金屬元素的地球化學(xué)行為[J].地質(zhì)與勘探,2003,39(5):84-87.
[18] 中國環(huán)境監(jiān)測總站.中國土壤環(huán)境背景值[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,1990.
[19] 馮新斌,唐桂萍.土壤汞的地球化學(xué)行為及其污染的防治對(duì)策[J].地質(zhì)地球化學(xué),2002,30(4):75-79.
[20] COVELO E F,VEGA F,ANDRADE M L.Heavy metal sorption and desorption capacity of soils containing endogenous contaminants[J].Journal Hazard Mater,2007,143(1):419-430.
[21] 劉世梁,崔保山,溫敏霞,等.路域土壤重金屬空間變異的影響因子[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2008,28(21):253-260.
土壤是種養(yǎng)殖農(nóng)產(chǎn)品主要的環(huán)境要素,其承擔(dān)著產(chǎn)地環(huán)境中大約90%來自各方的污染物[1]。近年來,由于產(chǎn)地土壤環(huán)境受到污染而造成的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題逐漸增多,引起了廣泛的重視和研究[2]。土壤污染具有多源性、隱蔽性、累積性等特性,決定了它對(duì)生長在其中的農(nóng)產(chǎn)品危害的復(fù)雜性、長期性、潛在性和突發(fā)性[3]。因此,研究產(chǎn)地土壤環(huán)境中主要污染物的來源、特點(diǎn)以及污染現(xiàn)狀,提出相應(yīng)的防治措施,對(duì)有效保護(hù)我國農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤環(huán)境,保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全具有重要的意義。
一、產(chǎn)地土壤環(huán)境污染的定義及分類
土壤污染的定義目前不統(tǒng)一,主要有3種不同觀點(diǎn)。(1)“絕對(duì)性”定義,即部分學(xué)者認(rèn)為由人類向土壤添加有害物質(zhì),土壤中該有害物質(zhì)含量超過了土壤背景值,土壤就受到了污染。(2)“相對(duì)性”定義,即有學(xué)者以特定的參照數(shù)據(jù)來加以判斷,如以土壤背景值加2倍標(biāo)準(zhǔn)值為臨界值,如果超過臨界值,則認(rèn)為土壤已被污染。(3)“綜合性”定義,即定義為不但要看含量的增加,還要看后果,即當(dāng)加入土壤的污染物超過土壤的自凈能力,或污染物在土壤中累積量超過土壤基準(zhǔn)值,而給生態(tài)系統(tǒng)造成危害,此時(shí)才能被稱為污染。由于第3種定義更具有實(shí)際意義,而被使用的最多。土壤污染主要可分為無機(jī)物污染(重金屬、化肥、鹽堿類),有機(jī)物污染(主要是持久性有機(jī)污染物,如多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯以及難降解的農(nóng)藥等有機(jī)物質(zhì)),生物污染(帶有病菌的城市垃圾、廄肥等)以及放射性污染(鍶和銫等在土壤中生存期長的放射性元素)等類型,污染物可單獨(dú)對(duì)土壤的污染起作用,但多數(shù)是多種污染物共存的復(fù)合污染。產(chǎn)地土壤環(huán)境的污染物來源復(fù)雜,但主要來自工礦企業(yè)“三廢”污染和污水灌溉兩個(gè)方面。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國耕地污染退化面積約占總耕地面積的1/10,其中工業(yè)“三廢”污染的耕地近1000萬hm2,使用污水灌溉的耕地已達(dá)330多萬hm2[4]。近年來,農(nóng)業(yè)面源污染也開始成為引起土壤污染的一個(gè)重要因素。
二、主要的產(chǎn)地土壤環(huán)境污染物
(一)重金屬類物質(zhì)
目前,國際上公認(rèn)影響比較大、毒性較高的重金屬類物質(zhì)一般有5種,即汞、鎘、鉛、鉻、砷。20世紀(jì)50-70年代,日本富士縣的“骨痛病”就是由于鎘污染而導(dǎo)致糙米中鎘超標(biāo)而引起的,患者數(shù)千人,其中數(shù)百人死亡,至今還有人不斷提出和索賠。隨著我國工業(yè)和農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,城市化進(jìn)程的不斷加快,由于污水灌溉和工礦企業(yè)排污引起的產(chǎn)地土壤環(huán)境重金屬污染問題也逐漸顯現(xiàn)。如我國20世紀(jì)70年代,就有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)遼寧省沈陽張士灌區(qū)的土壤重金屬超標(biāo)嚴(yán)重,污染面積達(dá)2500多hm2,造成農(nóng)產(chǎn)品無法食用[5]。雷鳴等人對(duì)湖南工礦污染區(qū)的調(diào)查也顯示,株洲和湘潭等地工礦污染地區(qū)的鎘、砷和鉛污染面積占當(dāng)?shù)馗乜偯娣e的90%以上[6]。在各類農(nóng)產(chǎn)品中,水稻和葉菜類蔬菜是最易富集重金屬元素的農(nóng)作物[7~8],因此,當(dāng)土壤被環(huán)境中的重金屬污染后,稻米和葉菜類蔬菜中重金屬殘留問題值得關(guān)注。重金屬污染普遍具有以下共同點(diǎn):(1)污染面積逐漸擴(kuò)大。由于重金屬類物質(zhì)與污染排放密不可分,隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,特別是重工業(yè)的地域性轉(zhuǎn)移,重金屬元素威脅的范圍逐漸加大。(2)污染治理耗時(shí)較長。土壤中的重金屬很難靠稀釋作用和自凈化作用來消除,即使通過生物修復(fù)等手段,某些被重金屬污染的土壤也可能要100~200年時(shí)間才能夠恢復(fù)。(3)累積性和不可逆性。土壤中的重金屬會(huì)被農(nóng)作物吸收,通過食物鏈逐級(jí)放大和改變存在形態(tài),從而對(duì)人體健康造成嚴(yán)重威脅。比如,汞被生物體甲基化后形成甲基汞,其具有神經(jīng)毒性的環(huán)境污染物,主要侵犯中樞神經(jīng)系統(tǒng),可造成語言和記憶能力障礙等嚴(yán)重問題。人體長期攝入重金屬,會(huì)蓄積于內(nèi)臟和骨骼中,引起多種疾病。如在人體內(nèi),鎘的半衰期長達(dá)7~30年,可蓄積50年之久,能對(duì)多種器官和組織造成損害[9]。如此長的半衰期,對(duì)人體來說甚至是不可逆的,一旦進(jìn)入體內(nèi)就難以排出。
(二)持久性有機(jī)污染物(POPs)
POPs是指一類具有長期殘留性、生物蓄積性、半揮發(fā)性和高毒性,能夠在大氣環(huán)境中長距離遷移并能沉積回地球,對(duì)人類健康和環(huán)境具有嚴(yán)重危害的天然或人工合成的有機(jī)物質(zhì)。目前,我國污染較為嚴(yán)重的POPs物質(zhì)主要有:(1)多環(huán)芳烴(PAHs)。我國已有學(xué)者開展了對(duì)京津及附近地區(qū)、長三角地區(qū)、珠三角地區(qū)及東南沿海等區(qū)域的研究。結(jié)果表明,土壤中的PAHs主要來源于燃燒源(包括工業(yè)燃煤、汽車尾氣排放等)。對(duì)北京郊區(qū)土壤中16種PAHs的研究表明,土壤中16種PAHs的平均濃度為1350μg/kg,其含量范圍在16~3880μg/kg之間[10]。(2)有機(jī)氯農(nóng)藥(OCPs)。OCPs具有高效的殺蟲力,1950-1970年被廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),但是由于OCPs特殊的物理化學(xué)性質(zhì),其難以被化學(xué)降解和生物降解,在土壤中半衰期可達(dá)幾年甚至十幾年。由于OCPs嚴(yán)重對(duì)環(huán)境的影響,從20世紀(jì)80年代起許多國家開始禁止或限制使用OCPs。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國多年來累計(jì)施用滴滴涕40多萬t,六六六等OCPs19萬余t,雖然OCPs目前已被禁止使用,但是由于降解緩慢,其對(duì)土壤的污染仍不容小視[11~12]。(3)二英(Dioxin)。二英是一類物質(zhì)的簡稱,包括210多種化合物。焚燒垃圾和塑料制品,以及有機(jī)物和氯的熱處理過程,都會(huì)釋放二英類物質(zhì)。它們通過大氣干濕沉降、污水污泥農(nóng)用以及廢棄物堆放等多種途徑進(jìn)入土壤環(huán)境[13]。我國有學(xué)者對(duì)一些地區(qū)土壤中二英含量的調(diào)查顯示,部分省份土壤存在二英污染問題,其中鋼鐵廠和垃圾焚燒廠周圍土壤污染尤為明顯[14~16]。(4)多氯聯(lián)苯(PCBs)。PCBs不但具有持久性有機(jī)污染物高毒、難降解的共同特點(diǎn),同時(shí)還是內(nèi)分泌干擾物,對(duì)人類健康和環(huán)境具有嚴(yán)重危害。目前,在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家和地區(qū),已發(fā)現(xiàn)有較高濃度的PCBs。在不發(fā)達(dá)國家和地區(qū)、人跡罕至的海洋、大氣、水、土壤中也發(fā)現(xiàn)了PCBs。我國從1965年開始生產(chǎn)PCBs,到20世紀(jì)80年代初停產(chǎn),共生產(chǎn)上萬t,多年的使用造成一些地區(qū)環(huán)境污染嚴(yán)重[17],已經(jīng)在局部地區(qū)釀出了嚴(yán)重污染事件。POPs污染的主要特點(diǎn):(1)高毒性。主要表現(xiàn)為它的“三致性”,即致癌、致畸、致突變效應(yīng)。它還具有遺傳毒性,能造成人體內(nèi)分泌系統(tǒng)紊亂,使生殖和免疫系統(tǒng)受到破壞,并誘發(fā)癌癥和神經(jīng)性疾病。(2)持久性。POPs類有機(jī)污染物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,在自然條件下很難被降解。研究表明,即使是很多年前使用過,在許多地方依然能夠發(fā)現(xiàn)它們的殘留物,POPs分子結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵具有相對(duì)較高的鍵能,可以抵御光解、化學(xué)和生物降解。一旦它們釋放進(jìn)入環(huán)境,將有可能在環(huán)境中持久存在。(3)生物蓄積性。POPs類有機(jī)污染物分子結(jié)構(gòu)中通常含有鹵素原子,具有低水溶性、高脂溶性的特征,因而能夠在脂肪組織中發(fā)生生物蓄積,從而導(dǎo)致從周圍介質(zhì)遷移、富集到生物體內(nèi),并通過食物鏈的生物放大作用達(dá)到中毒濃度。(4)遷移性。POPs具有半揮發(fā)性,能夠從水體或土壤中以蒸汽形式進(jìn)入大氣環(huán)境或被大氣顆粒物吸附,通過大氣環(huán)流遠(yuǎn)距離遷移。在較冷或高海拔地方會(huì)重新沉降到地面上。而后在溫度升高時(shí),它們會(huì)再次揮發(fā)進(jìn)入大氣,進(jìn)行遷移。如今在地球兩極以及珠穆朗瑪峰地區(qū)都已監(jiān)測到POPs物質(zhì)的存在。
