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目前，有關(guān)路橋土壤中重金屬污染的研究還少見報道．本文通過采集路橋區(qū)土壤樣品，對其中重金屬的污染水平、來源進(jìn)行探討，并做出生態(tài)風(fēng)險評價，為當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)提供重要的科學(xué)依據(jù)．

1材料與方法

1．1樣品采集與處理2010年7月采集了路橋區(qū)38個農(nóng)業(yè)表層土壤樣品（0～10cm），采樣點(diǎn)分布如圖1（P295）所示．農(nóng)業(yè)土壤既受到人類灌溉、施肥活動的影響，又可能受到大氣沉降的影響，污染帶有點(diǎn)源和面源結(jié)合的特征，具有一定復(fù)雜性．為使樣品具有代表性，本次采樣采用網(wǎng)格法布局，每個樣品在100m×100m的采樣范圍內(nèi)，取表層土3－5份樣品經(jīng)過均勻混合而成．將采集的樣品用聚乙烯塑料袋密封后立刻送到實(shí)驗(yàn)室，在室溫條件下風(fēng)干，磨碎并過1mm的篩子，裝入經(jīng)過鉻酸洗液清洗過的棕色廣口瓶中，避光低溫保存．

1．2樣品處理與分析參照美國EPA的方法對樣品進(jìn)行消解［10］和儀器分析［11］．準(zhǔn)確稱取0．2500g（精確至0．0001g）土壤樣品于微波消解罐，分別加入4mL硝酸、5mL氫氟酸和2mL高氯酸，放入微波消解儀，先在50℃預(yù)消解30min，然后按設(shè)定的消解程序進(jìn)行消解．消解結(jié)束后，將溫度降至40℃以下后取出，放在電加熱板上于180℃趕酸約1h．趕酸后，依據(jù)少量多次原則，用超純水清洗消解罐，將樣品轉(zhuǎn)移至樣品瓶內(nèi)，定容至20mL．土壤樣品中Cu、Pb、Ni、Ag、As、Cd、Zn、Sn、Sb和Hg用ICP－AES測定．所用儀器為PE7000DV型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀．儀器參數(shù)：霧化氣15L•min－1；載氣0．8L•min－1；輔助氣0．2L•min－1；功率1300W；聚流速1．5mL•min－1．采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量．在重金屬的分析過程中采用土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行過程質(zhì)量控制，10種元素的測定值均在國家標(biāo)準(zhǔn)參比物質(zhì)的允許誤差范圍之內(nèi)．元素檢出限介于0．01～0．17mg•kg－1，加標(biāo)回收率為73．1％～108．0％，平行樣品精密度為0．45％～5．34％．

1．3評價方法

1．3．1內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法能夠全面、綜合地反映受多種重金屬污染的土壤污染狀況，得到廣泛的使用［3，。

1．3．2地積累指數(shù)法Muller提出的地積累指數(shù)法利用一種重金屬的總含量與其地球化學(xué)背景值的關(guān)系，能夠定量研究重金屬的污染程度［14］，能夠直觀反應(yīng)外源重金屬在土壤、沉積物中的富集程度，目前被廣泛使用。

1．3．3潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)法Hakanson提出的潛在生態(tài)危害指數(shù)法［19］．同時考慮了土壤中金屬濃度、金屬污染物的種類、金屬毒性水平和水體對金屬污染的敏感性四個影響因素．目前有較多的學(xué)者采用該方法進(jìn)行土壤中重金屬的生態(tài)危害評價。本文結(jié)合其他研究［23］，將Ni也做了風(fēng)險評價．參比值的選擇是評價重金屬生態(tài)風(fēng)險的關(guān)鍵，不同的參比值會造成結(jié)果差異，本文參考荷蘭土壤目標(biāo)值作為參比值，評價路橋土壤中重金屬的潛在生態(tài)危害指數(shù)．根據(jù)公式（3）計(jì)算土壤中重金屬的生態(tài)危害指數(shù)，結(jié)合評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行危害程度分析。．4數(shù)據(jù)分析與整理用SPSS13、Surfer8．0、origin8．0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和整理．采用SPSS的主因子分析法做來源分析，Surfer的等高線功能繪制濃度分布，origin的作圖分析金屬生態(tài)風(fēng)險水平．

