常見(jiàn)重金屬污染精選(九篇)

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第1篇：常見(jiàn)重金屬污染范文

關(guān)鍵詞：重金屬；土壤；臍橙種植區(qū)；贛南

中圖分類(lèi)號(hào)：X833 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2014）02-0292-06

Evaluating Heavy Metals of Navel Orange Orchard Soil in Gannan Area

HE Ling，ZENG Dao-ming，WEI Hua-ling，SUN Bin-bin，LIU Zhan-yuan

（Institute of Geophysical and Geochemical Exploration， Chinese Academy of Geological Science，Langfang 065000，Hebei，China）

Abstract： Rock， soil and navel orange samples from 6 typical navel orange orchard in Ganxian County， Xinfeng County， Anyuan County and Xunwu County， were selected to evaluate the pollut of heavy metals including Cd， Cr， As Cu， Pb and Zn in navel orange orchard soil using the single factor pollution index method and comprehensive pollution index method. The results showed rates of As， Cd， Cr， Cu and Pb in samples were 8.3%， 2.8%， 13.9%， 2.8% and 30.6%， respectively more than the standard of the environmental technical terms for green food production area（NY/T391-2000） for the evaluation criteria. The number of samples with As， Cd， Cr， and Cu exceeding the standard were relatively fewer. The number of samples with Pb exceeding the standard was more， most of them belonging to light pollution level and 3 samples belonging to moderate pollution level. The fitting coefficient of heavy metal elements Cr， Cu and Zn at soil and rock was good， showing that they were mainly from the rock and their content influenced by human activity was small. The fitting coefficient of As， Pb and Cd indicating that their source was not only the contribution of the rock， but also the influence of human activity. In the area studied， heavy metals concentrations in navel orange were much lower than the limit of maximum levels of contaminants in foods（GB2762-2005）.Heavy metal pollution in soil of navel orange orchard characterized by a wide range of distribution and high strength of Pb； As， Cd， Cr， and Cu were polluted slightly due to unreasonable use of pesticides and fertilizers contained heavy metals by farmers. There’s little possibility of industry pollution. Farmers and the relevant departments of goverment should pay attention to it and take effective measures to prevent the ecological risk.

Key words： heavy metal； soil； navel orange orchard； Gannan area

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人們生活水平逐步提高，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)也提出了更高的要求，無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品和各種綠色食品越來(lái)越受到公眾的青睞。土壤是農(nóng)作物生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，土壤中的重金屬元素通過(guò)作物吸收累積到達(dá)人體，其濃度過(guò)高時(shí)可以直接威脅人類(lèi)健康。重金屬不能被微生物降解，但具有生物累積性，對(duì)土壤的污染具有不可逆轉(zhuǎn)性。因此，土壤重金屬元素是無(wú)公害食品和綠色食品產(chǎn)地環(huán)境要求檢測(cè)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)土壤環(huán)境及其產(chǎn)出的農(nóng)產(chǎn)品的重金屬含量分析、污染評(píng)價(jià)也成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)。

目前，對(duì)果園土壤重金屬污染評(píng)價(jià)的研究已有大量報(bào)道，如鄭國(guó)璋等[1]研究了洛川蘋(píng)果園地土壤中對(duì)土壤環(huán)境及人體危害較大的Cd、As、Cr、Pb污染現(xiàn)狀；許延娜等[2]采用內(nèi)梅羅指數(shù)法對(duì)膠東半島紅富士蘋(píng)果園土壤重金屬進(jìn)行污染評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)采樣區(qū)土壤普遍存在Cd輕度污染現(xiàn)象；劉云霞等[3]研究了黃土高原地區(qū)蘋(píng)果園地土壤重金屬污染特征；在發(fā)達(dá)國(guó)家，已將柑橘生產(chǎn)中的重金屬納入果園的管理范疇[4]。從文獻(xiàn)資料中不難發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)果園土壤重金屬污染評(píng)價(jià)的對(duì)象主要為蘋(píng)果，其他水果涉及較少。贛南臍橙因其品質(zhì)佳、風(fēng)味好，曾獲“中華名果”稱(chēng)號(hào)，是江西省贛州市地理標(biāo)志產(chǎn)品，已經(jīng)成為贛州市支柱產(chǎn)業(yè)之一。由于贛南臍橙種植區(qū)土壤稀土背景含量較高，一般認(rèn)為贛南臍橙品質(zhì)優(yōu)良可能與高稀土背景有關(guān)，因此前人對(duì)贛南臍橙的研究重點(diǎn)主要集中在稀土方面，對(duì)于臍橙果園土壤重金屬污染評(píng)價(jià)方面的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。如汪振立等[5-7]研究了巖石-土壤-臍橙植株中稀土元素聚遷特征，自然狀態(tài)下臍橙植物體稀土累積特征，以及稀土元素與臍橙品質(zhì)的相關(guān)性。發(fā)現(xiàn)稀土元素在臍橙植株各器官中含量具有顯著差異，輕稀土與臍橙品質(zhì)指標(biāo)關(guān)系較為密切。謝振東等[8]研究了江西省信豐縣優(yōu)質(zhì)臍橙果和葉中稀土元素分布特征；張永忠等[9]研究了信豐縣臍橙產(chǎn)出的農(nóng)業(yè)地球化學(xué)特征，還有部分學(xué)者研究了臍橙果園的營(yíng)養(yǎng)狀況對(duì)臍橙果樹(shù)生長(zhǎng)和臍橙品質(zhì)的影響[10，11]。通過(guò)對(duì)研究區(qū)進(jìn)行采樣分析，并對(duì)贛南臍橙種植區(qū)典型果園土壤中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn 6種常見(jiàn)重金屬元素的污染現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，為相關(guān)研究及環(huán)境治理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

