康 華，張航泊，張亞鴿，高 麗

(陜西省地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安710068)

西安是一座風景秀麗、歷史悠久的文化古城，陜西省省會所在地，西北地區(qū)特大型中心城市。2010年《西安國際化大都市城市發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃》提出了“大西安主城區(qū)”的概念，積極響應十八大提出的“加速城鎮(zhèn)化進程”戰(zhàn)略方針。主城區(qū)北至涇陽、高陵北交界，南至潏河，西至澇河入渭口及咸陽市秦都、興平交界，東至灞橋區(qū)東界，規(guī)劃面積1 280 km2。該規(guī)劃對西安的城市環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作提出了新的、更高的要求，急需城市地質(zhì)工作作為其基礎支撐。

隨著西安一體化進程的加快，工業(yè)化城市化快速發(fā)展，人口大量增加，土壤環(huán)境質(zhì)量所承受的壓力也日益加劇。土壤環(huán)境中的重金屬污染物在土壤中的滯留時間長，一般不易遷移，也不能被土壤微生物分解，相反可在土壤中累積，并通過食物鏈在生物體中富集，最終在人體內(nèi)蓄積而危害人體健康［1］。土壤一旦造成污染后，其自然凈化和人工修復都非常困難［2］。本研究通過對西安主城區(qū)土壤重金屬污染現(xiàn)狀進行評價，為工作區(qū)環(huán)境質(zhì)量評價與保護、農(nóng)業(yè)規(guī)劃、國土整治提供科學依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源及研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本次利用陜西省地質(zhì)調(diào)查中心關中平原地球化學調(diào)查(多目標化探)成果資料，對西安主城區(qū)內(nèi)表層采集的土壤樣進行土壤重金屬污染評價。表層土壤樣品采集深度為0～20 cm，采樣密度為1個/km2，共采樣品99個，樣點分布如圖1所示。

1.2 評價標準及因子

本次評價執(zhí)行《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》(GB15618－1995)二級標準。采用 As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 等 8 個重金屬離子作為評價因子。

表1 單因子污染指數(shù)法評價分級

1.3 評價方法

1.3.1 單因子污染指數(shù)法

計算公式為:

式中:Pi為單項污染指數(shù);Ci為土壤污染組分實測含量值;Si為污染元素的評價標準值。根據(jù)Pi的大小，可將土壤污染程度劃分為四級，見表1［3］。

表2 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法評價標準

1.3.2 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法可以全面反映各重金屬對土壤的不同作用，突出高濃度重金屬對環(huán)境質(zhì)量的影響，其計算公式為:［4］

表3 單因子污染指數(shù)法評價結果

P綜合為內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù);為單項污染指數(shù)平均值;Pimax為最大單項污染指數(shù)。根據(jù)P綜合的大小，可將土壤污染程度劃分為五級，見表2［5］。

2 結果與討論

2.1 單因子評價結果

采用單因子污染指數(shù)法對西安主城區(qū)表層土壤重金屬污染進行評價，結果見表 3。由表可以看出，As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 八項評價因子中，Cd、Hg、Ni、Zn 四項出現(xiàn)超標，其中Cd總超標率為 40.4%，輕污染占 19.2%，中污染占13.1%，重污染占8.1%;Hg總超標率為18.2%，輕污染占13.1%，中污染占5.1%;Ni總超標率為 1.0%，僅 1個樣點屬重污染，無輕污染與中污染;Zn總超標率為2.0%，輕污染和中污染各占1%。

2.2 綜合評價結果

各元素內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)計算結果如表4所示，As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)分別為 0.55、4.68、0.54、0.74、1.88、4.13、0.53、1.77。As、Cr、Pb 污染等級為清潔，在安全范圍內(nèi)，Cu屬尚清潔，在警戒線內(nèi)，Hg和Zn為輕度污染，Cd和Ni為重污染。各評價因子污染程度順序為 Cd＞Ni＞Hg＞Zn＞Cu＞As＞Cr＞Pb。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法更加突出了高濃度污染物對環(huán)境的影響。