(三)農(nóng)業(yè)面源污染物質(zhì)
農(nóng)業(yè)面源污染主要是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中濫施化肥、農(nóng)藥和農(nóng)用地膜所致。(1)化肥。自從1843年人類開始生產(chǎn)化肥以來,化肥的使用已有165年的歷史,隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展,全球化肥施用量將不斷增加。我國自20世紀(jì)80年代開始,化肥施用量逐年增長。農(nóng)業(yè)部數(shù)據(jù)顯示,目前使用量約穩(wěn)定在5460萬t(折純量),平均施用量達(dá)500kg/hm2以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出發(fā)達(dá)國家225kg/hm2的安全上限。由于化肥主要來源于礦物,其中含有大量的重金屬類物質(zhì),比如用作磷肥的礦石中通常含有一定量的鎘元素,過量施用必然會(huì)造成間接污染。(2)農(nóng)藥。雖然有機(jī)氯等高殘留農(nóng)藥目前已被禁止,但其他農(nóng)藥使用問題也非常突出。據(jù)統(tǒng)計(jì),2006年我國農(nóng)藥年產(chǎn)量約130萬t,使用面積約2.8億hm2,只有約20%能被作物吸收利用,大部分進(jìn)入了水體、土壤及農(nóng)產(chǎn)品中[18~19]。除有效成分外,農(nóng)藥中的助劑等其他成分也會(huì)長期殘留于產(chǎn)地土壤環(huán)境中,形成持續(xù)污染。(3)農(nóng)用地膜。由于設(shè)施農(nóng)業(yè)的普及,地膜污染也在加劇,近20年來,我國的地膜用量和覆蓋面積已居世界首位,2010年地膜覆蓋面積約為1.8×1011m2,年用量約為130萬t,年均約有50萬t農(nóng)膜殘留于土壤中,殘膜率達(dá)40%。而且在全部農(nóng)膜市場中,高檔農(nóng)膜僅占2%,中低檔農(nóng)膜高達(dá)98%[20]。殘留土壤中的劣質(zhì)地膜不但破壞土壤結(jié)構(gòu),減低土壤肥力,還會(huì)在分解過程中析出鉛、錫等有毒物質(zhì),影響作物安全。面源污染的主要特點(diǎn):(1)影響面積大。與重金屬污染等集中于工礦企業(yè)周邊不同,面源污染物質(zhì)影響面積非常大[21]。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國化肥利用率不到4成,在施用過程中,大量肥料未被有效利用并流失,這在我國幾乎所有耕地中都會(huì)產(chǎn)生。(2)直接危害小。大多數(shù)面源污染物主要影響水體環(huán)境,對(duì)產(chǎn)地土壤環(huán)境的直接危害較小,其危害主要表現(xiàn)在間接方面,即長期過量使用化肥會(huì)出現(xiàn)土壤孔隙堵塞、板結(jié)甚至酸化,降低微生物活性,從而降低農(nóng)作物產(chǎn)量,同時(shí)能活化重金屬等有害物質(zhì),影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。(3)污染控制難。農(nóng)業(yè)面源污染的污染源并不具體,同時(shí)在給定的區(qū)域內(nèi)它們的排放是相互交叉的,加之不同的地理、氣象、水文條件對(duì)污染物的遷移轉(zhuǎn)化影響很大,因此很難具體監(jiān)測單個(gè)污染源的排放并加以控制。
三、我國產(chǎn)地土壤環(huán)境污染的主要問題分析
(一)污染源頭控制不到位
由于我國部分企業(yè)環(huán)保意識(shí)不強(qiáng),污染控制技術(shù)不達(dá)標(biāo),工業(yè)“三廢”和污水灌溉造成的產(chǎn)地土壤環(huán)境污染并未禁絕,污染事故仍時(shí)有發(fā)生。同時(shí),由于我國環(huán)境管理體系主要建立在城市和重要點(diǎn)源污染防治上,對(duì)面源污染重視不夠,導(dǎo)致農(nóng)村環(huán)境治理體系的發(fā)展嚴(yán)重滯后。加之農(nóng)業(yè)投入品使用方式粗放,缺乏科學(xué)引導(dǎo),特別容易導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染,使目前畜禽養(yǎng)殖業(yè)和礦物肥料大量施用造成的產(chǎn)地土壤環(huán)境污染問題逐步顯現(xiàn)。
(二)污染底數(shù)不清楚
目前我國產(chǎn)地土壤環(huán)境污染途徑多,原因復(fù)雜,由土壤污染引發(fā)的農(nóng)產(chǎn)品安全事件時(shí)有發(fā)生,成為影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、群眾健康和社會(huì)穩(wěn)定的重要因素。而現(xiàn)在已開展的污染監(jiān)測工作覆蓋范圍較窄,對(duì)產(chǎn)地土壤污染的范圍、程度甚至污染物種類缺乏整體的掌握,導(dǎo)致防治缺乏針對(duì)性。
(三)污染治理缺乏有效手段
產(chǎn)地土壤環(huán)境污染治理的難度較大,其主要原因在于土壤本身的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且各地土壤背景情況各不相同,對(duì)污染物的結(jié)合情況多變,加之復(fù)合污染物之間的相互作用,使得快速解決土壤污染問題難以實(shí)現(xiàn)。土壤污染修復(fù)的方法多種多樣[22],包括物理方法,如客土法、熱處理法等,缺點(diǎn)在于費(fèi)用昂貴,難以用于大規(guī)模污染土壤的改良?;瘜W(xué)方法,如化學(xué)固定或化學(xué)淋洗等,但前者只能降低污染物的生物有效性,后者又容易造成二次污染。生物修復(fù)方法,其中植物修復(fù)以運(yùn)行成本低,回收和處理富集重金屬的植物較為容易,成為了近年來發(fā)展的熱點(diǎn),但該方法的主要問題在于超積累植物較難獲得,同時(shí)植物對(duì)重金屬一季累積的絕對(duì)量并不可觀。
四、產(chǎn)地土壤環(huán)境污染的防治對(duì)策建議
(一)杜絕污染源頭
消除工業(yè)“三廢”對(duì)產(chǎn)地的污染排放,嚴(yán)格污灌管理。加大環(huán)保監(jiān)管和執(zhí)法力度,嚴(yán)格執(zhí)行國家制定的污染排放標(biāo)準(zhǔn),杜絕超標(biāo)排放現(xiàn)象。特別注重產(chǎn)地環(huán)境的保護(hù)工作,設(shè)立定位監(jiān)測點(diǎn),健全農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。同時(shí),嚴(yán)格控制農(nóng)業(yè)面源污染。應(yīng)加大對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染的重視程度,加強(qiáng)農(nóng)業(yè)環(huán)境法律法規(guī)建設(shè),完善農(nóng)村環(huán)境管理機(jī)構(gòu)。積極轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式,推進(jìn)測土配方施肥、精準(zhǔn)施肥、水肥一體化等農(nóng)業(yè)技術(shù),鼓勵(lì)使用農(nóng)家肥或其他有機(jī)肥料,提高化肥利用率,從源頭上減少化肥流失造成的面源污染。
(二)做好農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤環(huán)境治理規(guī)劃和分級(jí)工作
農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤環(huán)境污染往往呈現(xiàn)時(shí)空變異性,同時(shí)由于污染物種類繁多,潛在的相互作用等因素,難以簡單界定。因此,應(yīng)積極開展農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤環(huán)境的小比例尺詳細(xì)普查數(shù)據(jù),摸清污染原因、污染種類和范圍程度,做好治理的規(guī)劃計(jì)劃。同時(shí),健全產(chǎn)地土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn),組織開展污染等級(jí)劃分工作,對(duì)未污染的土壤,要進(jìn)一步加大保護(hù)力度;對(duì)輕度污染的土壤,應(yīng)抓緊修復(fù)治理或種植替代作物;對(duì)有毒有害物質(zhì)超標(biāo)嚴(yán)重的土壤,應(yīng)堅(jiān)決設(shè)立禁止生產(chǎn)區(qū),或科學(xué)調(diào)整種植其他非食用農(nóng)作物。
關(guān)鍵詞 草莓園土壤;重金屬;土壤本底值;評(píng)價(jià)
中圖分類號(hào) X825 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2016)19-0181-02
Abstract The heavy metal in the soil of strawberry fields was researched,and compared the determination value with the soil background value. It was found that the heavy metal content of mercury in the soil was more than limit value of Level Ⅱ of soil environmental quality standards.The cadmium element was close to the maximum of the soil background value,and other elements,such as lead,chromium,nickel,copper,zinc,selenium,cobalt,vanadium and antimony were basically in accordance with the requirements of the Level Ⅱ of national soil environmental quality standards.The research of heavy metals in the soil of strawberry fields could provided reference for the sustainable development of local strawberry industry and the improvement of the ecological environment quality of strawberry field.
