宋 波 田美玲 陳同斌陸素芬 余元元
(桂林理工大學環(huán)境科學與工程學院,桂林 541004)
基于文獻數(shù)據(jù)的廣西典型土壤鉛含量特征及其風險研究*
宋 波 田美玲 陳同斌?陸素芬 余元元
(桂林理工大學環(huán)境科學與工程學院,桂林 541004)
為闡述廣西土壤鉛含量現(xiàn)狀及其潛在風險,通過檢索20世紀90年代至今國內外關于廣西土壤鉛含量的文獻,共篩選出目標文獻57篇,涉及廣西20多個地區(qū),樣品5 807個。結果表明,廣西區(qū)土壤鉛含量范圍為18.80~6 350 mg kg-1,幾何均值為147.9 mg kg-1。不同功能區(qū)的土壤鉛含量分布存在較大差異,清潔土壤、城區(qū)土壤、工礦土壤、非礦區(qū)農用土壤和礦區(qū)農用土壤鉛含量的幾何均值分別為26.17、32.88、244.5、42.93和347.6 mg kg-1,分別是廣西土壤鉛背景值的1.391倍、1.747倍、12.99倍、2.281倍、18.47倍。調查區(qū)域中鉛污染指數(shù)大于1的樣本占總量的23%,有7%的樣本屬于重度污染,主要分布在南丹縣、融安縣等地,這可能與該區(qū)域的礦業(yè)活動有關?;趶V西區(qū)鉛礦產分布及目前未涉及調查的區(qū)域,建議對重污染區(qū)南丹、金城江、環(huán)江、融安、陽朔和崇左縣等地采取治理措施,對鉛鋅礦分布較多的大新縣、武宣縣、岑溪縣、賀縣等地區(qū)作進一步的調查研究。
土壤;鉛;風險評估;廣西
鉛廣泛分布于環(huán)境中,是我國《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》中的5種優(yōu)先控制污染物之一[1],也是聯(lián)合國糧食及農業(yè)組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WHO)公布的對人體產生毒性最強的三種金屬之一[2]。研究發(fā)現(xiàn),地殼巖石中的鉛平均含量為16 mg kg-1,世界范圍內土壤鉛平均含量通常為2~200 mg kg-1[3],而我國土壤鉛背景值為26.0 mg kg-1[4]。土壤中的鉛主要來源于地質成礦[5]、鉛鋅礦的開采、汽車尾氣、鍋爐焚燒、油漆以及其他涉鉛活動等[6]。鉛極易在土壤中蓄積,農作物吸收過量的鉛表現(xiàn)出毒害效應,并通過食物鏈等途徑進入人體,嚴重威脅人類健康[7]。
目前,國內外學者對土壤鉛做了大量研究,我國北京[8]、廣州[9]、東莞[10]、昆山[11]、桂林[12]、貴陽[13]等地及國外的格魯利亞斯科[14]、墨西哥[15]、加濟阿巴德[16]等城市均有相關調查。各地區(qū)的調查結果具有一定的參考價值,但存在信息比較零散及區(qū)域差異性等問題,且全面分析區(qū)域性土壤鉛含量空間分布的研究較少,尤其針對我國廣西區(qū)土壤鉛含量整體分析的研究更是鮮有報道。廣西位于中國西南部,礦產資源豐富[17],素有“有色金屬之鄉(xiāng)”的美譽。據(jù)統(tǒng)計,我國已探明鉛礦保有儲量為3 570萬t[18],鉛礦床914個[19],居世界前列。廣西區(qū)內累計查明鉛資源儲量393.1 萬t,保有資源儲量175.7萬t,保有率44.69%[20],鉛鋅礦企業(yè)有118處,礦點主要分布于河池、南丹、環(huán)江、融安、武宣、陽朔、恭城、岑溪等縣市[21]。在已有報道中,南丹[22]、環(huán)江[23]等地區(qū)礦業(yè)活動釋放的鉛通過土壤及食物鏈等途徑威脅到人類健康。基于公開文獻資料,探討廣西區(qū)土壤鉛總體含量和空間分布狀況并進行風險評估,對廣西開展土壤鉛進一步的污染調查和污染治理工作進行了展望。
1.1 文獻搜集與整理
從公開發(fā)表的文獻中檢索20世紀90年代以來關于廣西土壤鉛含量的數(shù)據(jù)。檢索依據(jù)為:(1)以中文關鍵詞“土壤、鉛、Pb、重金屬污染”和英文關鍵詞“soil、lead、Pb、heavy metals、pollution”為關鍵詞在各大數(shù)據(jù)庫(中國知網(wǎng)、萬方、維普和Science Direct、Web of Science、Springer等)檢索目標文獻;(2)在檢索到的目標文獻中,根據(jù)調查區(qū)域中不同功能區(qū)及背景的差別,將采樣點歸為五類功能區(qū)土壤:Ⅰ清潔土壤,指基本不受人類活動影響的自然土壤;Ⅱ城區(qū)土壤,指城市中心人口密集區(qū)的土壤,包括住宅區(qū)、公園、商場、醫(yī)院、學校、各大機構等;Ⅲ工礦土壤,指礦區(qū)周邊用于農業(yè)生產之外的土壤;Ⅳ非礦區(qū)農用土壤,指遠離工廠的用于農業(yè)生產的土壤,包括農田、菜地、茶園、果園、牧場等;Ⅴ礦區(qū)農用土壤,指礦區(qū)周邊用于農業(yè)生產的土壤;(3)根據(jù)檢索到的目標文獻,某些文獻報道了多種功能區(qū)土壤鉛含量,因此按土壤功能將該篇文獻拆分;(4)檢索結果用目標文獻中土壤鉛含量的平均值表示,單位為mg kg-1。檢索到的目標文獻分布及樣點分布如圖1所示,一篇目標文獻代表一個樣本;樣點來源于本課題組在桂林市曾開展的調查工作,共192個土壤樣點,包括160個農用土壤樣點和32個清潔土壤樣點,覆蓋桂林市全境13個縣區(qū)。鉛鋅礦分布情況參照《中國黑色有色金屬礦產圖集》[24]。
圖1 廣西土壤鉛相關文獻及樣點分布Fig. 1 A sketch map showing distribution of relevant literature and sampling sites for soil lead in Guangxi
1.2 數(shù)據(jù)整理與分析
為使數(shù)據(jù)具有可比性,方便與我國現(xiàn)行的土壤環(huán)境質量標準限值比較,采用以下幾點為依據(jù)進行歸納整理:(1)目標文獻中有對調查區(qū)域土壤鉛含量作直接表述的,根據(jù)樣本中數(shù)據(jù)的分布特征,采用文獻中符合正態(tài)分布的算術均值或幾何均值或中位數(shù)來表示該區(qū)域土壤鉛含量;(2)目標文獻中沒有對調查區(qū)域土壤鉛含量作直接表述的,通過文獻中的圖表獲得;(3)數(shù)字和圖表均沒有的不參與比較和計算。
原始數(shù)據(jù)處理分析采用Origin、SPSS軟件完成,土壤重金屬含量的空間分布圖用ArcGIS等軟件制作。
1.3 評價方法
評價方法首先以廣西土壤鉛背景值[4]作為標準,求出土壤鉛污染累積指數(shù);再用土壤單項污染指數(shù)(P)表征土壤鉛的污染狀況。計算公式如下:
土壤污染累積指數(shù)=土壤污染物實測值/污染物背景值
土壤單項污染指數(shù)P=土壤污染物實測值/土壤污染物質量標準
依據(jù)《土壤環(huán)境質量標準》(GB 15618-1995),不同土壤環(huán)境質量執(zhí)行不同級別標準值,其中清潔土壤執(zhí)行一級標準,城區(qū)土壤、非礦區(qū)農用土壤執(zhí)行二級標準,工礦土壤及礦區(qū)農用土壤執(zhí)行三級標準。
