金茜

（遵義師范學(xué)院化學(xué)系，貴州遵義563002）

重金屬是一類(lèi)典型的累積性污染物，在環(huán)境中難以降解，環(huán)境一旦受到重金屬污染，就難以清除和恢復(fù)原狀[1－3]。重金屬可以通過(guò)食物鏈逐漸傳遞，并富集，在某些條件下可轉(zhuǎn)化為毒性更大的金屬有機(jī)化合物，過(guò)高的重金屬濃度對(duì)植物等影響很大，最終將危害人類(lèi)健康。

鉛是一種典型的重金屬，它對(duì)動(dòng)植物的危害很大，在環(huán)境和河流中鉛主要以水溶性形式存在，很容易被動(dòng)植物吸收[4－5]。仁懷市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要以農(nóng)業(yè)為主，大多種植高粱等農(nóng)作物，并為茅臺(tái)酒廠提供釀酒用原材料，因此，仁懷市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤重金屬鉛含量及污染情況備受關(guān)注。作者采用梅花形多點(diǎn)采樣法[6]采集仁懷市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤樣品，用原子吸收分光光度法測(cè)定土壤中鉛的含量，與國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，評(píng)價(jià)仁懷市受重金屬鉛污染的情況，為仁懷市土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)及茅臺(tái)酒業(yè)的發(fā)展提供理論依據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明仁懷市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)抽樣土壤環(huán)境質(zhì)量達(dá)到國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量一級(jí)或二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

1 研究區(qū)概況

仁懷市位于貴州省西北部，赤水河中游，大婁山脈西段北側(cè)，屬中亞熱帶高原溫潤(rùn)季風(fēng)氣候，年平均溫度15.6℃，極端最高溫度37.4℃，極端最低氣溫－5.5℃。年平均無(wú)霜期314天，年日照時(shí)數(shù)1266.7小時(shí)，輻射總量3681MJ／m2，年平均降雨量1032.5mm，適合高粱等農(nóng)作物的種植。仁懷市包括中樞鎮(zhèn)、茅臺(tái)鎮(zhèn)、壇廠鎮(zhèn)、長(zhǎng)崗鎮(zhèn)、魯班鎮(zhèn)、五馬鎮(zhèn)、茅壩鎮(zhèn)、九倉(cāng)鎮(zhèn)、龍井鄉(xiāng)、后山鄉(xiāng)、喜頭鎮(zhèn)、學(xué)孔鄉(xiāng)、高大坪鄉(xiāng)、大壩鎮(zhèn)、火石崗鄉(xiāng)、三合鎮(zhèn)、沙灘鄉(xiāng)、合馬鎮(zhèn)、二合鎮(zhèn)等十九個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）。

2 材料與方法

2.1 樣品的采集

通過(guò)對(duì)仁懷市土壤面積以及交通情況的了解，在仁懷市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的采樣點(diǎn)如圖1所示。采用梅花形布點(diǎn)法[6]采集0～20cm范圍內(nèi)的耕作層土壤組成混合土樣，用四分法縮分后保留1kg左右的土壤作為該點(diǎn)土樣。去除植物的根、葉、石頭等，經(jīng)自然風(fēng)干，碾磨后過(guò)篩，裝入廣口瓶中。為防止人為因素的影響，整個(gè)采集及處理過(guò)程均用塑料、玻璃、木棒等器具。

2.2 儀器與試劑

AUX220電子分析天平（日本島津）、pHS－2C酸度計(jì)（上海大普有限公司）、TAS－986原子吸收分光光度計(jì)及配件（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）。

1000μg／mL鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液（使用時(shí)逐級(jí)稀釋）、鹽酸（GR）、硝酸（GR）、高氯酸（分析純）、二次蒸餾水。

2.3 分析方法

供試樣品經(jīng)處理后，用pHS—2C酸度計(jì)測(cè)定土壤pH值，用TAS－98型原子吸收分光光度計(jì)檢測(cè)土壤樣品中Pb的含量[7]，同時(shí)進(jìn)行空白試驗(yàn)。

土壤樣品的消解：準(zhǔn)確稱取1.00g土樣（經(jīng)100目2mm孔徑的風(fēng)干土樣）于150mL錐形瓶中，用少量二次蒸餾水潤(rùn)濕，慢慢加入10mL王水，蓋上漏斗，同時(shí)做空白試驗(yàn)。將它們放在電熱板上加熱微沸，讓其充分分解，直到黃色濃煙消失，冷卻，然后沿瓶的四周加入10mL高氯酸，加熱至高氯酸冒白煙，瓶?jī)?nèi)物質(zhì)呈漿狀，再繼續(xù)加熱至白煙幾乎冒盡，樣品發(fā)白近干，冷卻，加入約20mL1%的稀硝酸，加熱溶解，用中速定量濾紙過(guò)濾于100mL容量瓶中，冷卻后用二次蒸餾水稀釋至刻度定容。用原子吸收分光光度法測(cè)定其中重金屬鉛的含量[7]。

2.4 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及等級(jí)劃分

土壤環(huán)境質(zhì)量根據(jù)土壤應(yīng)用功能和保護(hù)目標(biāo)，劃分為三類(lèi)：Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)、Ⅲ類(lèi)，分別對(duì)應(yīng)一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)土壤標(biāo)準(zhǔn)。Ⅱ類(lèi)適用于一般農(nóng)田、蔬菜地、茶園、果園、牧場(chǎng)等土壤，土壤質(zhì)量基本上對(duì)植物和環(huán)境不造成危害和污染。土壤二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)維護(hù)人體健康的土壤限制值；三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為保障農(nóng)林生產(chǎn)和植物正常生長(zhǎng)的土壤臨界值。

