趙志梅 趙麗輝

（山東省淄博生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心 山東淄博 255040）

隨著工業(yè)的發(fā)展，重金屬的污染也日趨嚴(yán)重，重金屬污染事故頻頻發(fā)生。某市為了確保糧食生產(chǎn)安全，通過對某市糧棉油生產(chǎn)區(qū)土壤的調(diào)查，了解土壤重金屬污染狀況，對土壤中重金屬含量及分布特征進(jìn)行評價和研究。

1 實驗與方法

1.1 采樣點位布設(shè)

本次土壤采樣采用梅花型布點，采集0～20 cm表層土壤，采樣量為5 kg，采集選擇最具代表性的糧棉油生產(chǎn)區(qū)土壤，各采集5個土壤樣品。

1.2 樣品采集與制備

把采集好的土壤樣品放置在搪瓷盤中自然風(fēng)干，風(fēng)干過程中不時翻動，撿拾枯葉殘枝剔除石塊，等風(fēng)干后按照《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)》［1］要求制備樣品，用瑪瑙研磨器研磨過篩（100目），裝瓶待測。

1.3 實驗儀器

（1）Cd、Cu、Ni、Pb、Cr、Zn 實驗儀器：ETHOS1-T640 微波消解儀（意大利，Milestone）、可控溫電加熱板（萊伯泰科有限公司）、AB204-E電子天平、Millipore超純水機(jī)、710-ES電感耦合等離子體發(fā)射光譜（美國，瓦里安）。

（2）Hg、As實驗儀器：DZKW-C型雙列四孔恒溫水浴鍋、AB204-E電子天平、Millipore超純水機(jī)、瑞利AF-610B原子熒光儀。

1.4 樣品的前處理

（1）Cd、Cu、Ni、Pb、Cr、Zn 樣品前處理。使用 ETHOS1-T640微波消解儀，對采集的土壤樣品進(jìn)行消解，其具體操作如下：取制備好的待測土壤樣品0.25 g（準(zhǔn)確到0.1 mg）和ESS-4標(biāo)準(zhǔn)樣品于聚四氟乙烯微波消解罐內(nèi)。加入6 mL硝酸、2 mL鹽酸、1 mL氫氟酸、0.5 mL高氯酸，然后按照設(shè)定的條件（見表1）進(jìn)行消解。待消解結(jié)束后，冷卻取出消解罐放置在可控溫電加熱板進(jìn)行趕酸，蒸至近干，用1%的硝酸溶液定容，于瓦里安710-ES電感耦合等離子發(fā)射光譜儀（ICP-ES）進(jìn)行測定。微波消解儀步驟見表1。

（2）Hg、As樣品前處理。稱取 0.5 g（精確至 0.1 mg）的土壤樣品和ESS-4標(biāo)準(zhǔn)樣品于50 mL具塞比色管中，加數(shù)滴去離子水濕潤樣品，加10 mL（1+1）王水，加塞后小心搖勻，在室溫下放置過夜。于沸水浴中加熱消解2 h，期間搖動1次，取出自然冷卻，加去離子水定容至50 mL，搖勻。

表1 微波消解條件

吸取10 mL上清液于50 mL比色管中，加2.5 mL硫脲-抗壞血酸溶液，加5 mL鹽酸溶液，用去離子水定容至50 mL，搖勻，放置15 min。同時做空白試驗。以10%鹽酸溶液為載體，以硼氫化鉀-氫氧化鉀溶液為還原劑，用氬氣做載氣，測量試液的熒光強(qiáng)度從校準(zhǔn)曲線上求出樣品中砷的含量。

吸取10 mL上清液于50 mL比色管中，加入2.5 mLHCl，用去離子水定容至50 mL，搖勻，放置15 min。同時做空白試驗。以5%鹽酸溶液為載流，用氬氣做載氣，測量試液的熒光強(qiáng)度從校準(zhǔn)曲線上求出樣品中汞的含量。

1.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線的配置

依據(jù)《土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法》［2］配置 Cu、Pb、Zn 混合標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，單配 Ni、Cr、Cd、As、Hg 的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