土壤鉛污染分級標準:當P≤1時,表示土壤未受污染;1<P≤2時,表示土壤受到輕度污染;2<P≤3時,表示土壤受到中度污染;P>3時,表示土壤受到重度污染,且P值越大表示污染越嚴重。
2.1 不同功能區(qū)土壤鉛含量特征
由表1可知,廣西各地區(qū)土壤鉛含量存在較大差異,鉛含量均值范圍為18.80~6 350 mg kg-1;除黃碧燕和韋宇寧[25]報道的南寧市市郊部分土壤鉛含量低于當?shù)赝寥楞U背景值外,其他地區(qū)土壤鉛含量均高于對應地區(qū)的土壤鉛背景值,表明廣西區(qū)土壤環(huán)境普遍存在鉛的累積效應。
搜集到的廣西土壤鉛樣本數(shù)為86(其中存在交叉文獻),各地區(qū)土壤鉛含量均值呈偏態(tài)分布(圖2a),經對數(shù)轉換后符合正態(tài)分布(圖2b),其鉛含量均值的中值、算術均值、標準差、幾何均值和幾何標準差分別為99.07、475.0、1 049、147.9 mg kg-1和4.150。得出廣西區(qū)土壤鉛含量(幾何均值)是其背景值的7.86倍,低于我國《土壤環(huán)境質量標準》(GB 15618-1995)二級標準限制值。融安縣泗頂鉛鋅礦區(qū)的土壤鉛含量最高,為6 350 mg kg-1,污染累積指數(shù)達到278.5。
2.2 不同功能區(qū)土壤鉛含量差異
根據(jù)調查區(qū)域土壤所處地理位置和使用功能的不同,將其分為清潔土壤、城區(qū)土壤、工礦土壤、非礦區(qū)農用土壤、礦區(qū)農用土壤五種類型。五種功能區(qū)土壤分別對應的文獻有6、4、25、19和32篇(其中存在交叉文獻),經Kolmogorov-Smirnov (K-S)正態(tài)性檢驗,清潔土壤、城區(qū)土壤和非礦區(qū)農用土壤鉛含量符合正態(tài)分布,對數(shù)轉換后工礦土壤、礦區(qū)農用土壤鉛含量符合正態(tài)分布,統(tǒng)計結果如表2所示。
通過幾何均值比較,發(fā)現(xiàn)土壤中鉛含量水平表現(xiàn)為礦區(qū)農用土壤>工礦土壤>非礦區(qū)農用土壤>城區(qū)土壤>清潔土壤。由圖3a,清潔土壤鉛含量的幾何均值高于廣西土壤鉛背景值,較大值出現(xiàn)在柳州市,可能由于當?shù)赝寥楞U背景值(23.51 mg kg-1)較高,雖為遠離礦區(qū)的清潔土壤,但可能受到風力和雨水等自然因素的動力作用影響,使得土壤中的鉛含量形成一定的積累。城區(qū)土壤多集中在百色和南寧城區(qū)內,百色地區(qū)礦產資源豐富,種類繁多,土壤鉛積累差異較大,受外來影響也比較大;南寧是廣西區(qū)首府,人口集中,交通便利,土壤環(huán)境中的鉛極易受到汽車尾氣排放以及人類活動的影響,再加上南寧地區(qū)的土壤鉛背景值(27.15 mg kg-1)較高,導致該地區(qū)土壤鉛含量普遍偏高。工礦土壤鉛含量差異較大(圖3b),融安泗頂鉛鋅礦區(qū)土壤鉛含量最高,可能由于大量尾礦砂的堆砌及污廢水的排放,導致該地區(qū)土壤環(huán)境嚴重惡化;刁江流域南丹段礦區(qū)周邊土壤鉛含量也很高,由于刁江發(fā)源于南丹縣大廠、車河境內,大廠、車河的礦產資源非常豐富,隨著人們無序開采,“三廢”的肆意排放,大量的選洗礦廢水和礦砂排入刁江,刁江水通過地下滲流進入兩岸土壤,從而使其受到嚴重污染。河池市金城江區(qū)的土壤鉛含量也存在偏高現(xiàn)象,刁江流經金城江區(qū),受到源頭礦冶活動影響,同時金城江區(qū)的礦產也很豐富,其地理環(huán)境表現(xiàn)為三面環(huán)山,冶煉廠排放的廢氣煙塵難以擴散,容易在小范圍內富集并沉降,從而使該地區(qū)的環(huán)境受到嚴重污染,土壤鉛含量出現(xiàn)富集現(xiàn)象,農作物重金屬含量也可能存在超標風險。非礦區(qū)農用土壤鉛含量范圍為26.18~80.95 mg kg-1,幾何均值為42.93 mg kg-1,對南寧和桂林地區(qū)的研究較多,兩地的土壤鉛背景值(桂林20.32 mg kg-1)均高于廣西土壤鉛背景值,同時由于在農耕過程中使用農藥,使當?shù)赝寥朗艿揭欢ㄓ绊?,造成土壤鉛的積累現(xiàn)象,但幾何均值低于國家《土壤環(huán)境質量標準》(GB 15618-1995)二級標準。礦區(qū)農用土壤鉛含量的幾何均值為347.6 mg kg-1,主要集中在桂林陽朔縣、大環(huán)江、金城江、南丹縣大
廠等地區(qū),桂林市陽朔縣思的村分布有浮選廠,降雨導致尾礦砂壩塌陷,尾礦砂四處溢流,進入思的村,造成農田大面積污染;大環(huán)江上游分布有北山鉛鋅礦區(qū)、雅脈鋼鐵廠、都川鉛鋅礦、馴樂鉛鋅礦區(qū)等有色金屬礦區(qū),曾經洪水將上游部分尾砂庫沖垮,大量顆粒物尾礦被沖入江河,下滲至沿河兩岸土壤,使其受到嚴重的鉛污染;金城江區(qū)礦產資源豐富,周邊用于農業(yè)生產的土壤受到嚴重影響;南丹縣大廠鎮(zhèn)礦產豐富,地形奇特,四面環(huán)山,礦產開發(fā)中產生的三廢污染富集在小區(qū)域內無法擴散,使該地區(qū)的土壤受到嚴重的重金屬污染,以鉛最為突出,同時這些礦區(qū)農用土壤在被使用過程中,化肥、農藥、地膜等對土壤環(huán)境也存在一定的污染風險。
表1 廣西部分地區(qū)土壤鉛含量統(tǒng)計特征Table 1 Statistics of soil lead contents in several areas of Guangxi
續(xù)表
?
續(xù)表
圖2 廣西部分地區(qū)土壤鉛含量分布特征Fig. 2 Frequency distribution of Pb contents in soil of Guangxi
表2 不同功能區(qū)土壤鉛含量狀況Table 2 Content of lead in soil relative to type of land use
圖3 不同功能區(qū)土壤鉛含量箱式圖Fig. 3 Box plot showing Pb contents in soil in different function zones
從變異系數(shù)來看,變異系數(shù)≤10%時,表現(xiàn)為弱變異性;變異系數(shù)介于10%~100%之間表現(xiàn)為中等變異性;變異系數(shù)≥100%時表現(xiàn)為強變異性[32]。通過表2可以看出:在五種功能區(qū)土壤中,清潔土壤、城區(qū)土壤和非礦區(qū)農用土壤鉛含量的空間變異性表現(xiàn)為中等強度;工礦土壤、礦區(qū)農用土壤鉛含量空間變異性強。全部土壤的變異系數(shù)為220.8%,說明研究區(qū)的土壤鉛含量受人類活動和產業(yè)發(fā)展影響很大。
2.3 土壤鉛含量空間分布與污染評價