Key words strawberry fields soil;heavy metal;soil background value;evaluation
土壤重金屬含量是綠色食品產(chǎn)地環(huán)境監(jiān)測中的一項(xiàng)重要指標(biāo)[1]。當(dāng)重金屬積累到一定程度就會(huì)對(duì)果園土壤造成污染,進(jìn)而影響果樹的生長發(fā)育和果品品質(zhì),再通過食物鏈對(duì)人體健康造成危害[2]。目前,國內(nèi)外對(duì)果園土壤的可持續(xù)發(fā)展已有一些研究,如中國山東檢測了蘋果主產(chǎn)區(qū)部分果園的土壤重金屬含量,檢出鉛、鎘和汞等重金屬超標(biāo)[3-4];在美國重金屬污染監(jiān)測已被納入果園的營養(yǎng)管理[5]。為此,2000年中國農(nóng)業(yè)部頒布了《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境與技術(shù)條件(NY/T 391―2000)》[6]。大氣中的大多數(shù)重金屬經(jīng)自然沉降[7]和雨淋沉降進(jìn)入土壤中。隨著人們對(duì)果實(shí)質(zhì)量及產(chǎn)量的追求,含有鎘、砷、鉛等重金屬的農(nóng)藥和化肥越來越多地被廣泛應(yīng)用于果實(shí)成長的不同時(shí)期[8]。本文選取了某地草莓園為代表進(jìn)行土壤重金屬的研究,并與土壤本底值進(jìn)行對(duì)比,旨在研究該處土壤受重金屬污染的現(xiàn)狀。
1 材料與方法
1.1 儀器與試劑
儀器:美國安捷倫公司電感耦合等離子質(zhì)譜聯(lián)用儀(ICP-MS);北京吉天儀器有限公司雙道原子熒光光度計(jì);瑞士METTLER TOLEDO XS105DU電子天平。
試劑:國藥集團(tuán)化學(xué)有限公司硝酸,ρ(HNO3)=1.42 g/mL,優(yōu)級(jí)純、鹽酸,ρ(HCl)=1.18 g/mL,優(yōu)級(jí)純、氫氟酸,ρ(HF)=1.16 g/mL,優(yōu)級(jí)純;上海桃浦化工廠高氯酸。
標(biāo)準(zhǔn)溶液:單元素標(biāo)準(zhǔn)貯備液汞;28種混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,即鈹、硼、鋁、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、砷、硒、鍶、鉬、銀、鎘、銻、鋇、鉈、鉛等混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,濃度為100.0 mg/L。
稀釋液:稱取0.2 g重鉻酸鉀(優(yōu)級(jí)純),用少量水溶解,加入28 mL硫酸(優(yōu)級(jí)純),用水稀釋至1 000 mL,搖勻。
ICP-MS質(zhì)譜調(diào)諧液:鋰(Li)、釔、鈰、鉈、鈷、鎂混合溶液,濃度為1 μg/L。
ICP-MS內(nèi)標(biāo)溶液:Li6、Sc、Ge、Rh、In、Tb、Lu、Bi混合溶液,濃度為400 μg/L。純水:純水電阻率大于18.2 MΩ?cm。
1.2 儀器工作條件
ICP-MS條件:射頻功率1 500 W;等離子體氣流量15 L/min;霧化器流量1.0 L/min;霧化室溫度2 ℃;峰型3個(gè)點(diǎn);重復(fù)3次;數(shù)據(jù)采集為質(zhì)譜圖;內(nèi)標(biāo)加入方式為自動(dòng)加入。
原子熒光工作條件:光電倍增管負(fù)高壓280 V;燈電流30 mA;載氣流量300 mL/min;原子化器高度10 mm;讀數(shù)延遲時(shí)間0.5 s。
1.3 土壤樣品采集及處理方法
選取某大型草莓園的土壤樣品進(jìn)行研究。草莓園為長方形塊田,面積較小、地勢平坦、研究區(qū)域較端正等特點(diǎn),采用挖坑剖面取樣采集土壤樣品,即按雙對(duì)角線法布點(diǎn)采樣。根據(jù)采樣點(diǎn)代表性、典型性、適時(shí)性原則在草莓園園區(qū)選5個(gè)采樣點(diǎn),點(diǎn)位名稱分別標(biāo)記為土壤-1、土壤-2、土壤-3、土壤-4、土壤-5。向下15~30 cm土層采集土壤樣品,每個(gè)采樣點(diǎn)上,按層垂直向下切取土壤。因?yàn)楸狙芯繉?duì)象為土壤中金屬含量,避免使用金屬器具取樣。采用鐵鍬向土層下挖15 cm,再用竹片去除邊緣約1 cm厚的土層,每個(gè)點(diǎn)取厚約1 cm的土壤(1 kg左右),且在每個(gè)點(diǎn)上所取的土量基本相等,采樣完畢后將各點(diǎn)的土樣裝入塑料袋,混合均勻并貼上標(biāo)簽。
將采回的土樣放在木盤中,攤成約2 cm厚的薄層,置于室內(nèi),用木棒或者玻璃棒間隔地翻動(dòng)通風(fēng)陰干。在風(fēng)干過程中隨時(shí)揀去粗大的動(dòng)植物殘?bào)w如根、莖、葉、蟲體等和石塊、結(jié)核(石灰、鐵、錳)。將風(fēng)干的土樣輕輕倒入木盤上,用木棍壓碎,并不斷揀除碎石、砂礫及植物根莖等。再將壓碎的樣品過200目尼龍篩,過篩的樣品全部置于聚乙烯塑料袋里面,以備分析測試使用。
1.4 樣品預(yù)處理方法
測量汞樣品的預(yù)處理方法:稱取經(jīng)風(fēng)干、研磨并過200目篩的土壤樣品0.2~1.0 g(精確至0.000 2 g)于50 mL具塞比色管中,加少許水潤濕樣品,加入10 mL(1+1)王水,加塞后搖勻,于沸水浴中消解2 h,取出冷卻至室溫,用稀釋液稀釋至刻度,搖勻后放置,取上清液待測。同時(shí)做空白試驗(yàn)。
測量其他重金屬樣品的預(yù)處理方法:稱取經(jīng)風(fēng)干、粉碎、過200目篩的樣品0.2~0.5 g(精確0.000 1 g)于專用聚四氟乙烯消解管中,滴加少量水潤濕,再加10 mL硝酸、8 mL氫氟酸、3 mL高氯酸,等其設(shè)備溫度達(dá)到200 ℃時(shí),將其加熱90 min左右,在這過程中,消解罐都必須加蓋。再冷卻10 min左右,再次加4 mL硝酸、1 mL氫氟酸。等溫度加到200 ℃,加熱120 min,在這過程不需要加蓋。隨后冷卻15 min,最后加2 mL水、0.3 mL硝酸。最后冷卻15 min。取出定容到50 mL加蓋搖勻,同時(shí)做試劑空白。
2 結(jié)果與分析
電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測定的結(jié)果見表1。原子熒光光譜儀測定汞的結(jié)果見表2。
《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618―2008)中土壤無機(jī)污染物的環(huán)境質(zhì)量第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)定,菜地各重金屬的含量限值如下:總鎘0.60 mg/kg、總汞0.8 mg/kg、總鉛50 mg/kg、總鉻250 mg/kg、總鎳90 mg/kg;果園土壤中總銅的含量限值是200 mg/kg;其余土壤中各重金屬的含量限值如下:總鋅300 mg/kg、總硒3.0 mg/kg、總鈷40 mg/kg、總釩130 mg/kg、總銻10 mg/kg。由表1可以看出,鎘、鉛、鉻、鎳、銅、鋅、硒、鈷、釩、銻等重金屬含量未超過土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值,但是硒在地殼中的豐度值為0.08 mg/kg。世界土壤范圍值0.01~12.00 mg/kg,中位值0.4 mg/kg;中國4 000個(gè)表土樣品實(shí)測值0.006~9.131 mg/kg,中位值0.207 mg/kg,算術(shù)均值0.290 mg/kg,幾何均值0.216 mg/kg,95%置信范圍0.047~0.993 mg/kg[9]。從表1可以看出,硒的含量嚴(yán)重超出了土壤本底值,一定濃度的硒對(duì)植物生長發(fā)育有著積極的促進(jìn)作用,在增加作物產(chǎn)量、提高作物品質(zhì)方面也有著顯著的功效。但是硒過量所導(dǎo)致的各種負(fù)面效應(yīng),高濃度抑制植物生長,導(dǎo)致植物出苗較弱、生長緩慢、產(chǎn)量下降,同時(shí)有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率下降,甚至有毒害作用。硒主要來自成土母質(zhì)母巖及生物循環(huán),此外還來源于化學(xué)肥料的污染等。
據(jù)4 000個(gè)表土樣品環(huán)境背景值中銀的實(shí)測值為0.001~0.840 mg/kg;中位值0.10 mg/kg;算術(shù)均值0.13 mg/kg;幾何均值0.11 mg/kg;95%置信范圍0.027~0.410 mg/kg[9]。草莓園檢測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)5個(gè)土壤樣品中Ag含量均高出土壤的本底值。
鎘在地殼中的豐度值為0.20 mg/kg,世界土壤范圍值0.01~2.00 mg/kg;中位值0.35 mg/kg;中國土壤樣品實(shí)測值0.001~13.4 mg/kg,中位值0.079 mg/kg,幾何均值0.074 mg/kg,95%置信范圍0.017~0.333 mg/kg[9]。高于0.333 mg/kg的土壤可能是土壤鎘污染的起始值或土壤Cd的高背景值。
可以看出,草莓園土壤-1和土壤-3的鎘含量分別為0.329、0.314 mg/kg,接近土壤本底值的最高限度,鎘影響草莓的生長發(fā)育,草莓根系是受害最嚴(yán)重的器官,鎘污染使草莓的結(jié)果能力降低、果實(shí)品質(zhì)下降,甚至?xí)蚬麑?shí)中鎘含量超標(biāo)而不能食用。分析原因可能來源于施肥尤其是磷肥的施用,因?yàn)榱椎V中含有大量的鎘,應(yīng)引起足夠重視。
汞在地殼中的豐度值0.089 mg/kg,世界土壤范圍值0.01~0.50 mg/kg,中位值0.065 mg/kg;中國4 092個(gè)土壤樣品總汞實(shí)測值0.001~45.900 mg/kg,中位值0.038 mg/kg,幾何均值0.040 mg/kg,95%置信范圍0.006~0.272 mg/kg[9]。高于0.5 mg/kg的土壤,即認(rèn)為已受到汞污染(或?yàn)楦弑尘皡^(qū)),對(duì)生態(tài)會(huì)產(chǎn)生不良影響;高于1.0 mg/kg,會(huì)對(duì)生態(tài)造成較嚴(yán)重的危害,生長在這種土壤的糧食,殘留汞可能超過食用標(biāo)準(zhǔn)。
