摘要以養(yǎng)雞場、養(yǎng)豬場和養(yǎng)牛場周邊土壤為研究對象，對其土壤中的8種重金屬進(jìn)行含量分析、相關(guān)性分析和生態(tài)風(fēng)險評價。結(jié)果表明：養(yǎng)殖場周邊土壤重金屬含量表現(xiàn)為Mn＞Zn＞Cr＞Pb＞Cu＞As＞Cd＞Hg。養(yǎng)雞場周邊土壤的重金屬污染問題需要引起足夠重視，養(yǎng)牛場周邊土壤需要關(guān)注Hg的污染問題；多種重金屬之間呈顯著相關(guān)性，其可能來自相同的污染源；養(yǎng)殖場周邊土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險程度表現(xiàn)為Hg＞Cd＞As＞Pb＞Cu＞Zn＞Cr＞Mn。養(yǎng)殖場周邊土壤處于中等潛在生態(tài)風(fēng)險程度，需要對畜禽養(yǎng)殖土壤重金屬風(fēng)險問題引起足夠重視。

關(guān)鍵詞養(yǎng)殖場周邊；重金屬；含量分布；生態(tài)風(fēng)險

中圖分類號X53"文獻(xiàn)標(biāo)識碼A"文章編號0517-6611（2025）01-0091-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.01.018

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

DistributionCharacteristicsandEcologicalRiskAssessmentofHeavyMetalsinSoilAroundAquacultureFarms

WANGBing，LIGuang-ming，MAHong-leietal

（PuyangEcologicalEnvironmentMonitoringCenterofHenanProvince，Puyang，Henan457000）

AbstractBasedonthesoilaroundthechickenfarm，pigfarmandcattlefarm，contentanalysis，correlationanalysisandecologicalriskassessmentof8kindsofheavymetalswereanalyzed.Resultsshowedthat：thecontentofheavymetalinsoilaroundthefarmwasMngt;Zngt;Crgt;Pbgt;Cugt;Asgt;Cdgt;Hg.Theheavymetalpollutionofthesoilaroundthechickenfarmneededtobepaidenoughattention.ThesoilaroundthecattlefarmneededtopayattentiontothepollutionofHg.Therewasasignificantcorrelationbetweentheheavymetals，indicatingthattheymightcomefromthesamepollutionsources.Thepotentialecologicalriskofheavymetalsinthesoilaroundthefarmwas：Hggt;Cdgt;Asgt;Pbgt;Cugt;Zngt;Crgt;Mn.Thesoilaroundthefarmwasinthemiddlepotentialecologicalrisk，soitisnecessarytopayenoughattentiontotheriskofheavymetalsinthesoil.

KeywordsRoundfarms;Heavymetals;Contentdistribution;Ecologicalrisk

基金項目濮陽市2020年度重大科技專項（200119）。

作者簡介王冰（1985—），女，河南濮陽人，高級工程師，碩士，從事生態(tài)環(huán)境綜合分析研究。

重金屬的生態(tài)風(fēng)險評價和分析大多集中于農(nóng)田土壤、礦區(qū)周邊土壤、海洋河流表層沉積物中，對于重金屬的生態(tài)風(fēng)險評價結(jié)論也趨于一致。如安靖等^［1-2］對農(nóng)田土壤重金屬的研究，王俊杰等^［3-5］對海灘表層沉積物、消落區(qū)土壤和流域土壤重金屬的研究，高鵬等^［6-7］對城區(qū)、縣域周邊土壤重金屬的研究，陸泗進(jìn)等^［8-12］對礦區(qū)、工業(yè)區(qū)周邊土壤重金屬的研究均發(fā)現(xiàn)，Cd和Hg具有較強(qiáng)的潛在生態(tài)危害性，其他重金屬處于相對較低的生態(tài)風(fēng)險等級。近年來，肉蛋制品等食品安全問題已引起人們的足夠重視，然而對于與此相關(guān)的養(yǎng)殖場周邊土壤重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險問題卻鮮見研究，養(yǎng)殖場周邊土壤重金屬的生態(tài)風(fēng)險問題急需科研人員的分析研究以及需引起相關(guān)管理者的重視。