將收集的廣西土壤鉛含量數(shù)據(jù)通過Arc GIS 9.3繪圖工具得到廣西土壤鉛含量的空間分布圖(圖4),由圖4a可以看出,廣西土壤鉛含量狀況的研究集中在河池、南寧和桂林等地區(qū),礦業(yè)活動密集區(qū)河池地區(qū)的南丹、金城江和環(huán)江一帶研究較多;對于鉛鋅礦分布較多的大新縣、武宣縣、岑溪縣、賀縣等研究較少。研究區(qū)域土壤鉛含量空間分布表現(xiàn)為:在南丹、金城江、環(huán)江、融安、陽朔和崇左縣等地區(qū)出現(xiàn)高值(圖4b),說明這些區(qū)域受到周邊礦區(qū)影響,土壤環(huán)境存在較高鉛污染。如周興等[28]對南丹刁江流域沿岸已經廢棄的尾礦庫周邊土壤進行調查,結果表明土壤鉛含量最大值為17 200 mg kg-1,平均值達到4 821 mg kg-1,是國家土壤環(huán)境質量三級標準的9.6倍。路暢等[29]報道的融安泗頂鉛鋅礦區(qū)的冶煉廠排污口處鉛含量達到18 212 mg kg-1,而冶煉廠產生的廢渣是導致該區(qū)域污染嚴重的直接原因。項萌等[30]發(fā)現(xiàn)河池礦產冶煉區(qū)土壤鉛含量平均值達到4 382 mg kg-1,是背景樣品鉛含量的57.7倍。
通過與廣西土壤鉛背景值相比較,得出清潔土壤、城區(qū)土壤、工礦土壤、非礦區(qū)農用土壤、礦區(qū)農用土壤分別是廣西土壤鉛背景值的1.391倍、1.747倍、12.99倍、2.281倍、18.47倍。由表1中廣西各地區(qū)土壤鉛含量均值和國家《土壤環(huán)境質量標準》(GB 15618-1995)各級標準值,得出土壤鉛污染指數(shù),大于1的目標文獻樣本占總量的23%,有7%的目標文獻樣本屬于重度污染,其主要分布在南丹縣、融安縣等地,這很可能與當?shù)氐牡V業(yè)活動、農用化肥的大量使用有關。
圖4 廣西各地區(qū)土壤鉛均值(a)和最高值(b)空間分布Fig. 4 Spatial distribution of soil lead(a)and maximum soil Pb contents(b)in various function zones of Guangxi
廣西土壤鉛含量的空間分布狀況表明,部分地區(qū)鉛含量明顯高于國家《土壤環(huán)境質量標準》(GB 15618-1995)限制值,這可能由于受到人為活動干擾,例如礦區(qū)的開發(fā)、重工業(yè)區(qū)域性發(fā)展、農業(yè)發(fā)展等。而各地區(qū)成土母質的差異以及背景值的不同是造成廣西土壤鉛含量在空間上分布不均的初始原因[33]。
近年來,隨著廣西鉛鋅冶煉企業(yè)生產能力的提升,開發(fā)使用程度也在增大。截至2009年,廣西鉛需求量約為40萬t a-1[20],鉛占用率為61%~70%,消耗率為55.31%[34]。位于桂西北河池—南丹地區(qū)的丹池成礦帶是廣西最重要的成礦帶之一,鉛—鋅儲量超過廣西總儲量的36.2%[35],鉛礦主要以采礦、選礦和冶煉3種方式進入周圍環(huán)境,其中選礦活動對鉛的環(huán)境釋放通量貢獻最大[36]。文獻顯示對重污染區(qū)南丹[27]、金城江[27]、環(huán)江[31]、融安[29]、陽朔[37]和崇左[26]等地區(qū)的研究多集中在調查方面,基于這些地區(qū)鉛礦產資源豐富,冶煉產業(yè)發(fā)展的同時使環(huán)境遭受到不同程度的鉛污染,當?shù)鼐用竦纳詈蜕鏃l件也受到嚴重威脅,有必要對這些地區(qū)開展進一步的農產品健康風險評估和人群健康風險評價;對于目前研究較少的大新縣、武宣縣、岑溪縣、賀縣等地區(qū),鉛礦產資源分布較多,其中地處梧州、岑溪地區(qū)以佛子沖和東桃為代表的鉛—鋅成礦區(qū)鉛鋅儲量占廣西總儲量的22.3%[35],這些地區(qū)礦業(yè)活動密集,冶煉廠在生產過程中排放的大量有毒有害物質通過尾礦堆的不合理處置、酸性廢水排放及干濕沉降等途徑[38-40]使礦區(qū)周邊土壤受到不同程度的鉛污染,農產品安全也間接受到威脅,對這些地區(qū)開展土壤重金屬污染調查,摸清土壤鉛含量狀況,全面合理評價廣西土壤鉛含量迫在眉睫。
受公開文獻研究區(qū)域的限制,收集到的數(shù)據(jù)僅覆蓋了廣西部分地區(qū)。為確立今后工作開展方向和更有效地統(tǒng)計分析廣西土壤鉛含量現(xiàn)狀,分別制定以下策略:(1)對廣西已調查過的區(qū)域(桂林、河池、南寧等)需要根據(jù)污染程度,進一步評估土壤鉛污染對生態(tài)環(huán)境和當?shù)厝巳航】档娘L險,必要時需加強監(jiān)管,防止污染擴散;(2)對重污染區(qū)域(南丹、金城江、環(huán)江、融安、陽朔和崇左等礦業(yè)集中區(qū))應進一步開展人體健康與農產品安全多層次研究,以制定具有針對性的風險控制和治理措施;(3)對涉鉛礦業(yè)和工業(yè)活動的其他未開展或較少開展調查的區(qū)域(大新縣、武宣縣、岑溪縣、賀縣等)需要作進一步調查,充實廣西地區(qū)土壤鉛含量的空間分布情況。
[1]吳舜澤,孫寧,盧然,等. 重金屬污染綜合防治實施進展與經驗分析. 中國環(huán)境管理,2015,7(1):21—28
Wu S Z,Sun N,Lu R,et al. The progress and empirical analysis on the implementation of comprehensive prevention and control of heavy metal pollution(In Chinese). Chinese Journal of Environmental Management,2015,7(1):21—28
[2]程恒怡,劉展華,吳祖軍,等. 2012年廣西食品中鉛污染檢測結果調查. 中國衛(wèi)生檢驗雜志,2014,24 (2):258—260
Cheng H Y,Liu Z H,Wu Z J,et al. Analysis of lead contamination level in food of Guangxi in 2012 (In Chinese). Chinese Journal of Health Laboratory Technology,2014,24(2):258—260
[3]Martínez C E,Motto H L. Solubility of lead,zinc and copper added to mineral soils. Environmental Pollution,2000,107(1):153—158
[4]中國環(huán)境監(jiān)測總站. 中國土壤元素背景值. 北京:中國環(huán)境科學出版社,1990
China Environment Monitoring Station. Chinese soil element background values(In Chinese). Beijing:Chinese Environmental Science Press,1990
[5]田暉. 西安市街道灰塵中鉻、鎘、鉛賦存狀態(tài)及環(huán)境效應. 北京地質,2002,14(2):34—39
Tian H. Occurrence state of the trace elements of the dust in the street of Xi,an(In Chinese). Beijing Geology,2002,14(2):34—39
