蔣 晶， 皇甫曉東， 周 禮， 蔣開(kāi)年

(湖南省永州市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，湖南永州 425000)

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永州市畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)周邊土壤重金屬污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

蔣 晶， 皇甫曉東， 周 禮， 蔣開(kāi)年

(湖南省永州市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，湖南永州 425000)

摘要[目的]掌握永州市畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)周邊土壤環(huán)境質(zhì)量。[方法]選取永州市具有代表性的畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)周邊土壤進(jìn)行重金屬監(jiān)測(cè)與調(diào)查研究，選擇Cd、Hg、As等12種重金屬元素作為監(jiān)測(cè)對(duì)象，開(kāi)展了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、勘查布點(diǎn)、樣品采集、樣品制備、實(shí)驗(yàn)室分析等工作。[結(jié)果]永州市土壤污染現(xiàn)狀與主要污染物為Cd、As、Cu、Zn、Ni，15個(gè)土壤點(diǎn)位中有8個(gè)點(diǎn)位屬于輕度污染，未發(fā)現(xiàn)中度和重度污染。[結(jié)論]永州市畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)周邊土壤受到不同程度的污染，亟需制訂相關(guān)污染治理對(duì)策。

關(guān)鍵詞土壤；重金屬污染；現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)

土壤環(huán)境狀況不僅影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)土資源環(huán)境安全，還直接關(guān)系到農(nóng)產(chǎn)品安全和人體健康。隨著土壤污染問(wèn)題的加劇，土壤污染研究越來(lái)越受到人們的重視。其中，土壤重金屬污染具有多源性、隱蔽性、長(zhǎng)期性，被各國(guó)列入優(yōu)先控制污染物名單[1]。土壤重金屬污染是指土壤中含有Cd、Hg、Pb、Cu、Zn、Cr、Co、As和Ni金屬等生物毒性元素[2]。畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)周邊土壤環(huán)境狀況直接關(guān)系到農(nóng)產(chǎn)品安全和人體健康，近年來(lái)成為關(guān)注焦點(diǎn)。筆者以2015年湖南省環(huán)保科技項(xiàng)目《永州市農(nóng)村地區(qū)土壤污染狀況調(diào)查與綜合防治對(duì)策研究》為背景課題，調(diào)查了湖南省永州市畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)周邊土壤重金屬污染現(xiàn)狀，并對(duì)土壤污染風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)估，旨在為后續(xù)制訂污染防治對(duì)策提供支撐。

1材料與方法

1.1儀器與試劑 ICPE-9000電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(日本島津)；AA- 6300C原子吸收分光光度計(jì)(日本島津)；AFS-8230雙道原子熒光光度計(jì)(北京吉天)；ETHOS E全自動(dòng)微波消解儀(意大利MileStone s.r.l.)；Labtech 電熱板；標(biāo)準(zhǔn)溶液(國(guó)家環(huán)保部標(biāo)樣所)；其余試劑HNO3、HCl、HF、HClO4均為優(yōu)級(jí)純?cè)噭?。所用器皿均用硝酸溶液浸?4 h，然后分別用自來(lái)水、蒸餾水、超純水各沖洗3次。

1.2點(diǎn)位布設(shè)在湖南省永州市主要畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)周邊土壤選取具有代表性的3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，采取網(wǎng)格布點(diǎn)法，隨機(jī)抽取5個(gè)地塊，在每個(gè)監(jiān)測(cè)地塊的中心部位布設(shè)1個(gè)采樣點(diǎn)。根據(jù)采樣方案，采用地理信息系統(tǒng)(GIS)和GPS定位技術(shù)，共采集15個(gè)混合土壤樣品。

1.3樣品采集與保存選擇0～20 cm表層樣。采樣前清除土壤表面腐殖質(zhì)，無(wú)機(jī)類(lèi)土壤樣品用木鏟、竹片等采集；有機(jī)類(lèi)土壤樣品用鐵鏟、木鏟等采集，并用500 mL棕色磨口玻璃瓶裝，在裝樣時(shí)應(yīng)避免土壤接觸容器磨口處。每份土壤樣品采樣量為2 kg。用于測(cè)定重金屬污染物的樣品均貯存于帶磨口的棕色玻璃瓶?jī)?nèi)，樣品要充滿容器，于4 ℃保存。

1.4樣品預(yù)處理采集后的土壤送到實(shí)驗(yàn)室后必須先行制備，制備過(guò)程參照《土壤元素的近代分析方法》[3]、《環(huán)境監(jiān)測(cè)》[4]和有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[5-6]。將樣品全部倒在白色瓷盤(pán)內(nèi)，置于避光、通風(fēng)的室內(nèi)風(fēng)干，除去植物根、莖、葉、石塊等雜物，待充分風(fēng)干后，磨碎、過(guò)篩、混勻、縮分，制成粒度小于100目的試樣。各重金屬的測(cè)定方法見(jiàn)表1。

1.5數(shù)據(jù)分析及評(píng)價(jià)土壤單項(xiàng)污染指數(shù)、土壤綜合污染指數(shù)的計(jì)算公式和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下：

單項(xiàng)污染指數(shù)法：Pi=Ci/Sip

式中,Pi為單項(xiàng)污染指數(shù)；Ci為調(diào)查土壤中污染物的實(shí)測(cè)濃度；Sip為污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值或參考值。