根據(jù)各采樣點內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)繪制的土壤污染狀況分區(qū)圖見圖1。由圖1及表5可以看出，重污染區(qū)樣品比例占7.1%，分三部分展布于西安市西郊到北郊。第一部分分布于西安市西郊、北石橋村－三民村南，即西安化工廠所處的大部分地區(qū)，污染區(qū)面積約8.23 km2;第二部分分布于西安市西北郊未央宮遺址東部、未央鄉(xiāng)政府駐地北部，即現(xiàn)今的團結水庫(原污水匯集)所處部位，污染區(qū)面積約8.88 km2;第三部分分布于西安市北郊徐家灣一帶，即紅旗機械廠所處部位，污染區(qū)面積約1.25 km2，重污染區(qū)總面積約為18 km2。中度污染區(qū)樣品比例占3.0%，呈環(huán)狀分布于重污染區(qū)外圍，面積約為31 km2。輕度污染區(qū)樣品比例占29.3%，呈環(huán)狀分布于中度污染區(qū)外圍，東到灞河、西到三橋鎮(zhèn)西、南到雙水磨－吉祥村南、北到草灘農(nóng)場一帶，其外也有零星片狀分布，總計面積約118 km2。尚清潔區(qū)樣品比例占12.1%，主要呈環(huán)狀分布于輕度污染區(qū)之外，還有零星片狀或環(huán)狀分布，總面積約83 km2。清潔區(qū)樣品比例占48.5%，大面積分布于污染區(qū)和尚清潔區(qū)外圍，約1 030 km2。

從污染區(qū)分布狀況來看，污染一是與化工或重金屬工業(yè)有很大關系，另外一個是在城鄉(xiāng)結合部位由于廢水、固體廢棄物排泄或堆積所致。

表4 各元素內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)

圖1 采樣點及土壤污染狀況分區(qū)圖

表5 綜合評價各污染等級樣品分布

3 結語

⑴單因子評價結果顯示，Cd、Hg、Ni、Zn總超標率分別為40.4% 、18.2% 、1.0% 、2.0% ，As、Cr、Cu、Pb 未超標。

⑵綜合評價結果顯示，評價因子污染程度順序為Cd＞Ni＞Hg＞Zn＞Cu＞As＞Cr＞Pb，其中 As、Cr、Pb污染等級為清潔，Cu屬尚清潔，Hg和Zn屬輕度污染，Cd和Ni屬重污染。

⑶西安主城區(qū)重污染區(qū)分三部分展布于西郊到北郊，與化工、重金屬工業(yè)及廢水、固體廢棄物排泄或堆積密切相關，面積約18 km2。其外圍中度、輕度污染區(qū)及尚清潔區(qū)依次呈環(huán)狀分布，面積分別約為31、118、83 km2。清潔區(qū)大面積分布，約 1 030 km2。

［1］鄭國璋.農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染研究的理論與實踐［M］.中國環(huán)境科學出版社.2007.

［2］李伊勝，吳文暉，李佩耕，等.張家界市耕地土壤重金屬污染狀況分析及評價［J］.中國環(huán)境監(jiān)測.2009，25(3):107－111.

［3］鄭海龍，陳杰，鄧文靖，等.南京城市邊緣帶化工園區(qū)土壤重金屬污染評價［J］.環(huán)境科學學報.2005，25(9):1182－1188.

［4］馬成玲，周健民，王火焰，等.農(nóng)田土壤重金屬污染評價方法研究——以長江三角洲典型縣級市常熟市為例［J］.生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學報.2006，22(1):48－53.

［5］息朝莊，戴塔根.長株潭地區(qū)土壤環(huán)境地球化學調(diào)查與評價研究［J］.土壤通報.2009，40(2):382－386.