筆者依據(jù)某市畜禽養(yǎng)殖場周邊土壤中重金屬分析結(jié)果，以養(yǎng)雞場、養(yǎng)豬場和養(yǎng)牛場周邊土壤為研究對象，選取Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Mn8個重金屬評價指標(biāo)，分析土壤中重金屬在養(yǎng)殖場中含量分布特征，評價養(yǎng)殖場周邊土壤中重金屬的生態(tài)風(fēng)險程度，這對于防止養(yǎng)殖場土壤重金屬危害區(qū)域生態(tài)環(huán)境，通過飼養(yǎng)畜禽等途徑進(jìn)入肉蛋制品危害人體健康具有現(xiàn)實指導(dǎo)意義，為農(nóng)業(yè)畜牧管理、環(huán)境決策、風(fēng)險管理者提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1數(shù)據(jù)采集

養(yǎng)殖場類型設(shè)置為3種，即養(yǎng)雞場、養(yǎng)豬場和養(yǎng)牛場。選取具有一定規(guī)模和代表性的畜禽養(yǎng)殖場，在每個養(yǎng)殖場周邊布設(shè)5個土壤采樣點(diǎn)位（養(yǎng)殖場外圍500m范圍內(nèi)網(wǎng)格法隨機(jī)布點(diǎn)，100m×100m），采樣深度為0～20cm。共采集15個土壤樣品，然后對樣品中8種重金屬Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Mn的含量進(jìn)行分析和評價。

1.2含量評價

采用《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB15618—2018）（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）對pHgt;7.5規(guī)定的限值要求，對養(yǎng)殖場土壤重金屬Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Mn的含量進(jìn)行評價。

1.3土壤重金屬生態(tài)風(fēng)險評價

采用Hakanson的生態(tài)危害指數(shù)法開展?jié)撛谏鷳B(tài)風(fēng)險評價。該方法綜合考慮了重金屬的毒性，在土壤和沉積物中普遍的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及評價區(qū)域?qū)χ亟饘傥廴镜拿舾行?，以及重金屬區(qū)域背景值的差異，消除了區(qū)域差異影響，體現(xiàn)了生物有效性和相對貢獻(xiàn)及地理空間差異等特點(diǎn)，是綜合反映重金屬對生態(tài)環(huán)境影響潛力的指標(biāo)，適合對大區(qū)域范圍沉積物和土壤進(jìn)行評價比較^［3］，也是評價重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險的一種相對快速、簡便和標(biāo)準(zhǔn)的方法^［11］。計算公式如下：

RI="Eir（1）

Eir=Tir×Cif（2）

Cif=Ci/Cin（3）

式中：RI為多種重金屬的潛在生態(tài)危害指數(shù)； Ei r為第i種重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)；Ti r為第i種重金屬的毒性系數(shù)；Ci f為第i種重金屬的污染系數(shù)；Ci為樣品中第i種 重金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)實測值，mg/kg； Ci n為第i 種重金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)背景值，mg/kg。Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Mn的毒性系數(shù)分別為30、40、10、5、2、5、1、1^［11］；重金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)背景值采用河南省土壤重金屬的背景值^［13］。土壤重金屬的潛在風(fēng)險分級標(biāo)準(zhǔn)見表1^［8-9］。

2結(jié)果與分析

2.1養(yǎng)殖場周邊土壤重金屬含量分布養(yǎng)雞場、養(yǎng)豬場和養(yǎng)牛場周邊土壤中重金屬含量分布狀況見表2。由表2可知，7種重金屬含量的最大值均低于《標(biāo)準(zhǔn)》中農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值（Mn無標(biāo)準(zhǔn)限值），評價結(jié)果為土壤污染風(fēng)險低，一般情況下可以忽略；養(yǎng)雞場和養(yǎng)豬場周邊土壤重金屬含量表現(xiàn)為Mn＞Zn＞Cr＞Pb＞Cu＞As＞Cd＞Hg，養(yǎng)牛場周邊土壤重金屬含量表現(xiàn)為Mn＞Zn＞Cr＞Pb＞Cu＞As＞Hg＞Cd。3種類型養(yǎng)殖場周邊土壤重金屬含量均值表現(xiàn)為Mn＞Zn＞Cr＞Pb＞Cu＞As＞Cd＞Hg。

從不同類型養(yǎng)殖場周邊土壤的重金屬均值分布（圖1）可以看出，只有Hg的分布特征表現(xiàn)為養(yǎng)牛場＞養(yǎng)豬場＞養(yǎng)雞場，其他重金屬Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Mn分布特征均表現(xiàn)為養(yǎng)雞場＞養(yǎng)豬場＞養(yǎng)牛場。這表明養(yǎng)雞場周邊土壤的重金屬污染問題需要引起足夠重視，而養(yǎng)牛場周邊土壤需要重點(diǎn)關(guān)注Hg的污染問題。