從表2可以看出,草莓園土壤中汞的含量超出土壤無機(jī)污染物的環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值,表現(xiàn)為高污染區(qū)土壤。汞污染主要來自污灌、燃煤、汞冶煉廠和汞制劑廠(儀表、電氣、氯堿工業(yè)等)的排放,含汞農(nóng)藥和含汞底泥肥料的使用也是重要的的汞污染源。土壤中的汞是不會(huì)對(duì)植物生長產(chǎn)生很大影響,但存留在籽實(shí)中的汞會(huì)通過食物鏈危害到人體的健康。土壤中的汞含量高與果園長期施用農(nóng)藥有很大關(guān)系,另外大氣沉降等對(duì)土壤汞的累積也會(huì)有一定影響,機(jī)動(dòng)車輛使用產(chǎn)生的廢氣揚(yáng)塵中含有一定量重金屬等。
3 結(jié)論與討論
果園土壤重金屬積累到一定程度就會(huì)對(duì)土壤造成污染,從而影響果樹的生長發(fā)育和果品品質(zhì),再通過食物鏈對(duì)人體健康造成危害。盡管草莓園土壤環(huán)境質(zhì)量為清潔或尚清潔,但土壤中汞含量均超出土壤無機(jī)污染物的環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值,應(yīng)引起有關(guān)部門的重視,采取防范措施,防止果園土壤環(huán)境質(zhì)量惡化。果園土壤重金屬污染的防治應(yīng)堅(jiān)持預(yù)防為主的方針,著重控制和消除污染源,促使其科學(xué)施加農(nóng)藥和肥料,盡可能增加有機(jī)肥的施用,使其與土壤中的重金屬形成螯合物而降低其生物有效性,以降低和逐步消除重金屬對(duì)果樹生產(chǎn)的影響,確保果品生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)高效。
結(jié)合研究結(jié)論提出建議:建立草莓種植園區(qū)不僅要在設(shè)立后嚴(yán)格把關(guān)草莓生長過程中的環(huán)境質(zhì)量,還應(yīng)在設(shè)立前預(yù)先調(diào)查基地的土壤環(huán)境質(zhì)量,依據(jù)土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果設(shè)立無公害草莓種植基地。就土壤中汞元素而言,含量超過了土壤無機(jī)污染物的環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值,鎘元素已經(jīng)接近土壤本底值的最高限度,但是整體基本符合國家二級(jí)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)土壤環(huán)境要求,個(gè)別微量重金屬含量在國家一級(jí)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中,只需對(duì)鎘、汞2種重金屬元素來源進(jìn)行相應(yīng)控制。研究區(qū)工業(yè)生產(chǎn)、交通活動(dòng)對(duì)土壤重金屬含量都有顯著的影響,因而在工廠周邊和道路兩旁應(yīng)設(shè)置隔離防護(hù)帶,以減輕其周邊菜地土壤的重金屬污染,或者在一定距離之外設(shè)置草莓生長基地。同時(shí)還應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)土壤理化性質(zhì),從而改變土壤重金屬的吸附與解吸規(guī)律,控制土壤重金屬的有效態(tài)含量。此外,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中,合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)行為也有助于控制土壤重金屬含量。
4 參考文獻(xiàn)
[1] 張林森,梁俊,武春林,等.陜西蘋果園土壤重金屬含量水平及其評(píng)價(jià)[J].果樹學(xué)報(bào),2004,21(2):103-105.
[2] 陳燕,謝正生,鄭小林,等.楊桃對(duì)土壤重金屬元素的吸收與富集[J].云南植物研究,2009,31(4):369-373.
[3] 馮建國,陶訓(xùn),于毅,等.蘋果園的污染和病蟲無公害防治技術(shù)研究[J].中國果樹,2000(2):9-13.
[4] 馮明祥,王佩圣,王繼青,等.青島郊區(qū)果園土壤重金屬和農(nóng)藥污染研究[J].中國果樹,2002(1):24-26.
[5] PERYEA F J.Heavy metal contamination in deciduous tree fruit orchards:Implications for mineral nutrient management[J].Acta Hort,2001,564:31-39.
[6] 中國農(nóng)業(yè)部.綠色食品產(chǎn)地環(huán)境技術(shù)條件:NY/T 391―2000[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2003.
[7] 張輝.南京某合金廠土壤鉻污染研究[J].中國環(huán)境科學(xué),1997,17(2):80-82.
關(guān)鍵詞:重金屬;污染;土壤;
Abstract: At present, the soil heavy metal pollution research in our countries is a rather hot topic. In a broad range of data collection, based on the prevention and control of soil heavy metal pollution, the paper put forward some Suggestions and ideas.
Key Words: heavy metal; pollution; soil;
中圖分類號(hào):[TE991.3]文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一項(xiàng)由原國家環(huán)??偩诌M(jìn)行的土壤調(diào)查結(jié)果顯示,廣東省珠江三角洲近40%的農(nóng)田菜地土壤遭重金屬污染,其中10%屬嚴(yán)重超標(biāo)。由于土壤重金屬污染具有隱蔽性、不可逆性和持久性,對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康影響深遠(yuǎn),所以土壤重金屬污染問題越來越受到人們的關(guān)注和重視。
一、土壤質(zhì)量的涵義與土壤重金屬污染
根據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織(FAO)相關(guān)專家對(duì)土壤質(zhì)量的定義,結(jié)合國內(nèi)外尤其是美國、澳大利亞、歐盟等一些國家學(xué)者對(duì)土壤質(zhì)量的普遍看法,所謂土壤的質(zhì)量,與土壤中的重金屬含量是決不可能畫上等號(hào)的。我們不能認(rèn)為土壤中重金屬的含量低就認(rèn)定土壤的質(zhì)量高,反之亦然。根據(jù)對(duì)土壤質(zhì)量的比較權(quán)威的定義,土壤的質(zhì)量并不就是指土壤的質(zhì)地,也不是指土壤為植物提供P、N、K等一些營養(yǎng)成分的能力,而是指能夠支撐農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)能力、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、保護(hù)動(dòng)物以及人類的健康與保護(hù)食品的安全等綜合能力。FAO對(duì)土壤質(zhì)量的定義主要是從測定土壤的生物、物理和化學(xué)性質(zhì)的大概100多種指標(biāo)而來。其中生物參數(shù)的指標(biāo)是比較重要的。也就是說,代表土壤的生命活力主要是土壤中生物以及生物的多樣性,其中土壤中的生物多樣性就是土壤質(zhì)量的核心組成,也就是土壤質(zhì)量的內(nèi)涵。
土壤具有同化和代謝外界環(huán)境進(jìn)入土體的物質(zhì)的能力,也就是常說的自凈能力。當(dāng)土壤中重金屬的含量超過土壤的自凈能力或者明顯高于土壤環(huán)境基準(zhǔn)或土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn),并引起土壤環(huán)境質(zhì)量的惡化,這就是土壤重金屬污染。
二、土壤中重金屬污染的危害
(1)在自然生態(tài)系統(tǒng)中,大氣環(huán)境、水環(huán)境和土壤環(huán)境的物質(zhì)循環(huán)聯(lián)系緊密,土壤的污染物會(huì)隨著土層的遷移與地表徑流,從而污染地下水、地表水,也會(huì)污染其他新的土壤,甚至?xí)ㄟ^揮發(fā)產(chǎn)生大氣污染。
(2)土壤中的重金屬污染讓緊張的耕地越來越短缺。由重金屬污染造成土壤質(zhì)量下降而導(dǎo)致耕地面積的減少,更加劇了對(duì)我國耕地紅線的沖擊。目前這種情況并沒有出現(xiàn)減緩的趨勢。
(3)重金屬污染物通過影響土壤中某些微生物的數(shù)量與活性,從而影響土壤的活性。另外,重金屬污染物大多對(duì)生物具有一定的毒害作用,因此土壤重金屬的含量對(duì)農(nóng)作物的產(chǎn)量有很大的影響,甚至?xí)?dǎo)致農(nóng)作物的減產(chǎn),所以土壤的重金屬污染影響到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。
(4)大多數(shù)重金屬污染物難以降解,在生態(tài)系統(tǒng)中,生物富集現(xiàn)象顯著,將直接或間接危害到處于食物鏈頂端的人類的身體健康。
(5)土壤的重金屬污染物在遷移和轉(zhuǎn)化的過程中,除了濃度的累積,毒性也可能會(huì)增加,例如汞的生物甲基化,這更加劇了土壤污染帶來的危害。
三、土壤重金屬污染的來源
(1)污灌。在缺水地區(qū),污水灌溉解決了農(nóng)用供水不足的問題,起著保證農(nóng)作物產(chǎn)量的作用,同時(shí)也帶來了土壤污染及地下水污染等問題。
(2)化肥、農(nóng)藥以及塑料薄膜的大量使用。不合理的農(nóng)藥和化肥的使用會(huì)使土壤被重金屬所污染,某些化肥含有過量的重金屬Zn、Cd、Pb等。農(nóng)用塑料薄膜釋出的Cd、Pb也會(huì)造成土壤重金屬污染
(3)大氣的沉降。工廠排放的煙氣、粉塵等氣體污染物經(jīng)大氣環(huán)流擴(kuò)散,以干、濕的沉降方式進(jìn)入到水體與土壤中。
(4)含重金屬固體廢棄物。工業(yè)廢棄物、礦產(chǎn)的開采與冶煉產(chǎn)生的廢渣、涉重金屬企業(yè)污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥等含重金屬危險(xiǎn)廢物是土壤重金屬污染的主要來源。
(5)交通運(yùn)輸?shù)奈廴尽=煌ㄟ\(yùn)輸中重金屬的污染來源于汽車排放的尾氣及輪胎磨損產(chǎn)生粉塵。
四、政府對(duì)防治土壤中重金屬污染采取的措施