根據(jù)Pi的大小，將土壤污染程度劃分為5級(jí)(表2、3)。

土壤綜合污染指數(shù)(PN)=

1.6質(zhì)量控制為確保監(jiān)測(cè)全程各項(xiàng)操作技術(shù)和質(zhì)量控制活動(dòng)的規(guī)范和完備，以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和可靠[7-8]，所采取的質(zhì)量保證和控制措施見(jiàn)表4。

2結(jié)果與分析

通過(guò)對(duì)永州市畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)周邊土壤重金屬監(jiān)測(cè)，共選擇12種重金屬污染物對(duì)土壤環(huán)境污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明：全市15個(gè)點(diǎn)位中共有9個(gè)點(diǎn)位重金屬超標(biāo)，超標(biāo)率為46.6%，其中，輕微、輕度污染點(diǎn)位分別為5、4個(gè)，所占比例分別為20.0%、26.6%，未出現(xiàn)中度和重度污染點(diǎn)位(表5)。

表1　土壤樣品實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)試方法

表2單因子評(píng)價(jià)土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)分級(jí)

Table 2Single factor assessment of soil environmental quality assessment classification

等級(jí)GradePi污染等級(jí)PollutiongradeⅠPi≤1無(wú)污染Ⅱ15重度

表3土壤綜合污染指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

Table 3Classification standard of soil comprehensive pollution index

等級(jí)Grade綜合污染指數(shù)Comprehensivepollutionindex(PN)污染等級(jí)PollutiongradeⅠPN≤0.7清潔(安全)Ⅱ0.73重度

表4　質(zhì)控措施實(shí)施

由表6可知，Cd、As、Cu、Zn、Ni超標(biāo)，最大超標(biāo)倍數(shù)分別為2.30、2.26、1.06、1.86、1.10,超標(biāo)率分別為33.3%、20.0%、6.7%、33.3%、13.3%。

由表7可知，3個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)周邊重金屬污染綜合評(píng)價(jià)等級(jí)分別為輕度、清潔和尚清潔；15個(gè)土壤點(diǎn)位中重度污染、中度污染、輕度污染、尚清潔、清潔的點(diǎn)位數(shù)分別為0、0、8、1、6，所占比率分別為0、0、53.3%、6.7%、40.0%。

表5畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)周邊土壤無(wú)機(jī)重金屬污染狀況

Table 5Inorganic heavy metal pollution status of surrounding soil in livestock and poultry farms

污染等級(jí)Pollutiongrade個(gè)數(shù)Number∥個(gè)百分率Percentage∥%無(wú)污染Non-pollation633.3輕微Slight520.0輕度Light426.6中度Moderate00重度Severe00

表6　畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)周邊土壤各項(xiàng)污染物評(píng)價(jià)結(jié)果

表7　各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位重金屬單項(xiàng)污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)

3小結(jié)

該研究結(jié)果表明，15個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位中Hg、Cr、Mn、Co、Pb、V、Tl等監(jiān)測(cè)因子均未超標(biāo)現(xiàn)象；Cd、As、Cu、Zn、Ni均有發(fā)現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象，最大超標(biāo)倍數(shù)分別達(dá)到了2.30、2.26、1.06、1.86、1.10。通過(guò)綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果可知：15個(gè)土壤點(diǎn)位中，有6個(gè)點(diǎn)位屬于清潔，1個(gè)屬于尚清潔，8個(gè)屬于輕度污染，未發(fā)現(xiàn)中度和重度污染。對(duì)3個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)周邊進(jìn)行調(diào)查，未發(fā)現(xiàn)明顯涉重企業(yè)。原因可能是一方面，土壤中背景值偏高；另一方面，養(yǎng)殖使用的飼料中所含重金屬的累積作用。

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基金項(xiàng)目2015年湖南省環(huán)?？萍加?jì)劃項(xiàng)目(湘財(cái)建指〔2014〕287號(hào))。

作者簡(jiǎn)介蔣晶(1980- )，女，湖南永州人，工程師，碩士，從事環(huán)境監(jiān)測(cè)研究。

收稿日期2016-03-30

中圖分類(lèi)號(hào)S 851.2+4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2016)14-081-03

Evaluation on Heavy Metal Pollution Status in Surrounding Soil of Livestock and Poultry Farms in Yongzhou

JIANG Jing, HUANGFU Xiao-dong, ZHOU Li et al

(Yongzhou Environmental Monitoring Station, Yongzhou, Hunan 425000)

Abstract[Objective] The aim was to grasp environmental quality of surrounding soil of livestock and poultry farms in Yongzhou City. [Method] Heavy metal monitoring and investigation was conducted on surrounding soil of several typical livestock and poultry farms in Yongzhou City. Selecting 12 heavy metal elements such as Cd, Hg, As as monitoring object, field investigation, exploration sites, sample collection, sample preparation, laboratory analysis were conducted. [Result] The main contaminants included Cd, As, Cu, Zn, Ni, 8 of the 15 soil points were slightly polluted, and no moderate or severe pollution was found. [Conclusion] The surrounding soil of livestock and poultry farms in Yongzhou City is polluted to different degrees, so it is urgent to formulate relevant pollution control measures.

Key wordsSoil; Heavy metal pollution; Status investigation and evaluation