2.2養(yǎng)殖場周邊土壤重金屬相關(guān)性分析

相關(guān)性分析是指對2個或多個具備相關(guān)性的變量元素進(jìn)行分析，從而衡量2個變量因素的相關(guān)密切程度。運(yùn)用SPSS軟件對養(yǎng)殖場周邊土壤中的Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Mn之間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)計分析，相關(guān)系數(shù)結(jié)果見表3。由表3可知，Cd-Zn、As-Pb、As-Cr、As-Cu、As-Zn、As-Mn、Pb-Cr、Pb-Zn、Pb-Mn、Cr-Cu、Cr-Zn、Cr-Mn、Cu-Zn、Cu-Mn、Zn-Mn均呈顯著相關(guān)性（Plt;0.05，Plt;0.01），說明它們的來源或者污染途徑相同，表明其可能具有相同的污染源。

2.3養(yǎng)殖場周邊土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險評價

依據(jù)生態(tài)危害指數(shù)法的計算方法，采用各類型養(yǎng)殖場點(diǎn)位重金屬含量的均值進(jìn)行潛在生態(tài)風(fēng)險計算（養(yǎng)殖場的結(jié)果為3種類型養(yǎng)殖場點(diǎn)位重金屬含量的均值），評價結(jié)果見表4。

由表4可知，Hg的潛在生態(tài)風(fēng)險程度最大，其中養(yǎng)牛場周邊土壤Hg達(dá)到很強(qiáng)的生態(tài)風(fēng)險，Cd的潛在生態(tài)風(fēng)險程度次之，養(yǎng)雞場周邊土壤和養(yǎng)豬場周邊土壤Cd達(dá)到中等生態(tài)風(fēng)險，養(yǎng)牛場周邊土壤Cd處于輕度生態(tài)風(fēng)險等級，其余重金屬As、Pb、Cr、Cu、Zn、Mn的單項生態(tài)風(fēng)險指數(shù)均小于40，處于輕度生態(tài)風(fēng)險等級，其中Cr、Zn、Mn的生態(tài)風(fēng)險指數(shù)均很低。以3種養(yǎng)殖場的均值來看，重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險程度表現(xiàn)為Hg＞Cd＞As＞Pb＞Cu＞Zn＞Cr＞Mn。這表明應(yīng)對養(yǎng)殖場周邊土壤中Hg和Cd的生態(tài)風(fēng)險予以重點(diǎn)關(guān)注，防止生態(tài)問題產(chǎn)生，避免Hg和Cd的環(huán)境污染。養(yǎng)雞場、養(yǎng)豬場和養(yǎng)牛場的多種重金屬綜合潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)（RI）分別為165.5、198.6、2206，均處于中等潛在生態(tài)風(fēng)險程度?？梢?，需要對畜禽養(yǎng)殖土壤問題引起足夠重視。

3結(jié)論

該研究通過對養(yǎng)雞場、養(yǎng)豬場、養(yǎng)牛場3種養(yǎng)殖場周邊土壤的8種重金屬進(jìn)行含量分析、相關(guān)性分析和生態(tài)風(fēng)險評價，得出以下結(jié)論：

（1）養(yǎng)殖場周邊土壤重金屬含量表現(xiàn)為Mn＞Zn＞Cr＞Pb＞Cu＞As＞Cd＞Hg。重金屬含量分布結(jié)果表明，養(yǎng)雞場周邊土壤的重金屬污染問題需要引起足夠重視，而養(yǎng)牛場周邊土壤需要重點(diǎn)關(guān)注Hg的污染問題。

（2）Cd-Zn、As-Pb、As-Cr、As-Cu、As-Zn、As-Mn、Pb-Cr、Pb-Zn、Pb-Mn、Cr-Cu、Cr-Zn、Cr-Mn、Cu-Zn、Cu-Mn、Zn-Mn均呈顯著相關(guān)性（Plt;0.05，Plt;0.01），表明其可能具有相同的污染源。

（3）養(yǎng)殖場周邊土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險程度表現(xiàn)為Hg＞Cd＞As＞Pb＞Cu＞Zn＞Cr＞Mn。3種類型重金屬的綜合潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)結(jié)果表明，養(yǎng)殖場周邊土壤處于中等潛在生態(tài)風(fēng)險程度，需要對畜禽養(yǎng)殖土壤問題引起足夠重視。

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