(1)提高涉重金屬建設(shè)項(xiàng)目的準(zhǔn)入門檻,有效控制新增污染源。對(duì)不符合產(chǎn)業(yè)布局、行業(yè)發(fā)展規(guī)劃、環(huán)保規(guī)劃的建設(shè)項(xiàng)目堅(jiān)決不予上馬。符合產(chǎn)業(yè)政策的涉重金屬項(xiàng)目實(shí)行入園建設(shè)、統(tǒng)一規(guī)劃布局、統(tǒng)一管理。
(2)摸清管理轄區(qū)地域,特別是農(nóng)作物產(chǎn)地土壤質(zhì)量狀況,強(qiáng)化土壤重金屬污染物的跟蹤監(jiān)測,劃分種植功能區(qū),對(duì)超標(biāo)受污染的土壤進(jìn)行修復(fù)。落實(shí)環(huán)保目標(biāo)責(zé)任考核、行政問責(zé)制度,對(duì)超標(biāo)區(qū)域?qū)嵭袙炫贫睫k、區(qū)域限批。
(3)推行清潔生產(chǎn),加快涉重金屬行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。通過實(shí)施清潔生產(chǎn)審核,從源頭上削減重金屬污染物的排放,提高資源利用效率,減少污染物末端治理的壓力。
(4)加密對(duì)涉重金屬企業(yè)污染物排放情況的監(jiān)督性監(jiān)測,對(duì)國控、省控重點(diǎn)企業(yè)至少每兩月監(jiān)測一次。強(qiáng)化企業(yè)自行監(jiān)測,適時(shí)推行涉重金屬污染源、重點(diǎn)流域在線監(jiān)測監(jiān)控。
(5)加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)管,嚴(yán)格環(huán)境執(zhí)法。嚴(yán)厲打擊涉重金屬行業(yè)違法排污行為,對(duì)環(huán)保設(shè)施運(yùn)行不正常、偷排、超標(biāo)超總量排放等環(huán)保違法行為從嚴(yán)處罰,嚴(yán)格執(zhí)行含重金屬危險(xiǎn)廢物轉(zhuǎn)移聯(lián)單制度。
五、治理土壤中重金屬污染的方法
(1)生物修復(fù)法。這種方法主要是通過一些特殊的微生物與植物把土壤中的重金屬利用新陳代謝的作用去除或者轉(zhuǎn)化其形態(tài),降低重金屬的毒性,使土壤得到一定程度的凈化。
(2)熱處理方法。熱修復(fù)處理法的原理其實(shí)就是運(yùn)用了污染物的熱揮發(fā)性,利用高頻電壓所產(chǎn)生出來的電磁波,把土壤進(jìn)行加熱,使土壤中的污染物能夠解吸出來,由此達(dá)到修復(fù)的目的。該方法對(duì)重金屬汞的治理效果顯著。
(3)排土、客土和水洗法。排土就是剝?nèi)ケ韺邮芪廴镜耐寥?,客土就是在被污染的土壤上覆蓋未受污染的土壤。水洗法是通過清水灌溉稀釋或洗去重金屬離子從而降低重金屬污染物的含量。
(4)化學(xué)修復(fù)方法。這個(gè)方法是利用某些化合物與土壤中的重金屬反應(yīng)所形成的絡(luò)合物,很容易和酸根離子發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生沉淀的特點(diǎn),通過投加一些改良劑到土壤里來降低土壤中重金屬的遷移性,減少其含量,從而達(dá)到修復(fù)以及治理土壤的目的。
六、結(jié)束語
土壤中重金屬污染問題隱蔽、危害大,難以治理。國土資源部曾公開表示,中國每年有1200萬噸糧食遭到重金屬污染,直接經(jīng)濟(jì)損失超過200億元。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)普遍存在著土壤重金屬污染問題。隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,一些東部地區(qū)的高能耗、高污染項(xiàng)目開始往中西部省份轉(zhuǎn)移,中西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)的土壤環(huán)境也面臨著重金屬污染的威脅。近年來頻繁見報(bào)的重金屬污染事故,時(shí)刻警醒著人們要重視土壤中的重金屬污染的問題。
參考文獻(xiàn):
[1]李澤琴 程溫瑩 羅麗.地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù),2002(12)
[2]陳志良 仇榮亮 張景書.重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)[J].環(huán)境保護(hù),2002(06)
[3]華珞 陳世寶 白玲玉.有機(jī)肥對(duì)重金屬鋅污染土壤改良效應(yīng)[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保
護(hù),1998(11)
[4]王凱榮.我國農(nóng)業(yè)重金屬污染現(xiàn)狀及其治理利用對(duì)策[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù),1997(02)
[5]夏星輝 陳靜生.土壤重金屬污染治理方法研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué),1997(05)
關(guān)鍵詞:武漢;蔬菜基地;土壤;重金屬污染
隨著城市化進(jìn)程的加快,工業(yè)、農(nóng)業(yè)的發(fā)展,排放的工業(yè)三廢及大量施用的農(nóng)藥、化肥等越來越多,使菜地土壤重金屬含量超標(biāo)嚴(yán)重,不僅對(duì)土壤生物種類的多樣性及生態(tài)環(huán)境的安全性產(chǎn)生威脅,具有一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[1,2],而且直接或間接為害人體健康[3,4]。據(jù)統(tǒng)計(jì),2007年我國受污染的耕地已達(dá)
1 000萬hm2 [5],其中土壤重金屬污染尤為突出[6]。環(huán)境污染的嚴(yán)重性使人們越來越意識(shí)到土壤尤其是菜地土壤重金屬污染評(píng)價(jià)的重要性,如北京、天津、上海和廣州等大城市于20世紀(jì)80年代就已系統(tǒng)地對(duì)郊區(qū)蔬菜的污染狀況開展了調(diào)查和研究[7]。近幾年來,湖南環(huán)洞庭湖區(qū)[8]、廣西桂林[9]、湖北武漢[10]等地也陸續(xù)開展了蔬菜基地重金屬污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià)工作。調(diào)查結(jié)果顯示,環(huán)洞庭湖區(qū)典型蔬菜基地土壤Cd污染嚴(yán)重,超標(biāo)率達(dá)到45%以上,Ni也有不同程度的超標(biāo)[8],雖然大多數(shù)城市蔬菜基地土壤重金屬含量低于國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(二級(jí))[11],但土壤中Pb、Cd、Zn等重金屬含量均較高,且重金屬具有隱蔽性、長期性、累積性和不可逆性等特點(diǎn)[12],因此必須予以重視。
武漢周邊地區(qū)蔬菜基地,是武漢市的蔬菜生產(chǎn)和供應(yīng)的主要來源,與城郊居民的日常生活息息相關(guān)。為實(shí)現(xiàn)蔬菜從田間到餐桌的質(zhì)量安全控制,提高蔬菜質(zhì)量,全面調(diào)查了武漢市洪山區(qū)、蔡甸區(qū)、東西湖區(qū)以及新洲區(qū)的24個(gè)蔬菜基地土壤的pH值、EC值以及Cu、Zn、Pb、Cd 4種重金屬含量,對(duì)武漢近郊菜地土壤重金屬污染現(xiàn)狀進(jìn)行了評(píng)價(jià),提出相應(yīng)的防治措施,以期為環(huán)境保護(hù)及無公害蔬菜生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 樣品采集與處理
以武漢市江夏區(qū)、洪山區(qū)、蔡甸區(qū)、東西湖區(qū)、新洲區(qū)的24個(gè)蔬菜生產(chǎn)基地為監(jiān)測樣點(diǎn),按照《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T 166-2004)[13]布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)并采集0~20 cm耕層土壤,每個(gè)蔬菜生產(chǎn)基地采集不同位置、不同點(diǎn)數(shù)的土樣混合均勻,每個(gè)點(diǎn)獲得復(fù)合樣1份,共采集土壤樣品24份。
將所取土樣置于室內(nèi)通風(fēng)陰涼處風(fēng)干,去除雜物,經(jīng)100目篩后混勻,保存于采樣袋中,待測。
1.2 測定項(xiàng)目及方法
土壤浸提后用電導(dǎo)儀測定pH值和EC值;有機(jī)質(zhì)含量參照鮑士旦[14]方法,用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定;樣品重金屬測定包括銅(Cu)、鋅(Zn)、鎘(Cd)和鉛(Pb),參照《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 15618-1995) [11],將土壤經(jīng)過鹽酸-硝酸-高氯酸消解后,原子吸收分光光度法測定。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同菜地土壤理化性質(zhì)和重金屬含量比較
表1顯示,除蔡甸區(qū)及其他區(qū)少量菜地土壤偏酸性外,其他菜地土壤大都呈中性或偏堿性。蔡甸區(qū)的有機(jī)質(zhì)含量平均較高,新洲區(qū)的最低,其中蔡甸區(qū)張灣村蕹菜菜地土壤有機(jī)質(zhì)含量最高,為30.22 g/kg,是新洲區(qū)雙柳先正達(dá)基地的4.6倍。參照湖北省土壤背景值(土壤的環(huán)境要素在未受人類明顯污染時(shí),其化學(xué)元素的正常含量稱為土壤背景值,或土壤環(huán)境背景值)以及國家土壤背景值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[15],全部樣點(diǎn)土壤的Cu、Zn、Cd、Pb平均含量均在國家土壤背景值標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi),且低于湖北省土壤背景值(Pb除外)。其中,新洲區(qū)的所有菜地土壤Pb含量低于湖北省土壤背景值,且遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家土壤背景值。
2.2 不同區(qū)蔬菜生產(chǎn)基地重金屬含量差異