2結(jié)果與討論

2．1土壤中重金屬的分布表3（P297）為路橋區(qū)土壤中重金屬的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，與《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB15618－1995二級標(biāo)準(zhǔn)相比［25］，路橋區(qū)表層土壤中重金屬Cd超標(biāo)最嚴(yán)重，超標(biāo)率為89．5％，其次是Hg和As，超標(biāo)率分別為57．9％和39．5％，Pb沒有超標(biāo)．荷蘭制定了規(guī)范的土壤中重金屬的風(fēng)險基準(zhǔn)值［26］，本文引用荷蘭土壤標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)重金屬控制水平的目標(biāo)值和限值進(jìn)行對比．與荷蘭土壤中重金屬目標(biāo)值相比，臺州土壤中所有重金屬都超標(biāo)，其中Sb超標(biāo)最嚴(yán)重，超標(biāo)率為92．1％，其次是Cd和Hg，超標(biāo)率均為86．8％，Cu和Zn超標(biāo)也較高，超標(biāo)率分別為81．6％和71．1％，Pb、Ni和As超標(biāo)率都在40％以內(nèi)．當(dāng)與荷蘭土壤中重金屬限值相比，As、Cu、Zn和Sb分別有18．4％、15．8％、13．2％和2．6％的超標(biāo)率．以上結(jié)果表明，臺州土壤已經(jīng)受到普遍的人類活動干擾，其中As、Cu和Zn對環(huán)境可能造成影響．從表3中10種重金屬的變異系數(shù)可知，Cu、Zn、As、Sb和Sn的值大于1，表明受到較強(qiáng)的人類活動干擾，其他5種金屬的變異系數(shù)較小，受人類干擾較輕．本研究以《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB15618－1995二級標(biāo)準(zhǔn)值作為基準(zhǔn)，按照公式（1）計(jì)算10種重金屬的內(nèi)梅羅綜合指數(shù)，圖2為根據(jù)計(jì)算結(jié)果制作的路橋土壤污染情況等高線圖．路橋土壤只有2個采樣點(diǎn)的P綜＜1，表明受重金屬污染較輕，其他采樣點(diǎn)的P綜＞1，表明已經(jīng)受到重金屬輕度污染以上．其中31．6％的采樣點(diǎn)受到重金屬輕度污染，26．3％的采樣點(diǎn)受重金屬中度污染，36．8％的采樣點(diǎn)受到重金屬嚴(yán)重污染，點(diǎn)7、22和32污染最嚴(yán)重，P綜達(dá)到5以上．路橋地區(qū)63．2％的土壤受到重金屬中度污染以上，因此，內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)評價再次表明路橋地區(qū)土壤已經(jīng)廣泛受到重金屬的污染．

2．2重金屬的來源分析土壤中重金屬來源有地球化學(xué)成因、工業(yè)生產(chǎn)造成的大氣和廢水排放污染、交通燃煤排放污染．為了分析路橋土壤中重金屬的來源，采用因子分析法進(jìn)行源解析．表4是路橋土壤中10種重金屬因子載荷．4個因子的累計(jì)方差為86．2％，第1和第2因子分別解釋了總方差的33．5％和26．9％，第3和第4因子分別解釋了總方差的17．2％和8．6％．Cu、Pb、Sn和Sb在第1因子上具有較高的載荷，研究表明，Cu主要來源于電子、冶金及工業(yè)廢料，Pb是機(jī)動車污染源的標(biāo)識元素［27］，Sn和Sb及其化合物主要來源于各類制造業(yè)污水的排放［28－30］．因此，因子1代表了工業(yè)污染．Ag、As和Zn在第2因子上具有較高的載荷．3種金屬都是土壤中重要的重金屬元素，含量及空間分布受成土母質(zhì)及人類活動的影響［31］，As主要存在于農(nóng)藥和工農(nóng)業(yè)廢水中［32］，Zn的含量較高，且變異系數(shù)大，受工業(yè)污染較嚴(yán)重，因此，因子2代表了工業(yè)和農(nóng)業(yè)復(fù)合污染影響．Ni和Cd在因子3上具有較高的載荷，兩種金屬的變異系數(shù)都小于1，Cd一般可作為使用農(nóng)藥和化肥等農(nóng)業(yè)活動的標(biāo)識元素［33－34］，因此，因子3代表農(nóng)業(yè)污染．Hg在因子4的載荷高，環(huán)境中的Hg主要來源于化石燃料297劉紅等：臺州市路橋農(nóng)業(yè)土壤中重金屬的污染分析煤和石油產(chǎn)品的燃燒［35］，這些Hg主要從污染源釋放于大氣，然后沉降下來，路橋土壤各點(diǎn)之間Hg的變異系數(shù)較小，表明Hg主要來源于大氣沉降．