1.6 質(zhì)量控制

為了保證方法的正確性，進(jìn)行8種元素的回收率測定，同時平行測定國家生態(tài)環(huán)境部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所提供的ESS-4土壤標(biāo)準(zhǔn)。測定結(jié)果表明標(biāo)準(zhǔn)樣品中8種元素的測定值均在樣品保證值范圍內(nèi)，3次測量結(jié)果相對標(biāo)準(zhǔn)偏差都小于5%?？瞻准訕?biāo)回收率為 85.1%～103%，結(jié)果滿意。 Cd、Cu、Ni、Pb、Zn、Cr、Hg和As回收率詳見表2。

1.7 測定結(jié)果

通過對糧棉油3個區(qū)域內(nèi)采集15個土壤樣品進(jìn)行分析，糧棉油種植區(qū)土壤含量中pH的變化范圍是8.20～8.80；Cd含量范圍0.076～0.272 mg/kg，平均值 Cu含量范圍 42.6～49.8 mg/kg，Ni含量范圍 40.7～46.3 mg/kg，Pb 含量范圍 30.3～39.5 mg/kg，Zn 含量范圍 34.6～45.7 mg/kg，Cr含量范圍 58.2～67.9 mg/kg，Hg 含量范圍 0.029～0.206 mg/kg，As含量范圍 6.1～9.8 mg/kg，各監(jiān)測點位重金屬含量變化詳見圖1，測定結(jié)果詳見表3。

表2 空白樣品加標(biāo)回收率

2 結(jié)果與評價

2.1 重金屬在不同種植區(qū)分布特征

通過調(diào)查監(jiān)測，從圖1和表3可看出，某市糧棉油種植區(qū)Cd和Cr測定范圍相差不大，棉花區(qū)和種油區(qū)平均值相近，糧食種植區(qū)略高；Cu和Ni測定范圍相差較小，糧食區(qū)和棉花區(qū)平均值相近，種油區(qū)略低；Pb測定范圍相差不大，糧食種植區(qū)和種油區(qū)平均值相近，棉花區(qū)略高；Zn測定范圍相差不大，棉花區(qū)和糧食種植區(qū)平均值相近，種油區(qū)較低一些；Hg和As測定范圍相差較大，糧食種植區(qū)和種油區(qū)平均值相近，棉花區(qū)略高。相比之下，種油區(qū)重金屬含量較低。

表3 各測點土壤土壤樣品中主要重金屬元素均值結(jié)果表

2.2 評價方法

本研究采用 《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》 （ GB15618—2018）［3］（主要適用于一般農(nóng)田地土壤風(fēng)險篩選值）進(jìn)行評價。采用目前普遍采用的單項污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)評價方法［2］，綜合污染指數(shù)即內(nèi)梅羅污染指數(shù)法，評價評級公式如下：

式中：Pi為污染物指數(shù)；Ci為污染物的實測值；Si為污染物的評價標(biāo)準(zhǔn)。

式中：Pmax為參加評價的單項污染物指數(shù)最大值；Pave為參加評價的單項污染物指數(shù)的平均值。

單項污染物指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)Pi≤1屬非污染；1＜Pi≤2屬輕污染；2＜Pi≤3 屬中度污染；Pi＞3 屬重度污染。

綜合污染指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)：P綜≤0.7為清潔（安全）；0.7＜P綜≤1為尚清潔（警戒級）；1＜P綜≤2 為輕度污染；2＜P綜≤3 為中度污染；P綜＞3屬重污染。

2.3 評價結(jié)果

本次調(diào)查糧棉油種植區(qū)區(qū)域內(nèi)采集15個土壤樣品重金屬單項污染指數(shù)Pi均小于1，屬于非污染，土壤環(huán)境質(zhì)量良好，土壤等級為Ⅰ級，評價結(jié)果詳見表4。

表4 糧棉油種植區(qū)土壤綜合污染指數(shù)及分級

由表4看出，3種種植區(qū)土壤綜合污染指數(shù)均小于0.7，污染等級為清潔（安全）級，表明3種種植區(qū)土壤均符合《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn) （試行）》（GB15618—2018）［3］土壤環(huán)境質(zhì)量要求，說明某市送檢糧棉油種植區(qū)土壤質(zhì)量狀況良好，無污染。因此建議在以后的生產(chǎn)生活中，應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)環(huán)境管理，增強(qiáng)環(huán)保意識，保護(hù)好糧食的生產(chǎn)基地，從源頭保障食品安全。