國(guó)家環(huán)保局制定的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[8]適用于農(nóng)田、蔬菜地、茶園、果園、牧場(chǎng)、林地、自然保護(hù)區(qū)等地的土壤，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（mg／kg）

3 結(jié)果與討論

3.1 儀器工作條件的優(yōu)化及標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，對(duì)儀器工作條件進(jìn)行優(yōu)化（見(jiàn)表2）。在選定工作條件下測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液及樣品溶液吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得鉛元素標(biāo)準(zhǔn)曲線及相關(guān)性等。對(duì)元素空白溶液進(jìn)行11次測(cè)定，計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差及各元素檢出限，結(jié)果表明，方法靈敏度高，線線性好，檢出限低，且RSD%也很小。

表2 儀器工作條件

鉛回歸方程：y＝0.0338x－0.0042，相關(guān)系數(shù)r＝0.9998，特征濃度為0.088μg／mL／1%，檢出限為0.018μg／mL，RSD%為1.09。銅回歸方程：y＝0.1306x＋0.0012，相關(guān)系數(shù)r＝0.9999，特征濃度為0.027μg／mL／1%，檢出限為0.0019μg／mL，RSD%為2.88。

3.2 仁懷市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤的pH值

稱取風(fēng)干土壤（過(guò)2mm孔篩）20克，放入100mL燒杯中，加入20mL去CO2的蒸餾水，在磁力攪拌器上攪拌30min，使土壤充分散開(kāi)，放置半小時(shí)使其平衡。此時(shí)應(yīng)避免空氣中有氨或揮發(fā)性酸，然后將pH復(fù)合電極插入到下部懸液中進(jìn)行測(cè)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，仁懷市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤的pH為弱酸性或中性，土壤pH值在6.40－7.20之間，平均pH為6.64，適宜高粱等作物的生長(zhǎng)。

表3 仁懷市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤pH值

3.3 仁懷市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤中鉛含量

按土壤樣品中重金屬元素測(cè)定方法，測(cè)定供試土壤中鉛、銅元素濃度，并根據(jù)所稱土壤質(zhì)量計(jì)算其含量，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 仁懷市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤中鉛含量（mg／kg）

由表4知：仁懷市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤中鉛平均含量為41.40mg／kg，酒廠二車(chē)間含量最低，為29.81mg／kg，中樞含量最高，為64.70mg／kg；各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤中銅平均含量為44.02mg／kg，含量最低的是喜頭，為22.49mg／kg，含量最高的是沙灘，為93.44mg／kg。

3.4 仁懷市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤環(huán)境質(zhì)量等級(jí)

將表4實(shí)驗(yàn)結(jié)果與國(guó)家環(huán)保局制定的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較可知（見(jiàn)圖2），仁懷市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤中鉛、銅含量均很低，其中有3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤中鉛含量達(dá)到國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，雖然中樞鎮(zhèn)土壤鉛含量最高（64.70mg／kg），但也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；仁懷市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤中銅含量均達(dá)到國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。因此，完全符合國(guó)家環(huán)保局制定的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)限制的土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，完全能滿足農(nóng)林生產(chǎn)和植物正常生長(zhǎng)的需要。

4 結(jié)論

（1）重視并預(yù)防重金屬鉛、銅的污染，提高人們的環(huán)保意識(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制鉛、銅工業(yè)制品的使用和排放，嚴(yán)格執(zhí)行污染水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和污染淤泥的施用標(biāo)準(zhǔn)，避免施用含重金屬的農(nóng)藥和化肥，提倡使用有機(jī)肥，或盡量不用化肥和農(nóng)藥。

（2）仁懷市自然土壤的pH為中性或偏酸性，pH范圍是5.37－7.40。

（3）仁懷市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤中有害重金屬鉛、銅的含量很低，其土壤質(zhì)量在國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量一級(jí)和二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)之間，土壤環(huán)境質(zhì)量良好，完全能滿足高粱等農(nóng)作物的生長(zhǎng)，且很安全。

[1] 魏成熙，潭麗娟.貴陽(yáng)市主要土壤重金屬研究[J].中國(guó)土壤與肥料，2006，（4）：20－24.

[2] 畢淑芹，謝建活，劉樹(shù)慶，等.土壤重金屬污染對(duì)植物產(chǎn)量及品質(zhì)的影響研究（綜述）[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，（6）：107－110.

[3] 許文峰，康蓮薇，賀中慶.邯鄲市區(qū)土壤重金屬含量的測(cè)定及存在形態(tài)[J]，自然科學(xué)報(bào)，2004，（9）：80.

[4] 房世波，潘建軍，陳杰明，等.南京市郊區(qū)蔬菜地土壤的重金屬含量的時(shí)空變化規(guī)律[J].土壤與環(huán)境，2002，11（4）：339－342.

[5] 史貴濤，陳振樓.上海市區(qū)公園土壤重金屬含量及其污染評(píng)價(jià)[J].土壤通報(bào)，2006，37（3）：490－494.

[6] 奚旦立，孫裕生，劉秀英.環(huán)境監(jiān)測(cè)（修訂版）[M].北京：高等教育出版社，1996.209－256.

[7] 中科院南京土壤研究所微量元素組.土壤和植物中微量元素分析方法[M].北京：科學(xué)出版社，1979.411－412.

[8] GB15618—1995，國(guó)家環(huán)保局土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].