[6]Godwin H A. The biological chemistry of lead. Current Opinion in Chemical Biology,2001,5(2):223—227
[7]胡寧靜,駱永明,宋靜,等. 長江三角洲地區(qū)典型土壤對鉛的吸附及其與有機質、pH和溫度的關系. 土壤學報,2010,47(2):246—252
Hu N J,Luo Y M,Song J,et al. Influences of soil organic matter,pH,and temperature on Pb sorption by four soils in Yangtze River Delta(In Chinese). Acta Pedologica Sinica,2010,47(2):246—252
[8]鄭袁明,余軻,吳泓濤,等. 北京城市公園土壤鉛含量及其污染評價. 地理研究,2002,21(4):418—424
Zheng Y M,Yu K,Wu H T,et al. Lead concentrations of soils in Beijing urban parksand their pollutionassessment(In Chinese). Geographical Research,2002,21(4):418—424
[9]黃銀華,李鋮,李芳柏,等. 廣州市農業(yè)表層土壤鎘和鉛多尺度空間結構. 土壤,2015,47(6):1144—1150
Huang Y H,Li C,Li F B,et al. Multi-scale spatial structure of Cd and Pb in agricultural soils in Guangzhou (In Chinese). Soils,2015,47(6):1144—1150
[10]高磊,陳建耀,王江,等. 東莞石馬河沿岸土壤重金屬污染及生態(tài)毒性研究. 土壤學報,2014,51(3):538—546
Gao L,Chen J Y,Wang J,et al. Heavy metal pollution of soils alongside Shima River,Dongguan and its ecotoxicity(In Chinese).Acta Pedologica sinica,2014,51(3):538—546
[11]萬紅友,周生路,趙其國,等. 蘇南經濟快速發(fā)展區(qū)土壤Cu、Ni、Pb、Zn形態(tài)及其有效性定量分析——以昆山市為例. 土壤學報,2010,47(4):652—658
Wan H Y,Zhou S L,Zhao Q G,et al. Chemical forms of soil Cu,Ni,Pb and Zn and quantitative analysis of their availabilities in regions rapid in economic development in south Jiangsu:A case study of Kunshan City(In Chinese). Acta Pedologica Sinica,2010,47 (4):652—658
[12]宋波,張學洪,蒙冬柳,等. 桂林市菜地土壤和蔬菜鉛含量調查與污染評價. 環(huán)境科學研究,2012,25 (10):1155—1160
Song B,Zhang X H,Meng D L,et al. Lead concentrations and contamination assessment in vegetables and soils in Guilin(In Chinese). Research of Environmental Sciences,2012,25(10):1155—1160
[13]曹益金,李曉燕,王干珍,等. 貴陽市城區(qū)土壤重金屬累積現(xiàn)狀研究. 土壤通報,2012,43(2):484—489
Cao Y J,Li X Y,Wang G Z,et al. The status of heavy metals accumulation in soil of Guiyang City(In Chinese). Chinese Journal of Soil Science,2012,43 (2):484—489
[14]Argyraki A. Garden soil and house dust as exposure media for lead uptake in the mining village of stratoni,Greece. Environmental Geochemistry and Health,2014,36(4):677—692
[15]Chabukdhara M,Nema A K. Heavy metals assessment in urban soil around industrial clusters in Ghaziabad,India:Probabilistic health risk approach. Ecotoxicology and Environmental Safety,2012,87(1):57—64
[16]Morton-Bermea O,Hernández-álvarez E,González-Hernández G,et al. Assessment of heavy metal pollution in urban top soils from the metropolitan area of mexico city. Journal of Geochemical Exploration,2009,101(3):218-224
[17]廣西簡介. 中國西部,1994(2):4—7
A general survey of Guangxi(In Chinese). Western China,1994(2):4—7
[18]桂華. 我國有色金屬工業(yè)產業(yè)結構現(xiàn)狀分析——鉛鋅工業(yè)現(xiàn)狀分析. 有色金屬工業(yè),1999(7):7—9
Gui H. The analysis of the state of nonferrous industry mix in China(In Chinese). Nonferrous-metal Industry,1999(7):7—9
[19]陳喜峰,彭潤民. 中國鉛鋅礦資源形勢及可持續(xù)發(fā)展對策. 有色金屬,2008,60(3):129—132
Chen X F,Peng R M. Pb-Zn metal resources condition and strategy for Pb-Zn metals industry sustainable development in China(In Chinese). Nonferrous Metals,2008,60(3):129—132
[20]何海洲,楊志剛,李水如,等. 廣西優(yōu)勢礦產資源利用現(xiàn)狀及保障程度分析. 中國礦業(yè),2014,23(11):40—57