表2顯示,新洲區(qū)菜地土壤的Cu含量平均值最高,江夏區(qū)最低;洪山區(qū)菜地土壤的Zn含量最高,江夏區(qū)的最低;蔡甸區(qū)土壤中的Cd平均含量最高,為洪山區(qū)和新洲區(qū)的2倍;江夏區(qū)菜地土壤的Pb平均含量最高,新洲區(qū)的最低。但相同區(qū)不同取樣地點(diǎn)的重金屬含量差異較大,如新洲區(qū)雙柳鎮(zhèn)東家村的Cu含量是雙柳劉鎮(zhèn)村的17倍;東西湖區(qū)柏泉農(nóng)場的Zn含量是走馬嶺四季豆菜地的34.9倍。
3 結(jié)論與建議
3.1 結(jié)論
通過田間采樣和室內(nèi)分析,試驗(yàn)結(jié)果顯示,所調(diào)查的24個(gè)武漢市蔬菜基地土壤大部分呈中性或偏堿性,有機(jī)質(zhì)含量差異較大,重金屬含量均低于國家土壤背景值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),說明這些蔬菜基地不存在重金屬污染問題。但是洪山區(qū)菜地土壤Pb平均含量較高,可能是因?yàn)樵摰貐^(qū)處于武漢市中心繁華階段,車流量大,空氣質(zhì)量較差,另外江夏區(qū)部分菜地土壤Pb含量也較高,這2個(gè)區(qū)進(jìn)行蔬菜生產(chǎn)時(shí)應(yīng)予注意。此外,洪山區(qū)洪山菜薹原產(chǎn)地,蔡甸區(qū)張灣村蕹菜基地、白菜基地和金雞苦瓜基地,東西湖區(qū)柏泉農(nóng)場生菜基地土壤酸化比較嚴(yán)重,必須予以高度重視。
3.2 建議
根據(jù)所得試驗(yàn)結(jié)果以及無公害蔬菜生產(chǎn)的要求,應(yīng)采取以下措施保障蔬菜產(chǎn)品質(zhì)量安全,降低和控制土壤和蔬菜的重金屬含量。
①源頭控制重金屬污染源 土壤中重金屬主要來源于灌溉水、大氣沉降物[16]、工業(yè)“三廢”排放、汽車尾氣[17]等,應(yīng)加強(qiáng)環(huán)境保護(hù),減少有毒、有害物質(zhì)的任意排放。
②合理規(guī)劃蔬菜生產(chǎn)基地 在規(guī)劃蔬菜生產(chǎn)基地之前,應(yīng)對(duì)基地周邊的環(huán)境進(jìn)行調(diào)查,如附近有無污染性的工廠,對(duì)水源、土壤的重金屬含量進(jìn)行監(jiān)測,應(yīng)選擇3 km以內(nèi)水源、土壤和空氣重金屬含量在國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍內(nèi)、土壤有機(jī)質(zhì)含量高的地塊[18]。
③科學(xué)配方施肥 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,除水源中可能含有重金屬外,施用的肥料中也含有一定量重金屬元素[19]。因此,在實(shí)際生產(chǎn)中,應(yīng)采取測土配方施肥,合理、適時(shí)、適量施用化肥,盡量施用充分腐熟有機(jī)肥,減少肥料中的重金屬源。
④調(diào)節(jié)土壤pH值 Singh等[20]認(rèn)為土壤中的重金屬活性與土壤pH值有關(guān),pH值越高,重金屬被解吸的越少,活性越弱,越不易被植物吸收,反之越易向植物體內(nèi)遷移。因此,應(yīng)結(jié)合蔬菜對(duì)土壤pH值的要求采取合適的措施調(diào)節(jié)土壤pH值,如對(duì)于酸性土壤,可增施熟石灰、草木灰等[21];對(duì)于堿性土壤,可使用燃煤煙氣脫硫副產(chǎn)物[22]、沸石[23]等。
參考文獻(xiàn)
[1] 孔凡美,馮固,李曉林,等.土壤重金屬污染對(duì)叢枝菌根真菌產(chǎn)孢量的影響[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào),2004(2):218-222.
[2] 朱永恒,濮勵(lì)杰,王宗英.蕪湖市郊土壤污染對(duì)土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的影響[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào),2005(3):319-323.
[3] 高樹芳,李斌,劉曉芳.有機(jī)-中性化技術(shù)對(duì)鎘鉛污染土壤春菜生長的影響[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004(1):123-126.
[4] 賴發(fā)英,葉青華,涂淑萍,等.重金屬污染地區(qū)的植物調(diào)查與研究[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,26(3):455-457.
[5] 國土資源部.我國1.5億畝耕地遭污染[J].環(huán)境保護(hù),2007(4B):21.
[6] 林玉鎖,李波,張孝飛.我國土壤環(huán)境安全面臨的突出問題[J].環(huán)境保護(hù),2004(10):39-42.
[7] 朱美英,羅運(yùn)闊,趙小敏,等.南昌市近郊蔬菜基地土壤和蔬菜中重金屬污染狀況調(diào)查與評(píng)價(jià)[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,27(5):781-784.
[8] 朱奇宏,黃道友,樊睿,等.環(huán)洞庭湖區(qū)典型蔬菜基地土壤重金屬污染狀況研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2007,26(增刊):22-26.
[9] 石卉,黃慧來,文建輝.桂林市蔬菜種植基地重金屬污染調(diào)查及分析[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2007,30(7):43-45.
[10] 禹紅紅,胡學(xué)玉.武漢市郊區(qū)設(shè)施蔬菜地土壤重金屬含量及其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào),2012(4):582-585.
[11] 國家環(huán)保局環(huán)境科學(xué)研究院.土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB 15618-1995 [S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1995.
[12] 張楠.土壤重金屬污染的特點(diǎn)及防治措施探討[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè),2010(11):22-23.
[13] 國家環(huán)境保護(hù)總局.土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范 HJ/T 166-2004[S].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2004.
[14] 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析.3版[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2000.
[15] 中國環(huán)境檢測總站.中國土壤元素背景值[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,1990.
[16] 張乃明.大氣沉降對(duì)土壤重金屬累積的影響[J].土壤與環(huán)境,2001,10(2):91-93.
[17] 肖厚軍,李劍,閆獻(xiàn)芳.貴陽市郊區(qū)菜地土壤鉛含量及影響因素研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2008(1):174-177.
[18] 丁華榮,吳同書,韓樹林,等.無公害蔬菜基地選擇與生產(chǎn)技術(shù)[J].上海農(nóng)業(yè)科技,2003(6):78.
[19] 陳林華,倪吾鐘,李雪蓮,等.常用肥料重金屬含量的調(diào)查分析[J].浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào),2009,26(2):224-227.
[20] Singh B R, Kristen M. Cadmium uptake by barley as affected by Cd sources and pH levels[J]. Geoderma, 1998, 84: 185-194.
[21] 王寧,李久玉,徐仁扣.土壤酸化及酸性土壤的改良和管理[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2007(23):48-51.
摘要 土壤污染日趨嚴(yán)重,而以重金屬鎘為主要污染物的土壤鎘污染尤為突出。本文就此展開了論述、分析,主要介紹了土壤鎘污染的危害、來源、特點(diǎn)及修復(fù)方法,旨在為土壤鎘污染修復(fù)提供理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞 土壤鎘污染;來源;特點(diǎn);危害;修復(fù)方法
中圖分類號(hào) X53;S15 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2017)11-0175-03
Research on Soil Cadmium Pollution and Its Remediation Methods
ZHU De-qiang
(Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co.,Ltd.,Institute of Land Engineering and Technology of Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co.,Ltd.,Key Laboratory of Degraded and Unused Land Consolidation Engineering of the Ministry of Land and Resources,Shaanxi Provincial Land Consolidation Engineering Technology Research Center,Xi′an Shaanxi 710075)
Abstract Soil pollution is becoming more and more serious,soil cadmium pollution is particularly prominent.In this paper,the soil cadmium pollution was discussed and analyzed including its sources,characteristics,harm and remediation methods of soil cadmium pollution so as to provide theoretical basis for soil cadmium pollution remediation.
