馬 濤

（太原學院，山西 太原 030032）

土壤作為人類最重要的生存物質(zhì)基礎(chǔ)之一，其重要性不言而喻。然而，伴隨著人類的肆意開發(fā)以及無休止的惡意索取，當今社會土壤污染問題日益突出，因此對土壤污染的研究顯的尤為重要。砷、鉛、鎘、鉻即是主要的土壤重金屬污染物，又是對人類健康影響最大的污染物。本文通過對農(nóng)安縣16 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤中的砷、鉛、鎘、鉻4 種重金屬進行科學的測試和對比而得出較準確的研究結(jié)果，可以對該縣16 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的重金屬研究起到一定的輔助作用。研究地農(nóng)安縣位于松遼平原腹地是我國重要的產(chǎn)量基地，所以研究農(nóng)安縣的土壤質(zhì)量可以為合理利用土地資源提供依據(jù)，也能為糧食安全提供有力保障。

由于各種勘測技術(shù)的開發(fā)和遙感技術(shù)的應(yīng)用，不斷有新的礦藏被人們所發(fā)現(xiàn)。在開采過程中，各種重金屬會隨著開發(fā)過程中產(chǎn)生的廢水、廢渣、廢氣傳播到土壤中。例如，鎘主要存在于鋅鉛礦和鎘礦的開發(fā)所排出的三廢中。[1]在湖南省湘江流域和資江流域中被沖刷過的土壤中，其中重金屬Cu、Pb、Cd 的污染較為嚴重，而且造成了嚴重的生態(tài)環(huán)境污染風險，其最主要原因就是礦產(chǎn)的開采和冶煉產(chǎn)生的廢物排放。[2-3]由于天氣原因，污水灌溉在我國北方比較常見，含有大量重金屬的污水隨著人們不合理的灌溉，直接進去土壤中，并富集到植物中，從而影響人類健康。段飛舟等人對鞍山宋三污灌稻田區(qū)土壤重金屬含量進行研究得出結(jié)論土壤重金屬汞、鎘含量分別超標2.2 倍和1.8 倍,6 種重金屬污染物在工業(yè)廢水進行灌溉的區(qū)域均出現(xiàn)空間分布的峰值。[4]王艷霞將污水灌溉的農(nóng)田土壤為研究對象，分析該區(qū)土壤Cu、Zn、Cd、Pb 4 種重金屬含量。結(jié)果表明：Cd 的污染最為嚴重，污染程度依次為Cd ＞Cu ＞Pb 而且表明土壤與農(nóng)作物已受嚴重污染。[5]土壤肥料分為兩種：一種為化肥，一種為有機肥。大型的化肥廠由于有先進的技術(shù)和設(shè)備，生產(chǎn)出的化肥重金屬含量一般都在國家標準值以下，因此基本不會對土壤造成危害。農(nóng)有機肥中重金屬往往超標。鋅礦是家禽飼料的重要原料，一旦使用了加工不完全的鋅礦為原料，鋅礦中的鎘就造成了對家禽原飼料的污染，隨著家禽的糞便進入農(nóng)家有機肥，因此飼料中鎘污染的主要原因是礦物質(zhì)飼料原料使用不當。[6]農(nóng)藥在我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用，其中很多農(nóng)藥中的重金屬極少被害蟲吸收，大部分直接在土壤中殘留。

1 研究方法

1.1 布點采樣

本次采樣點為農(nóng)安縣的三盛玉、楊樹林、柴崗、華家、巴吉壘、新農(nóng)、龍王、濱河、哈拉海、高家店、農(nóng)安鎮(zhèn)、燒鍋、前崗、永安鄉(xiāng)、合隆、萬順、16 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。把各鄉(xiāng)鎮(zhèn)玉米種植地作為為采樣點對象，通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)對采樣點進行現(xiàn)場定位，并在圖紙上標注經(jīng)緯度，以備后續(xù)實驗使用。在該田塊中按旱田20cm以上土層采樣；均勻隨機采取10 個采樣點，用四分法去除混合后的多余土樣，只留取50g 采集樣本，做好相應(yīng)的標簽。采樣點一定要遵循的原則是排除點污染的可能性，所以要盡可能的避開如工廠和公路這樣的污染點源。同時要注意在同一區(qū)域采集的點不可以過于集中，而且取樣深度要保持一致。采樣標本要標記好地點、時間、深度等相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.2 樣品分析

本實驗共取142 個樣本，測定項目為砷、鉛、鎘、鉻

每個樣品再次采用四分法取一部分過100 目篩后稱取30g 分別用下列方法測定：

砷的測定采用GB/T17134-1997 二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度法

鉛、鎘的測定采用GB/T17141-1997 石墨爐原子吸收光譜法

鉻的測定采用GB/T17137-1997 火焰原子吸收光譜法。

1.3 指數(shù)評價法及土壤等級評定標準

由于指數(shù)評價法可以直接利用明確的數(shù)值套用已有的公式，簡單快捷的計算出數(shù)值，所以有著很好的直觀性，因此被廣泛的使用。為了統(tǒng)一研究，在應(yīng)用指數(shù)評價法評價重金屬污染時必須選擇一個標準。本文采用的標準是土壤環(huán)境標準值GB15618—1995。

1.3.1 單項污染指數(shù)法[7]