He H Z,Yang Z G,Li S R,et al. Analysis of the utilization status and their guarantee level of superiority mineral resources in Guangxi(In Chinese). China Mining Magazine,2014,23(11):40—57
[21]胡世任. 廣西通志有色金屬工業(yè)志. 4. 南寧:廣西人民出版社,1994
Hu S R. Guangxi annals Non-ferrous metals industry(In Chinese). 4. Nanning:Guangxi People’s Publishing House,1994
[22]蔡剛剛,張學洪,梁美娜,等. 南丹大廠礦區(qū)周邊農田土壤重金屬健康風險評價. 桂林理工大學學報,2014,34(3):554—559
Cai G G,Zhang X H,Liang M N,et al. Health risk assessment of heavy metals pollution in farmland soil surrounding Dachang ore district in Nandan(In Chinese). Journal of Guilin University of Technology,2014,34(3):554—559
[23]唐成,宋同清,楊鈣仁,等. 大環(huán)江兩岸農田重金屬污染現(xiàn)狀及健康風險評價. 農業(yè)現(xiàn)代化研究,2013,34 (5):613—616
Tang C,Song T Q,Yang G R,et al. Status and health risk assessment of heavy metal pollution of farmland soil in two sides of Great Huanjiang River(In Chinese). Research of Agricultural Modernization,2013,34 (5):613—616
[24]中國地質科學院地質研究所. 中國黑色有色金屬礦產圖集. 北京:地質出版社,1996:165—168
Institute of Geology,Chinese Academy of Geological Sciences. China black non-ferrous metal mineral atlas (In Chinese). Beijing:Geology Publishing House,1996:165—168
[25]黃碧燕,韋宇寧. 廣西南寧市郊區(qū)土壤及其農副產品重金屬污染狀況監(jiān)測與評價. 農業(yè)環(huán)境與發(fā)展,2000,17(4):20—22
Huang B Y,Wei Y N. Heavy metal pollution condition monitoring and evaluation of soil and agricultural sideline products in Nanning,Guangxi(In Chinese). Agro-Environment and Development,2000,17(4):20—22
[26]覃朝科,易鷂,劉靜靜,等. 廣西某鉛鋅礦區(qū)廢水匯集洼地土壤重金屬污染調查與評價. 中國巖溶,2013,32(3):318—324
Qin C K,Yi Y,Liu J J,et al. Investigation and evaluation on heavy metal pollution in the waste water collecting depression in a lead-zinc mine of karst area (In Chinese). Carsologica Sinica,2013,32(3):318—324
[27]黃奎賢,覃柳妹,吳少珍,等. 廣西河池市重金屬污染現(xiàn)狀分析與治理對策. 廣西科學院學報,2012,28 (4):320—324+329
Huang K X,Qin L M,Wu S Z,et al. Situation and remedial measures for heavy metals pollution in Hechi city of Guangxi(In Chinese). Journal of Guangxi Academy of Sciences,2012,28(4):320—324+329 [28]周興,宋書巧,吳歡. 廣西刁江流域有色金屬礦區(qū)尾砂庫植物研究. 熱帶地理,2003,23(3):226—230
Zhou X,Song S Q,Wu H. Aninvestigation of plants on the tailings of abandoned nonferrous mines in the DiaoJiang basin of Guangxi(In Chinese). Tropical Geography,2003,23(3):226—230
[29]路暢,王英輝,楊進文. 廣西鉛鋅礦區(qū)土壤重金屬污染及優(yōu)勢植物篩選. 土壤通報,2010,41(6):1471—1475
Lu C,Wang Y H,Yang J W. Soil heavy metal pollution and dominant plants selection in Pb-Zn mining areas of Guangxi(In Chinese). Chinese Journal of Soil Science,2010,41(6):1471—1475
[30]項萌,張國平,李玲,等. 廣西河池鉛銻礦冶煉區(qū)土壤中銻等重金屬的分布特征及影響因素分析. 地球與環(huán)境,2010,38(4):495—500
Xiang M,Zhang G P,Li L,et al. The Characteristics of heavy metals in soil around the Hechi antimony-lead smelter,Guangxi,China(In Chinese). Earth and Environment,2010,38(4):495—500
[31]翟麗梅,陳同斌,廖曉勇,等. 廣西環(huán)江鉛鋅礦尾砂壩坍塌對農田土壤的污染及其特征. 環(huán)境科學學報,2008,28(6):1206—1211
Zhai L M,Chen T B,Liao X Y,et al. Pollution of agricultural soils resulting from a tailing spill at a Pb-Zn mine:A case study in Huanjiang,Guangxi Province (In Chinese). Acta Scientiae Circumstantiae,2008,28(6):1206—1211