Key words soil cadmium pollution;source;characteristics;harm;remediation method
土壤作為連接無機(jī)界和有機(jī)界的紐帶,是地球上物質(zhì)循環(huán)、能量遷移轉(zhuǎn)化的重要場所[1],在保護(hù)環(huán)境和維持生態(tài)平衡中具有重要作用[2]。近年來,隨著工礦業(yè)“三廢”的排放與堆放、農(nóng)化產(chǎn)品的不當(dāng)使用及污水灌溉、城鎮(zhèn)化發(fā)展伴生問題的發(fā)生,重金屬鎘通過各種途徑進(jìn)入土壤并造成污染[3],在影響植物產(chǎn)量和質(zhì)量的同時(shí),也會(huì)通過能量流動(dòng)最終富集到人體中造成危害。因此,土壤鎘污染修復(fù)已成為目前亟待解決的問題。但由于其隱蔽性、滯后性、累積性等特點(diǎn),給土壤修復(fù)帶來了困難。面對(duì)嚴(yán)峻的污染形勢,人們采用物理修復(fù)、生物修復(fù)、農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)、化學(xué)修復(fù)等方法,為實(shí)現(xiàn)土壤可持續(xù)利用不斷努力。本文通過論述、分析土壤鎘污染的來源、危害、特點(diǎn)及修復(fù)方法,以期為土壤鎘污染修復(fù)提供理論依據(jù)。
1 土壤鎘污染危害
鎘是一種生物毒性極強(qiáng)的重金屬元素。聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織還曾議定了人體能攝入鎘的最低劑量,對(duì)鎘的限制十分嚴(yán)格。由于土壤是連接生物界與非生物界的紐帶,所以鎘一旦進(jìn)入土壤,勢必會(huì)引起生物圈的污染。因此,本文主要介紹鎘對(duì)農(nóng)作物生長及人體健康的影響。
1.1 對(duì)植物的危害
鎘是植物生長過程中的非必需元素。對(duì)植物的影響可分為2個(gè)層次:植物細(xì)胞、植物體。鎘進(jìn)入植物細(xì)胞內(nèi)會(huì)影響核酸、細(xì)胞內(nèi)蛋白的合成,破壞細(xì)胞中的膜結(jié)構(gòu),還能與酶形成共價(jià)鍵而結(jié)合影響其活性,降低細(xì)胞中的葉綠素含量。當(dāng)種子進(jìn)入鎘污染的土壤后,鎘會(huì)降低種子活力,抑制種子的有絲分裂、萌發(fā)率、根的生長速率。當(dāng)種子發(fā)芽長成植株后,鎘還會(huì)影響其植物根系的生長、降低對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收,由于鎘在細(xì)胞中的累積,光合、蒸騰作用也受到阻礙,影響植物正常生長,最終導(dǎo)致減產(chǎn)。鎘離子進(jìn)入植物體后,在植物的各個(gè)器官之間遷移,并漸進(jìn)累積到果實(shí)、籽粒中,進(jìn)而影響其質(zhì)量、產(chǎn)量[4]。
1.2 對(duì)人體的危害
對(duì)于人體來說,鎘元素同樣不是必需微量元素。由于人類位于食物鏈的頂端,鎘便隨著物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng),通過飲食、飲水、呼吸等途徑進(jìn)入人體。人體內(nèi)的鎘均源于外界,主要通過呼吸道進(jìn)入人體,一旦進(jìn)入人體就很難再排出體外,隨著年齡的增長逐漸積累。鎘對(duì)人體的毒害,分為急性毒害c慢性毒害2種[5]。急性毒害主要損傷肝臟,慢性毒害主要損傷腎臟。吸入含鎘的氣體能造成急性中毒,表現(xiàn)出胸悶氣短、咽痛咳嗽、全身酸痛無力等癥狀,嚴(yán)重者會(huì)出現(xiàn)肺水腫、肺炎,有明顯的呼吸困難,甚至?xí)蚣毙院粑ソ叨劳觥H羰澄镏泻墟k,誤食后也可引起急性鎘中毒,10~20 min后就會(huì)發(fā)生惡心、嘔吐、腹瀉等癥狀,嚴(yán)重者甚至出現(xiàn)抽搐、休克等癥狀,需要經(jīng)過3~5 d才可恢復(fù)。長期暴露于低鎘環(huán)境中的人體則會(huì)慢性中毒,尿中含大量低分子量蛋白質(zhì),導(dǎo)致腎小管功能障礙、損害腎臟。在人體內(nèi)的鎘還會(huì)替代部分骨質(zhì)中的鈣,造成骨質(zhì)疏松、骨骼變形,甚至死亡。這就是痛痛病的原因。此外,鎘元素還有較強(qiáng)的致癌、致畸和致突變作用。由于鎘的生物半衰期長達(dá)10~30年,而且目前還沒有對(duì)于鎘有效的藥物,對(duì)人體生命健康產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。
2 土壤鎘污染來源
土壤污染來源包括工業(yè)生產(chǎn)污染、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染、城市發(fā)展污染3個(gè)方面,具體可以其細(xì)分為以下4點(diǎn)。
2.1 干濕沉降
大氣中的鎘主要是以氣溶膠的形式存在,其通過自身重力作用或者雨水淋洗而進(jìn)入土壤。干濕沉降夜以繼日地進(jìn)行著,土壤中的鎘不斷累積而產(chǎn)生污染。大氣的干濕沉降是土壤鎘污染的主要原因,每年耕地中大約有15 g/hm2的鎘輸入,占全部鎘污染來源的88%左右。
2.2 污水、污泥農(nóng)用
由于我國水資源缺乏,特別是北方,隨著工業(yè)的發(fā)展,用水量不斷加大,導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用水緊缺,人們就想到了用污水進(jìn)行灌溉。而在多數(shù)情況下,用于灌溉的水質(zhì)并不達(dá)標(biāo),便造成了污染。污水灌溉鎘污染土壤的事例也不在少數(shù),如沈陽張士污灌區(qū)、甘肅白銀污灌區(qū)。另外,為了實(shí)現(xiàn)廢物再利用,盲目地將富含氮、磷、鉀的污泥用作有機(jī)肥施入土壤,由于其中也含有大量的重金屬鎘,從而造成污染。馬學(xué)文等[4]對(duì)全國近200個(gè)污水處理廠污泥進(jìn)行調(diào)查,發(fā)現(xiàn)鎘含量明顯升高。
2.3 農(nóng)化產(chǎn)品的使用
由于人口的不斷增加,人們對(duì)糧食的需求量也在不斷增加,由于過度用地,導(dǎo)致土壤肥力下降。為了提高土壤肥力、增加糧食產(chǎn)量,人們便開始向土壤中施加化肥。眾所周知,磷是植物生長的必需元素,鎘伴隨磷肥不斷施入土壤而導(dǎo)致土壤污染。進(jìn)口磷肥中的鎘含量是國內(nèi)磷肥含量的10~20倍,成為一個(gè)重要的鎘污染源。同時(shí),人們?yōu)榱颂岣弋a(chǎn)量,還向植物噴灑農(nóng)藥以防治病蟲害,而高鎘含量的農(nóng)藥并不占少數(shù)。此外,大量使用農(nóng)膜造成白色污染的同時(shí)也造成了鎘污染,這是由于在農(nóng)膜生產(chǎn)過程中添加了含鎘的熱穩(wěn)定劑。總而言之,農(nóng)化產(chǎn)品的不當(dāng)使用是鎘污染土壤的一個(gè)主要來源。
2.4 生活、生產(chǎn)垃圾的堆放
日常生活的大量垃圾未及時(shí)收集、處理而隨意堆放,其中所含的鎘元素經(jīng)雨水溶解、沉淀作用,大多滲入到周圍土壤中并累積,導(dǎo)致土壤中鎘含量增加。采礦廠、冶煉廠等重工業(yè)廠礦產(chǎn)生的廢渣亂堆亂放,其中的鎘也與生活垃圾一樣,受到雨水沖刷、沉淀等作用而污染土壤。江西省主要礦區(qū)重金屬污染狀況顯示,農(nóng)田中的鎘含量高達(dá)29.8 mg/kg。此外,人們對(duì)于肉類需求量的增加也促使全國規(guī)?;B(yǎng)殖場的數(shù)量不斷增加,由于鎘很難被畜禽吸收,即隨糞便排出體外。堆積的糞便也如同生活垃圾、廢渣,逐漸污染土壤;而用作有機(jī)肥施入土壤的糞便直接造成鎘污染。
3 土壤鎘污染特點(diǎn)
土壤是由固體、液體、氣體組成的一個(gè)多相多孔的疏松體。由于其復(fù)雜的結(jié)構(gòu),當(dāng)污染物進(jìn)入到土壤后會(huì)發(fā)生很多未知的變化,所以土壤污染有別于大氣污染、水體污染而形成自己的特點(diǎn)。
3.1 隱蔽性和滯后性
大氣和水體的污染比較直觀,人們對(duì)于其污染也比較敏感。如霧霾嚴(yán)重時(shí),人們會(huì)感覺到嗓子難受、眼睛流淚,看到天空像被濃霧籠罩。而土壤污染時(shí),具有隱蔽性,人們不能通過視覺、嗅X感知到,只有通過分析檢驗(yàn)才能判斷其是否受到污染。受到污染的土壤,其有害物質(zhì)最先伴隨著作物吸收養(yǎng)分而累積到作物中,之后由于能量流動(dòng),通過食物鏈轉(zhuǎn)移到動(dòng)物和人體中,由人體和動(dòng)物的健康狀況反映出來。從開始受到污染到導(dǎo)致后果會(huì)經(jīng)歷很長時(shí)間,體現(xiàn)了土壤污染的滯后性。日本的痛痛病就是一個(gè)很好的例證。當(dāng)證實(shí)該病是由于鎘中毒時(shí),導(dǎo)致這一后果的鉛鋅礦廠已經(jīng)結(jié)束開采,其間經(jīng)歷了20年。
3.2 累積性和不可逆性
污染物在大氣與水體中更容易遷移、擴(kuò)散,只要有效地治理污染源就能很高效地治理污染。由于土壤本身性質(zhì)的原因,鎘一旦進(jìn)入土壤后,并不能像其在大氣與水體中那樣容易稀釋、擴(kuò)散。雖然土壤有自凈能力,但只有很少的一部分被凈化,未被凈化的部分則不斷累積到土壤中。許多有機(jī)物質(zhì)需要很長時(shí)間才能降解,而某些重金屬污染的土壤甚至需要200~1 000年才能恢復(fù)[6]。同樣,鎘也會(huì)累積,當(dāng)其累積到一定的數(shù)量之后,會(huì)對(duì)土壤性質(zhì)、結(jié)構(gòu)引起變化,使土壤很難再恢復(fù)到原本的狀態(tài),故土壤鎘污染幾乎是一個(gè)不可逆的過程。
3.3 難以治理性和后果嚴(yán)重性
正是由于土壤鎘污染具有隱蔽性、滯后性、累積性、不可逆轉(zhuǎn)性的特點(diǎn),所以難以治理。受污染的土壤會(huì)嚴(yán)重影響糧食安全,除去籽實(shí)中有害物質(zhì)含量超標(biāo)以外,輕則減產(chǎn),重則絕收。甚至有些鎘污染嚴(yán)重的土壤重新播種后仍然受害。而且污染土壤中的鎘多數(shù)會(huì)通過食物鏈危害人體、動(dòng)物的健康,甚至影響生命。此外,土壤中的鎘在雨水、重力的作用下會(huì)進(jìn)入江河、湖泊、海洋以及地下水造成水體污染;還會(huì)在風(fēng)力的作用下進(jìn)入大氣造成大氣污染。
4 土壤鎘污染修復(fù)方法
土壤污染修復(fù)是指通過技術(shù)手段促使受污染的土壤恢復(fù)其基本功能和重建生產(chǎn)力的過程。土壤重金屬污染修復(fù)則是排除土壤中重金屬的影響。由于土壤中的重金屬易受到土壤pH值、土壤類型、CEC值、Eh值等因素的影響,其離子交換、吸附解吸、絡(luò)合沉淀、氧化還原等都會(huì)發(fā)生變化而導(dǎo)致活性改變。而且土壤重金屬污染具有隱蔽、滯后、不斷累積、不可逆、難以治理、后果嚴(yán)重的特點(diǎn)。因此,國內(nèi)外學(xué)者已將如何修復(fù)、治理鎘污染土壤作為一個(gè)重要課題研究。宏觀上說,修復(fù)土壤鎘污染有2種思想:一是除去土壤中的鎘;二是通過改變土壤中鎘離子的活性,降低其生物毒性。圍繞著這2種主要思想,按照修復(fù)工藝原理將鎘污染修復(fù)方法主要分為以下4種:物理修復(fù)、生物修復(fù)、農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)、化學(xué)修復(fù)。