其定義就是該點土壤單項污染物的實測值和評價標準的比值用來表示該污染物在土壤中的污染程度，即：

土壤單項污染指數(shù)（用Pi 表示）

單項污染指數(shù)法只是對土壤某種污染物的污染程度進行單一評價，它只針對污染物中的一個因子，只確定該污染物的危害程度，在我國受到廣泛的應(yīng)用。

1.3.2 單因子綜合污染指數(shù)法

其定義是指該區(qū)域單個污染元素的所有分指數(shù)的算術(shù)平均值，即：

單因子評價容易產(chǎn)生偏差，是尼梅羅污染指數(shù)法的一個重要參數(shù)。

1.3.3 尼梅羅污染指數(shù)法

尼梅羅污染指數(shù)法又稱綜合指數(shù)法，是當前指數(shù)評價法中最常用的一種評價方法。土壤污染是各種因素的共同結(jié)果，不單單是單一某種重金屬污染所致，該方法可以比較全面的反應(yīng)出各類污染物對土壤的影響，優(yōu)先考慮并突出污染最重因子，排除個別相關(guān)系數(shù)對主觀因素所造成的誤差，其評價結(jié)果較上述兩種方法更加精準。

采用尼梅羅污染指數(shù)計算公式：

土壤綜合污染指數(shù)（用P綜表示） =

1.3.4 本文土壤污染等級所采用的是(NY-T 395-2000 ) 農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范，此規(guī)范在眾多評價中被廣泛作為評價依據(jù)。

2 結(jié)果與討論

通過指數(shù)法對原始數(shù)據(jù)進行處理，具體如下：

表1 各地重金屬平均含量 （mg／kg）Table 1 Average Content of Heavy Metals (mg/kg)

以土壤環(huán)境質(zhì)量標準值GB15618-1995 為標準，鉻含量均小于國家土壤質(zhì)量所規(guī)定的一級標準90 mg/kg，全部符合一級標準，其中燒鍋鉻含量為最高值29.065mg/kg。鉛平均含量均在35 mg/kg 以下，鉛平均含量均符合我國土壤質(zhì)量一級標準的要求。永安鄉(xiāng)的土壤中砷平均含量最大值是7.173mg/kg，同樣符合一級標準。而對于重金屬鎘來說，采用土壤環(huán)境質(zhì)量標準值三級標準為基準，農(nóng)安縣的鎘含量全部超出三級標準。其中燒鍋鎘超標值最高為1.784mg/kg，。綜上所述，農(nóng)安縣土壤重金屬，鉻、鉛、砷全部合格，并符合國家一級標準。鎘全部超標。

采用污染物的質(zhì)量標準(二級)：鉻=250mg/kg，鉛=250 mg/kg，砷=40mg/kg，鎘=0.3mg/kg （土壤環(huán)境質(zhì)量標GB15618-1995） 為污染物質(zhì)量標準。通過公式 （1） （2） 得出單因子綜合污染指數(shù)（mg/kg），如下表2

表2 單因子綜合污染指數(shù)（mg/kg）Table 2 single factor-comprehensive pollution index（mg/kg）

表2 單因子綜合污染指數(shù)（mg/kg）Table 2 single factor-comprehensive pollution index（mg/kg）

從表2 中可以看出，在農(nóng)安的16 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，鉻污染可以忽略不計，燒鍋鎮(zhèn)為單因子綜合污染指數(shù)最高值是0.116 mg/kg，各個鄉(xiāng)縣的單因子綜合污染指數(shù)值均遠低于0.7，達到安全級別且處于清潔安全的狀態(tài)。鉛因子綜合污染指數(shù)的最大值是0.038 mg/kg，最小值是0.015mg/kg。全縣處于清潔安全狀態(tài)。砷因子綜合污染指數(shù)最高值為0.186 mg/kg，最小值為0.110 mg/kg，全部為清潔安全區(qū)。而鎘因子綜合污染指數(shù)全部超標都屬于重度污染狀態(tài)，污染較輕的為新農(nóng)鎮(zhèn)。如下圖（圖2）

圖2 農(nóng)安各地區(qū)單因子綜合污染指數(shù)分布圖 （mg/kg）Figure 2 Single Factor Comprehensive Pollution Index Distribution in All Areas of Nong’ an

以農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范NY-T395-2000 土壤污染分級標準為基準，通過公式 （1）（2） （3） 可以的出土壤綜合污染指數(shù) （用P綜表示） 如下表（表3）

表3 土壤綜合污染指數(shù) （mg/kg）

結(jié)合以上數(shù)據(jù)得出以下結(jié)論：在農(nóng)安縣的土壤重金屬污染中，鎘元素是導致污染的主導因素，鎘元素的單因子綜合污染指數(shù)值幾乎全部大于其它三種重金屬的污染指數(shù)值。由以上表格得出的結(jié)論是農(nóng)安縣所有值都大于0.7 mg/kg，沒有清潔安全區(qū)。而處于中污染的鄉(xiāng)鎮(zhèn)柴崗、新農(nóng)、濱河、哈拉海四個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。其中前崗最為嚴重，指數(shù)為4.418。從整體農(nóng)安土壤污染狀態(tài)來看，該縣土壤質(zhì)量已經(jīng)處于重度污染。如下圖（圖3）

圖3 農(nóng)安各地區(qū)土壤綜合污染指數(shù)分布圖（mg/kg）Figure 3 Comprehensive Index Distribution of Soil Pollution in All Areas of Nong’an

3 結(jié)論

從上述數(shù)據(jù)中不難得出，在污染農(nóng)安土壤中，鎘起到最主導作用。其實在大部分受到污染的土壤中，重金屬鎘污染所帶來的危害遠遠大于其他重金屬。而農(nóng)作物會吸收土壤中的鎘，通過食物鏈進入人體，從而影響人們的身體健康。