2．3重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險毒性分析本研究選用全國土壤環(huán)境背景值調(diào)查中浙江省土壤背景值的幾何均值作為參比值［36］，根據(jù)計(jì)算路橋土壤中10種重金屬的地積累指數(shù)如表3所示．由表可知，Cd、Hg、Sb的Igeo均大于0，污染最普遍．Cd平均Igeo為4．5，有78．9％的采樣點(diǎn)為強(qiáng)污染以上；其次是Hg，平均Igeo為2．4，65．8％的采樣點(diǎn)處于中－強(qiáng)污染；Ag、Cu、Zn和Sb的污染也較嚴(yán)重，平均Igeo分別為1．6、1．9、1．2和1．3，均為中等污染，44．7％的點(diǎn)Ag介于中－強(qiáng)污染；36．8％的點(diǎn)Cu介于中－強(qiáng)污染；15．8％的點(diǎn)Zn介于中－強(qiáng)污染；只有2個點(diǎn)的SbIgeo大于2，但有1個點(diǎn)達(dá)到極嚴(yán)重污染．As、Pb和Sn的污染較輕，平均Igeo均小于1，屬輕度污染，只有少數(shù)點(diǎn)為中等污染．Ni的平均Igeo為0以下，基本對環(huán)境沒有污染．綜合分析上述重金屬的地積累指數(shù)分級，路橋土壤中10種重金屬的污染程度由強(qiáng)至弱依次為：Cd＞Hg＞Cu＞Ag＞Sb＞Zn＞As＞Pb≈Sn＞Ni．通過計(jì)算路橋土壤中7種金屬的潛在生態(tài)危害系數(shù)（Ei）和潛在生態(tài)危害綜合指數(shù)（RI），結(jié)果見圖3和圖4．由圖3評價結(jié)果可知，路橋土壤中7種重金屬生態(tài)危害系數(shù)均值為190．9，63．2％的點(diǎn)為中等生態(tài)危害，7．9％的點(diǎn)為強(qiáng)生態(tài)危害（點(diǎn)11、22和32），這與內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法得到的結(jié)果較為一致．3個生態(tài)危害較高的采樣點(diǎn)（點(diǎn)11、22和32的RI分別為：308．1，346．8和388．0）位于鄉(xiāng)鎮(zhèn)附近，這些地區(qū)以電子廢物處理為主的小型加工活動較多，使得高毒性重金屬直接或者間接地進(jìn)入土壤．路橋土壤中Hg的生態(tài)危害最大，潛在生態(tài)危害系數(shù)平均值為85．1，為強(qiáng)生態(tài)危害．由圖4可知，10．5％的點(diǎn)（點(diǎn)11、13、32、37）會對環(huán)境產(chǎn)生很強(qiáng)的生態(tài)危害，有39．5％的點(diǎn)對環(huán)境產(chǎn)生強(qiáng)的生態(tài)危害，有13．2％的點(diǎn)（點(diǎn)2、5、7、10、29）對環(huán)境產(chǎn)生輕微的生態(tài)危害．Cd的生態(tài)危害也較大，潛在生態(tài)危害系數(shù)平均值為70．2，為中等生態(tài)危害，其中，有5．3％的點(diǎn)（點(diǎn)22、32）會對環(huán)境產(chǎn)生很強(qiáng)的生態(tài)危害，有28．9％的點(diǎn)對環(huán)境產(chǎn)生強(qiáng)的生態(tài)危害，有15．8％的點(diǎn)（點(diǎn)1、5、8、10、13、21）對環(huán)境產(chǎn)生輕微的生態(tài)危害．綜合路橋土壤38個采樣點(diǎn)金屬平均Ei值，可知各金屬對路橋生態(tài)風(fēng)險影響程度從高到低依次為Hg＞Cd＞Cu＞As＞Ni＞Pb＞Zn．Hg和Cd對路橋的生態(tài)影響應(yīng)該受到重視．

3結(jié)論

（1）與國內(nèi)研究相比，臺州土壤中重金屬污染已經(jīng)處于中等水平，對照荷蘭土壤標(biāo)準(zhǔn)限值和國家土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)，臺州土壤已經(jīng)受到普遍的人類活動干擾，其中As、Cu和Zn對環(huán)境可能造成影響．2）來源分析表明，當(dāng)?shù)氐闹亟饘僦饕獊碓从谌祟惖墓I(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動．3）潛在生態(tài)風(fēng)險評價表明，Hg、Cd和Cu是主要的生態(tài)危害因子，應(yīng)該受到重視．

作者：劉紅賈英方明江敏孜王學(xué)彤單位：上海市化工環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站上海大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院