[32]張朝生,章申,何建邦. 長江水系沉積物重金屬含量空間分布特征研究——地統(tǒng)計學方法. 地理學報,1997,52(2):90—98
Zhang C S,Zhang S,He J B. Spatial distribution characteristics of heavy metals in the sediments of Changjing River system-Geostatistics method(In Chinese). Acta Geographica Sinica,1997,52(2):90—98
[33]成杭新,楊忠芳,侯青葉,等. 表層土壤元素背景值研究方法探索. 礦物巖石地球化學通報,2007,26 (S1):446—447
Cheng H X,Yang Z F,Hou Q Y,et al. Research methods to explore Surface soil element background values(In Chinese). Bulletin of Mineralogy,Petrology and Geochemistry,2007,26(S1):446—447
[34]唐獻民. 廣西有色金屬工業(yè)做強做大的思考. 2008(太原)首屆中西部十二省市自治區(qū)有色金屬工業(yè)發(fā)展論壇. 太原,2008:20—24
Tang X M. The thinking of stronger about Guangxi nonferrous metals industry. 2008(Taiyuan)The first BBS about non-ferrous metals industry development including 12 provinces autonomous regions in the Midwest(In Chinese). Taiyuan,2008:20—24
[35]楊斌,彭省臨,李水如,等. 廣西有色金屬成礦系列與成礦區(qū)帶. 礦產與地質,2007,21(1):8—11
Yang B,Peng S L,Li S R,et al. Metallogenic series and metallogenic belt of nonferrous metals in Guangxi (In Chinese). Mineral Resources and Geology,2007,21(1):8—11
[36]Wang X W,Lang L S,Li Y H,et al. Estimation of lead and zinc emissions from mineral exploitation based on characteristics of lead/zinc deposits in China. Transactions of Nonferrous Metals Society of China,2011,21(11):2513—2519
[37]胡清菁,張超蘭,靳振江,等. 鉛鋅礦尾砂重金屬污染物對不同土地利用類型土壤性質影響的典范對應分析.巖礦測試,2014,33(5):714—722
Hu Q J,Zhang C L,Jin Z J,et al. Canonical correspondence analysis for soil properties and heavy metal pollution from Pb-Zn Mine Tailings in different land use types(In Chinese). Rock and Mineral Analysis,2014,33(5):714—722
[38]Johnson D B. Chemical and microbiological characteristics of mineral spoils and drainage waters at abandoned coal and metal mines. Water,Air and SoilPollution,2003,3(1):47—66
[39]Nikolaidis C,Zafiriadis I,Mathioudakis V,et al. Heavy metal pollution associated with an abandoned lead-zinc mine in the Kirki region,NE Greece. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology,2010,85(3):307—312
[40]Zheng N,Liu J S,Wang Q C,et al. Health risk assessment of heavy metal exposure to street dust in the zinc smelting district,Northeast of China. Science of the Total Environment,2010,408(4):726—733
附錄 表1廣西部分地區(qū)土壤鉛含量數(shù)據(jù)來源文獻清單
(1) 劉芳,蘭翠玲,黃科瑞,等. 廣西百色不同功能區(qū)土壤重金屬污染與來源. 地球與環(huán)境,2012,40(2):232—237
(2) 張新英,劉勇,吳浩東,等. 廣西河池大環(huán)江板力村近岸農田重金屬污染分析. 農業(yè)環(huán)境科學學報,2010,29(S1):80—83
(3) 譚勇壁. 礦區(qū)周邊重金屬污染農田發(fā)展桑樹種植產業(yè)的可行性研究. 南寧:廣西大學,2008
(4) 蔣越華,黎寧. 柳州市某礦區(qū)周邊土壤重金屬污染評價. 農業(yè)研究與應用,2013(3):31—34
(5) 黃科瑞,劉芳,張金磊,等. 百色不同功能區(qū)土壤重金屬形態(tài)分布及其生態(tài)風險評價. 廣東農業(yè)科學,2013 (11):165—168
(6) 劉寶慶. 南寧市城區(qū)土壤重金屬污染狀況研究. 廣西大學:2004
(7) 莫莉萍,林清,謝曉聰,等. 南寧市公園綠地土壤重金屬含量與潛在生態(tài)風險評價. 廣西師范學院學報(自然科學版),2011,28(S1):1-4
(8) 李金城,尹仁湛,羅亞平,等. 廣西大新錳礦區(qū)土壤重金屬污染評價. 環(huán)境科學與技術,2010,33(7):183—185+190
(9) 王素娟,李正文,廖秋佳,等. 廣西礦區(qū)土壤鎘、鉛污染狀況研究. 生態(tài)科學,2008,27(1):50—54
(10) 劉永軒,黃澤春,蹇麗,等. 廣西刁江沿岸土壤As,Pb和Zn污染的分布規(guī)律差異. 環(huán)境科學研究,2010,23(4):485—490
(11) 李杰,陳彪,劉枝剛,等. 貴港城區(qū)土壤重金屬的空間分布特征及來源解析. 南方國土資源,2013(4):29—32
(12) 陳春強,鄧華,黃芳芳. 廣西桂平錳礦區(qū)土壤重金屬含量及形態(tài)分析. 廣西師范大學學報(自然科學版),2014,32(4):108—114
