王立君,許秀琴,朱 勇,陳 國,孫亞米
(浙江省寧波市農業(yè)科學研究院,浙江 寧波 315040)
隨著公眾對環(huán)境保護、農產品食用安全意識的提高,蔬菜基地重金屬含量現(xiàn)狀和安全性已越來越受到政府和社會各界的關注。因此全面了解蔬菜地土壤的重金屬污染狀況,不僅對蔬菜生產的持續(xù)發(fā)展具有積極的指導意義,而且對提高人們的生活質量也具有廣泛的現(xiàn)實意義。作者對寧波市象山縣、寧??h、奉化市3個縣 (市)的主要蔬菜地土壤重金屬鉛 (Pb)、鎘 (Cd)、銅 (Cu)、鋅 (Zn)污染狀況進行了研究,其結果將有助于了解3 縣(市)土壤重金屬污染現(xiàn)狀,為合理的農業(yè)生產和污染土壤修復提供依據(jù)。
2011年3月在象山縣、寧??h、奉化市3個縣 (市)的主要蔬菜基地,按S 型采樣法,用竹鏟取表層 (0~20 cm)土壤,每個樣點取混合樣6~10個,混勻后以4 分法留取土樣約1 kg。樣品經風干后,研磨,過100 目 (0.149 mm) 尼龍篩[1]。
樣品用HNO3∶HF∶HClO4混合酸消化法處理。原子吸收分光光度計 (THERMO ICE3500)測定,其中Pb、Cd 測定采用石墨爐法,Cu、Zn 測定采用火焰法。在測試過程中插入一定數(shù)目的土壤標準物質[2]。分析所用試劑均優(yōu)級純,水為超純水。
以寧波土壤背景值作為評價標準。
單項污染指數(shù)法。采用單項污染指數(shù)法對土壤重金屬污染程度進行評價。
式中:Pi為所計算出的重金屬單項污染指數(shù);Ci為該重金屬的實測值;Si為評價標準。
一般Pi≤1 為未污染,Pi>l 為已污染,1≤Pi<2 為輕度污染,2≤Pi<3 為中度污染,Pi>3 為重度污染,Pi越大受到的污染越嚴重。
綜合指數(shù)法。各類土壤一般為多種重金屬所污染,因而土壤污染評價多應用綜合指數(shù)法進行污染綜合評價。綜合指數(shù)的算法有多種,根據(jù)本研究的實際情況,采用內梅羅指數(shù)法計算綜合指數(shù):
式中:P綜為土壤污染綜合指數(shù);Pimax為土壤污染物中最大的污染分指數(shù);Piave為各污染分指數(shù)的算術平均數(shù)。
等級1,P綜<0.7,污染等級安全,污染水平清潔;等級2,0.7≤P綜<1,污染等級警戒線,污染水平尚清潔;等級3,1≤P綜<2,污染等級輕污染,污染水平土壤污染物超出標準,蔬菜開始輕度污染;等級4,2≤P綜<3,污染等級中污染,污染水平土壤、蔬菜受中度污染;等級5,P綜≥3,污染等級重污染,污染水平土壤、蔬菜受污染已相當嚴重。
土壤中重金屬元素總量,主要與成土母質有關,同時受成土過程中的淋洗、風化及植物吸收富集、歸還等因素影響,象山、寧海、奉化主要蔬菜地土壤重金屬總量見表1。
由表1 可以看出,象山、寧海、奉化主要蔬菜地土壤中Pb、Cd、Cu、Zn 總量均已超過背景值,人類活動對土壤重金屬污染的影響明顯。重金屬污染幅度較大,分布不均,奉化市Pb、Cd 污染較嚴重;寧??hCu、Zn 污染較嚴重。
表1 主要蔬菜地的重金屬含量狀況
由表2 可以看出,研究區(qū)域總體的Cd 變異系數(shù)最大,達到62.5%,表明各地Cd 的含量差異較大;Pb 變異系數(shù)最小,表明Pb 含量相對是最穩(wěn)定的。
表2 主要蔬菜地重金屬含量的變化情況 mg·kg-1
對象山、寧海、奉化主要蔬菜地土壤重金屬單項與綜合污染指數(shù)的評價結果見表3 和表4。
重金屬Cd 單項污染指數(shù)0.66~4.53,均值1.86,屬輕度污染,個別蔬菜地的Cd 已屬重度污染。同時Cd 的變異系數(shù)很大,達到62.5%,表明各蔬菜基地Cd 含量分布差異極顯著。奉化市、象山縣的Cd 污染已屬中度污染,寧??h屬輕度污染。
重金屬Cu 單項污染指數(shù)0.92~2.04,均值1.34,屬輕度污染,個別蔬菜地的Cu 為中度污染。同時Cu 的變異系數(shù)大,為26.7%,表明各蔬菜基地Cu 含量分布差異性顯著。象山、寧海、奉化Cu 均屬輕度污染。
表3 主要蔬菜地重金屬的單項與綜合污染指數(shù)
表4 主要蔬菜地重金屬單項污染指數(shù)的變化情況
重金屬Pb 單項污染指數(shù)1.04~1.73,均值1.33,屬輕度污染。Pb 的變異系為16.5%,表明各蔬菜基地Pb 含量分布相對較為均勻。象山、寧海、奉化Pb 均屬輕度污染。
重金屬Zn 單項污染指數(shù)0.86~1.62,均值1.25,屬輕度污染。Zn 的變異系為17.1%,表明各蔬菜基地Zn 含量分布相對較為均勻。象山、寧海、奉化Zn 均屬輕度污染。
研究區(qū)域內以Cd 的污染較為嚴重,象山、奉化Cd 污染屬中度污染,寧海Cd 污染屬輕度污染,3個縣 (市)Pb、Cu、Zn 均屬輕度污染。奉化市的綜合污染指數(shù)為2.07,屬中污染,各金屬污染程度為Cd >Pb >Zn >Cu;象山、寧海的綜合污染指數(shù)分別為1.73、1.51,屬輕污染,各金屬污染程度分別為Cd >Pb >Cu >Zn、Cu >Zn >Pb >Cd。
象山、寧海、奉化主要蔬菜地土壤中Pb、Cd、Cu、Zn 總量均已超過寧波市土壤背景值,人類活動對土壤重金屬污染的影響明顯。其中,Cd 污染最嚴重,個別地點已屬重度污染,不宜作為蔬菜生產用地,宜改作它用;其次為Cu,Pb、Zn。
奉化市綜合污染指數(shù)為2.07,屬中污染,象山縣、寧??h綜合污染指數(shù)分別為1.73,1.51,屬輕污染。
Cd 污染比較突出,統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),Cd 的變異系數(shù)很大,這可能與點源污染有關。
[1]中國土壤學會農業(yè)化學委員會.土壤農業(yè)化學常規(guī)分析方法[M].北京:科學出版社,1983:457.
[2]袁大偉.土壤中銅、鋅、鎘、鎳、錳測定預處理方法比較試驗[J].農業(yè)環(huán)境保護,1988,7 (1):34-36.
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