4.1 物理修復(fù)
物理修復(fù)是指用物理方法將土壤中的鎘稀釋、去除、固定以降低其對(duì)土壤環(huán)境的影響,主要包括客土、換土、去表土、深耕翻土、熱處理、電動(dòng)修復(fù)、固化玻璃化等方法(表1)[7]。物理方法整體上來說效果較好,但是工程量大、高耗能、影響土壤結(jié)構(gòu)。
4.2 生物修復(fù)
生物修復(fù)是指利用某些特殊的動(dòng)物、植物、微生物,通過其生命活動(dòng)吸收或者轉(zhuǎn)化鎘從而降低其生物毒性,凈化土壤環(huán)境,主要包括動(dòng)物修復(fù)、植物修復(fù)、微生物修復(fù)(表2)[7]。該方法可改良土壤,投資小且易于操作,但受到土壤環(huán)境、污染濃度、重金屬種類的限制。
4.3 化學(xué)修復(fù)
化學(xué)修復(fù)是指通過向污染土壤中添加鈍化劑、淋洗劑等物質(zhì)降低鎘的水溶性、擴(kuò)散性、生物有效性,從而改變其化學(xué)形態(tài)、影響其化學(xué)行為,以減輕鎘對(duì)土壤環(huán)境的危害。主要包括絡(luò)合淋洗、原位鈍化等方法(表3)[7]。化學(xué)修復(fù)整體來說,原位操作,經(jīng)濟(jì)可行,但可能會(huì)造成二次污染。該技術(shù)的關(guān)鍵是鈍化劑、淋洗劑的選擇以及添加劑量的確定。
4.4 農(nóng)業(yè)修復(fù)
農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)是指因地制宜地制定出一套適合污染地區(qū)的農(nóng)業(yè)行為,以減少鎘通過植物進(jìn)入食物鏈的機(jī)會(huì),降低其對(duì)生態(tài)環(huán)境的毒害,主要包括農(nóng)藝修復(fù)、生態(tài)修復(fù)(表4)[7]。該方法對(duì)土壤環(huán)境擾動(dòng)較小,但修復(fù)時(shí)間較長,效果并不顯著。
5 結(jié)語
土壤是人類賴以生存的重要自然資源,但土壤鎘污染卻愈演愈烈。人們要做到有的放矢,如根據(jù)土壤鎘污染的來源不同制訂相應(yīng)的防治、修復(fù)措施,根據(jù)其污染情況的嚴(yán)重與否選擇不同的修復(fù)方法。因此,只有在全面掌握土壤鎘污染來源、危害、特點(diǎn)以及修復(fù)方法等諸多相關(guān)知識(shí)的前提下,加強(qiáng)科普宣傳,加快合理立法,增強(qiáng)全社會(huì)保護(hù)環(huán)境的責(zé)任和意識(shí),使土壤鎘污染防治、修復(fù)成為自覺行動(dòng)、全民行為,才能做到有效治理、預(yù)防土壤鎘污染。
6 ⒖嘉南
[1] 朱魯生.環(huán)境科學(xué)概論[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2005:1-2.
[2] 串麗敏,趙同科,鄭懷國,等.土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2014,37(120):213-222.
[3] 強(qiáng),梁成華,杜立宇,等.含方解石物質(zhì)對(duì)土壤鎘賦存形態(tài)的影響[J].水土保持學(xué)報(bào),2016,30(1):326-330.
[4] 馬學(xué)文,翁煥新,章金駿.中國城污泥重金屬和養(yǎng)分的區(qū)域特性及變化[J].中國環(huán)境科學(xué),2011,31(8):1306-1313.
[5] JOHANNES G,F(xiàn)RANZISKA S,CHRISTIAN G S,et al.The toxicity of cadmium and resulting hazards for human health[J].Journal of Occupational Medicine and Toxicology,2006,1(22):1186.
關(guān)鍵詞 土壤;重金屬;分布;調(diào)查;上海市;老港鎮(zhèn)
中圖分類號(hào) X131.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2014)15-0235-01
土壤是城市環(huán)境的重要組成部分,它直接影響到城市生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量和人體健康。隨著我國工業(yè)化和城市化進(jìn)程的日益加快,工業(yè)、交通等所產(chǎn)生的大量污染物進(jìn)入土壤,使得城市土壤的各種性質(zhì)都發(fā)生了變化。重金屬作為一種持久性有毒污染物,進(jìn)入土壤后不能被生物降解,可以通過淋洗和徑流等作用污染地表水和地下水,并能通過食物鏈循環(huán)和直接接觸等途徑進(jìn)入人體,在人體內(nèi)積累,危害人體的健康。因此,城市土壤重金屬污染日益受到人們的重視[1-3]。近年來,國內(nèi)外學(xué)者在這方面做了大量工作,對(duì)城市土壤重金屬污染及其修復(fù)進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究。
上海市老港鎮(zhèn)擁有全亞洲最大的垃圾填埋場,而垃圾填埋場對(duì)周邊的環(huán)境有很大的影響,因此對(duì)老港周邊土壤的重金屬含量和分布進(jìn)行研究,具有非常重要的意義。目前,已有學(xué)者對(duì)上海市土壤背景值進(jìn)行了研究,這對(duì)于研究垃圾填埋場對(duì)于周邊的土壤重金屬含量變化所造成的影響將起到一定的幫助。
1 材料與方法
1.1 土壤樣品的采集
從距離老港鎮(zhèn)垃圾填埋場1 km處開始,按照距離的遠(yuǎn)近,依次采集5組75份土壤樣品,樣品采取“S”型多點(diǎn)采樣,樣品采集時(shí)去除表層植物覆蓋物和表層土,采樣深度為5~20 cm。
1.2 土壤樣品處理與測試
土壤樣品自然風(fēng)干,剔除其中的植物根系、垃圾和石子,用塑料碾磨棒在瑪瑙碾磨盤中碾磨,過120目尼龍篩。所有樣品經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)方法處理后,分別使用安捷倫(石墨爐-火焰)原子吸收儀和海光原子熒光儀進(jìn)行測定,采用SAS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
1.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
土壤污染評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分別以《國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995)中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以及上海市土壤背景值為參照標(biāo)準(zhǔn)(表1)。
2 結(jié)果與分析
2.1 老港鎮(zhèn)土壤中8種重金屬的平均含量
測試結(jié)果表明,5組樣品中汞、鎳、鉻、砷、鎘、鉛、銅、鋅的平均含量分別為0.15、9.73、25.6、1.51、0.04、120.03、69.76、74.83 mg/kg,均未超過《國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995)中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。與上海市土壤背景值比較,汞、鉛、銅均超標(biāo),而且鉛超出背景值約5倍,銅超出背景值2倍以上。
2.2 老港鎮(zhèn)土壤中8種重金屬分布特征
所有測試化驗(yàn)的土壤均為水稻田,pH值呈弱堿性。通過5組樣品的測試數(shù)據(jù),可以得出,汞、鎳、鉻、鉛、鋅5種元素在土壤中的含量都隨著距離垃圾場距離的增加明顯遞減,而砷、鎘、銅3種金屬元素則無明顯變化(表2)。
3 結(jié)論
3.1 老港鎮(zhèn)土壤中8種重金屬與上海市土壤背景值的差異來源
上海市土壤背景值反映的是上海市所有土壤背景值的平均值,而且版本較為陳舊,隨著上海市的發(fā)展和不斷開發(fā),土壤的理化性質(zhì)在短時(shí)間內(nèi)會(huì)有較大的變化。因此,首先需要考慮重新測算并及時(shí)修訂上海市土壤背景值;其次,應(yīng)根據(jù)上海市不同區(qū)位的分工不同,合理地分區(qū)域?qū)ι虾J型寥赖谋尘爸颠M(jìn)行系統(tǒng)校正,而不是籠統(tǒng)的土壤背景值。
3.2 老港鎮(zhèn)垃圾填埋場對(duì)土壤中8種重金屬分布的影響
老港垃圾場是亞洲最大的垃圾填埋場,雖然對(duì)垃圾的處理非常規(guī)范,但是對(duì)周邊土壤的理化性質(zhì)依然產(chǎn)生了很大的影響,汞、鉛、銅3種較為常見并且容易轉(zhuǎn)移的重金屬[4-6]均超出上海市背景值,其中鉛超出背景值約5倍,并且鉛、汞、鎳、鉻、鋅等5種重金屬出現(xiàn)了距離垃圾填埋場越近含量越高的分布情況,這也說明了垃圾填埋場對(duì)周邊的土壤有一定的影響[7-8]。
4 參考文獻(xiàn)
[1] 王麗英,陳麗莉,張彥才,等.河北省設(shè)施蔬菜土壤微量金屬元素狀況評(píng)價(jià)及來源分析[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2009(S2):268-272.
[2] 龐麗蓉,張福金,李秀萍,等.內(nèi)蒙古農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)土壤重金屬含量及其分異[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技,2010(4):71-72.
[3] 董悅,劉曉群,李翠蘭,等.土壤重金屬污染研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2009(4):143-145.
[4] 肖能文,趙彩云,王學(xué)霞,等.用于土壤污染生態(tài)毒理診斷的蚯蚓生物標(biāo)志物研究[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2012(1):137-143.
[5] 王平,林長青,王志.典型農(nóng)業(yè)土壤中金屬元素及砷的污染特征研究[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì),2008(4):41-43.
[6] 張虹,白紅麗,劉杰,等.金屬冶煉廠區(qū)附近土壤和果樹重金屬元素含量分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009(15):7162-7163.