(13) 黃芳芳. 廣西桂平錳礦露采礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境與治理修復研究. 桂林:廣西師范大學,2011
(14) 賴燕平,李明順,楊勝香,等. 廣西八一錳礦區(qū)土壤和主要農作物重金屬含量的研究. 礦產與地質,2006,20(6):651—655
(15) 楊勝香. 廣西錳礦廢棄地重金屬污染評價及生態(tài)恢復研究. 桂林:廣西師范大學,2007
(16) 胡玉平,王雙飛,梁曉麗,等. 南寧市典型工業(yè)區(qū)土壤重金屬污染狀況研究. 廣西輕工業(yè),2008(12):109—110
(17) 趙仕花,陳曉白,勞普蘭. 玉林市典型工業(yè)區(qū)重金屬鉛污染的調查研究. 玉林師范學院學報,2009,30 (5):60—63
(18) 陳振威. 廣西百色市右江區(qū)水果產地土壤重金屬含量及評價. 中國園藝文摘,2013(11):22—23
(19) 唐建生. 桂中巖溶區(qū)鐵錳結核土的重金屬富積特征及對旱地作物毒害研究. 北京:中國地質大學,2011
(20) 凌乃規(guī). 廣西不同類型農田土壤重金屬含量狀況分析.農業(yè)環(huán)境與發(fā)展,2010(4):91—94
(21) 黃玉溢,陳桂芬,熊柳梅,等. 廣西稻田土壤重金屬污染評價,安徽農業(yè)科學,2013,41(26):10648—10649+10852
(22) 張敏,周莉,曹建華,等. 桂林毛村土壤鈣、鋅、鉛有效性與pH關系初探. 廣西農業(yè)科學,2008,39(6):796—799
(23) 黃碧燕. 桂林市菜地土壤重金屬含量及其風險評價. 廣西農學報,2010,25(4):34—36
(24) 何方永,曾其國,彭培好. 廣西羅漢果產區(qū)土壤鉛的地球化學特征. 河南科技大學學報(自然科學版),2014,35(3):73—77+78—79
(25) 侯明. 桂林市郊土壤中鉛的形態(tài)及含量. 桂林工學院學報,2006,26(1):93—97
(26) 陳佩瓊,楊敏,朱秀鳳,等. 南寧河洲生態(tài)農業(yè)規(guī)劃區(qū)土壤重金屬污染評價. 廣西農業(yè)生物科學,2004,23 (1):72—75
(27) 張超蘭,白厚義. 南寧市郊部分菜區(qū)土壤和蔬菜重金屬污染評價. 廣西農業(yè)生物科學,2001,20(3):186—189+205
(28) 陳桂芬,黃武杰,張麗明,等. 南寧市菜地土壤及蔬菜重金屬污染狀況調查與評價. 廣西農業(yè)科學,2004,35(5):389—392
(29) 秦波,白厚義,陳秀娟,等. 南寧市郊菜園土壤重金屬污染評價. 農業(yè)環(huán)境科學學報,2006,25(S1):45—47
(30) 秦波. 南寧市郊菜園土壤及蔬菜重金屬污染的現(xiàn)狀與評價. 南寧:廣西大學,2002
(31) 謝文娟,白厚義,韋璐陽,等. 廣西武鳴華僑生態(tài)農業(yè)規(guī)劃區(qū)土壤重金屬污染評價. 廣西林業(yè)科學,2004,33(2):67—70
(32) 劉展華,唐振柱,黃江平,等. 2008年廣西鉛鋅礦區(qū)周邊農村環(huán)境鉛污染現(xiàn)狀調查. 環(huán)境與健康雜志,2009,26(8):708—710
(33) 呂晶晶,張新英,吳玉峰,等. 廣西大新縣鉛鋅礦區(qū)某屯耕地土壤重金屬污染特征及評價. 廣西師范學院學報(自然科學版),2013,30(4):51—54
(34) 周永章,宋書巧,楊志軍,等. 河流沿岸土壤對上游礦山及礦山開發(fā)的環(huán)境地球化學響應——以廣西刁江流域為例. 地質通報,2005,24(10-11):945—951
(35) 凌乃規(guī),何金富,黃碧燕,等. 刁江流域土壤鉛對水稻和小白菜的污染影響研究. 廣西農業(yè)科學,2008,39 (4):507—510
(36) 宋書巧,吳浩東,藍唯源. 刁江沿岸土壤重金屬污染狀況及土地的合理利用模式. 環(huán)境與健康雜志,2008,25(4):317—319
(37) 胡清菁. 鉛鋅尾礦砂污染對不同土地利用類型土壤性質的影響. 南寧:廣西大學,2014
(38) 項萌,張國平,李玲,等. 廣西鉛銻礦冶煉區(qū)表層土壤重金屬污染的分布規(guī)律. 礦物學報,2011,31(2):250—255
(39) 袁永強,劉叢強. 廣西某地金屬冶煉廢水外溢對農田土壤的污染特征. 環(huán)境科學,2011,32(11):3312—3317
(40) 胡忠俊. 大環(huán)江沿岸土壤重金屬污染對當?shù)刂脖患爸参锒鄻有缘挠绊懷芯? 南寧:廣西師范學院,2010
(41) 宋寧寧,王芳麗,唐世榮,等. 基于梯度薄膜擴散技術的廣西環(huán)江流域桑田土壤中鉛的生物有效性研究. 農業(yè)環(huán)境科學學報,2012,31(7):1317—1323
(42) 王德光,宋書巧,藍唯源. 環(huán)江縣大環(huán)江沿岸土壤重金屬污染與蔬菜安全評價. 農業(yè)環(huán)境與發(fā)展,2008 (2):8—11
(43) 唐成. 大環(huán)江兩岸農田土壤重金屬污染現(xiàn)狀及其健康風險評估. 南寧:廣西大學,2013
(44) 金枚. 大廠礦區(qū)農產品安全性分析. 南寧:廣西師范學院,2013
(45) 劉勇. 廣西某礦區(qū)農用地土壤重金屬含量分析與污染評價. 南寧:廣西師范學院,2012
(46) 張麗娥,莫招育,覃健,等. 廣西大廠礦區(qū)下游農村土壤重金屬污染及兒童健康風險評估. 環(huán)境與健康雜志,2014,31(6):512-516
(47) 李藝,李明順,賴燕平,等. 廣西思榮錳礦復墾區(qū)的重金屬污染影響與生態(tài)恢復探討. 農業(yè)環(huán)境科學學報,2008,27(6):2172—2177
Characterization of Pb Contents in Typical Soils of Guangxi and Risk Assessment Based on Literature Date
SONG Bo TIAN Meiling CHEN Tongbin?LU Sufen YU Yuanyuan
(College of Environmental Science and Engineering,Guilin University of Technology,Guilin 541004,China)
【Objective】This paper is to illustrate the status quo of soil lead contents and potential risk of soil lead in Guangxi. 【Method】By searching various important databases(China National Knowledge Infrastructure,Wanfang Data,Vip,Science Direct,Web of Science,Springer,etc.)for papers on soil lead contents in Guangxi published at home and abroad since the 1990s. A total of 57 papers were retrieved involving 5 807 soil samples from 20 areas in Guangxi. As the areas covered varied in background and function,the soil samples were sorted into five groups(clean soil,soil from urban zone,soil from industrial and mining zone,soil from farmland in non-industrial and mining zone,and soil from farmland in industrial and mining zone). To make the data comparable with the prevailing criteria of the Standard for Soil Environment Quality(GB15618-1995),means it the target papers tallying with normal distribution or data acquired from the tables and/or figures in the papers were collated. 【Result】Results show that lead concentration in the soil of Guangxi varied in the range of 18.80~6 350 mg kg-1,with geometric mean being 147.9 mg kg-1or 7.86 times as high as the background value. Obviously it was lower than Grade II Criterion of the Standard for Soil Environment Quality(GB15618-1995). The soil in the Siding lead-zinc mining area was 6 350 mg kg-1or the highest in lead content,with pollution accumulation index reaching up to 278.5. Soils in different function zones varied sharply in soil lead content distribution. The lead content in clean soil,soil in urban area,soil in industrial and mining zone,soil in farmland of non-industrial and mining zone and soil in farmland of industrial and mining zoneswas26.17,32.88,244.5,42.93 and 347.6 mgkg-1,respectively,or 1.391,1.747,12.99,2.281 and 18.47 times,respectively,the background value in Guangxi. Soil lead content in clean soil,soil in urban area,and soil in farmland of non-industrial and mining zone was moderate in spatial variability,but in the other two groups,it was high in spatial variability. The coefficient of variation(CV)of the soil in Guangxi as a whole was 220.8%. Of the total soil samples,23% were > 1 in lead pollution index and about 7% fell into the category of“heavily polluted”. The heavily polluted soil samples were collected mainly from Nandan,Rongan,etc.,where the mining activities were very intensive. 【Conclusion】Based on the distribution of lead mines and areas not covered by the survey,it is suggested that positive management measures be adopted in those highly polluted areas,such as Nandan,Jinchengjiang,Huanjiang,Rongan,Yangshuo,Chongzuo,etc.,and further in-depth investigations be made of the areas relatively rich in lead and zinc resources,such as Daxin,Wuxuan,Cenxi and Hezhou.
Soil;Lead;Risk assessment;Guangxi
X833;X825
A
10.11766/trxb201604200011
(責任編輯:檀滿枝)
* 廣西自然科學基金項目(No. 2013GXNSFEA053002)、“八桂學者”建設工程專項經費和國家自然科學基金項目(41261082)共同資助 Supported by the Guangxi Natural Science Fund Project(No. 2013GXNSFEA053002),the Special Funding for Guangxi“BaGui scholars”Construction Projects Funds and the National Natural Science Foundation of China(No. 41261082)
? 通訊作者 Corresponding author,E-mail:chentb@igsnrr.ac.cn
宋 波(1972—),男,湖南溆浦人,博士,教授,主要從事污染土壤修復和區(qū)域環(huán)境調查與風險評估研究。E-mail:songbo@glut.edu.cn
2016-04-20;
2016-08-22;優(yōu)先數(shù)字出版日期(www.cnki.net):2016-10-12