由于江西省南部絕大部分隸屬于贛州市，所以贛南基本等同于贛州。贛南屬中亞熱帶南緣，氣候溫和，熱量豐富，雨量充沛，年日照時(shí)間為1 813 h，且晝夜溫差大，非常適宜寬皮柑橘和橙類(lèi)的生長(zhǎng)。自20世紀(jì)70年代開(kāi)始種植臍橙以來(lái)，贛南臍橙產(chǎn)業(yè)從無(wú)到有，從小到大。目前贛州市臍橙種植面積10.2萬(wàn)hm2，年產(chǎn)臍橙100萬(wàn)t，已經(jīng)成為臍橙種植面積世界第一、年產(chǎn)量世界第三、全國(guó)最大的臍橙主產(chǎn)區(qū)。

2 材料與方法

2.1 樣品采集

2011年11月底，在贛州市所轄尋烏縣、安遠(yuǎn)縣、信豐縣、贛縣選擇6片典型臍橙園作為研究區(qū)，采集成土母巖、土壤、臍橙果實(shí)樣品。共采集巖石樣31件、土壤樣36件、果實(shí)樣36件，采樣果園基本信息見(jiàn)表1。

樣品采集：①巖石樣。在果園內(nèi)或果園附近基巖出露處采集新鮮基巖，無(wú)基巖出露的采集巖石風(fēng)化碎屑。②土壤樣。每個(gè)果園按照其面積大小均勻布設(shè)6個(gè)采樣點(diǎn)。為保證樣品的代表性，以采樣點(diǎn)為中心，半徑10 m左右的范圍內(nèi)采集5～6處土壤，采樣深度為0～20 cm。剔除枯枝敗葉及碎石等雜物后混合均勻，裝入潔凈的布樣袋，風(fēng)干備用。③果實(shí)樣。選擇與土壤采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的果樹(shù)，采集果形中等、發(fā)育良好、具有大致相同的離地高度、光照條件及成熟度的健康果實(shí)，8～10個(gè)臍橙為一件樣品。

2.2 樣品分析檢測(cè)

重金屬全量分析主要采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）和原子熒光光譜法（AFS），見(jiàn)表2，分析測(cè)試工作由河南巖礦測(cè)試中心完成。

2.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與方法

2.3.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 采用無(wú)公害果品產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量和綠色食品產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。其中無(wú)公害果品產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)采用國(guó)家《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[12]（GB 15618-1995）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；綠色食品土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)按照農(nóng)業(yè)部頒布的綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)NY/T 391- 2000[13]執(zhí)行（表3）。根據(jù)土壤應(yīng)用功能和保護(hù)目標(biāo)，《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類(lèi)土壤主要適用于一般農(nóng)田、蔬菜地、茶園、果園、牧場(chǎng)等，土壤質(zhì)量基本上對(duì)植物和環(huán)境不造成危害和污染。土壤環(huán)境質(zhì)量二級(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。Ⅱ類(lèi)土壤環(huán)境質(zhì)量執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)果與分析

3.1 重金屬含量分析

3.1.1 成土母巖中的重金屬含量 研究區(qū)成土母巖中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的含量統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表4，由表4可知，Zn變異系數(shù)最小，為51.6%；其他5種重金屬元素的變異系數(shù)為102.1%～231.7%，其中As變異系數(shù)最大。表明Zn含量分布相對(duì)比較均勻，其他5種重金屬元素As、Cd、Cr、Cu、Pb含量分布差異性較大。研究區(qū)6個(gè)果園分布在4個(gè)不同的縣域，地理跨度較大，巖性及所處地質(zhì)背景的變化是造成研究區(qū)不同果園成土母巖重金屬元素變異較大的主要原因。

3.1.2 土壤中的重金屬含量 由表5可知，土壤中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn 6種重金屬元素的變異系數(shù)范圍為21.2%～91.0%，其中Zn的變異系數(shù)最小，As的變異系數(shù)最大。與成土母巖中的重金屬元素含量對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在巖石風(fēng)化成土的過(guò)程中，幾種重金屬元素的含量均存在不同程度的均一化，表現(xiàn)在各元素的變異系數(shù)明顯變小。各果園土壤的pH為3.59～5.69，平均值為4.13，均為酸性土壤。

3.1.3 成土母巖中與土壤中重金屬含量的關(guān)系 將6個(gè)果園的土壤重金屬含量與成土母巖重金屬含量作散點(diǎn)圖，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，成土母巖與土壤中Cr的擬合優(yōu)度最好，R2=0.847 9，Cu、Zn次之，說(shuō)明三者與成土母巖關(guān)系密切，受人為擾動(dòng)較小，主要來(lái)源于自然成因。As、Cd、Pb 3種元素的擬合優(yōu)度較差，說(shuō)明這3種元素受人為影響較大。

3.2 評(píng)價(jià)結(jié)果

3.2.1 果園土壤重金屬評(píng)價(jià) 采用土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB 15618-1995中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值和綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)NY/T 391-2000中土壤重金屬限值為依據(jù)計(jì)算所得的單因子污染指數(shù)見(jiàn)表6。

以土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB 15618-1995中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，研究區(qū)As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的污染指數(shù)平均值范圍為0.17～0.44，整體上污染指數(shù)較低。Pb、Zn的Pi最大值分別為0.54、0.46，均小于0.7，表明Pb、Zn兩元素均屬于清潔等級(jí)；As、Cu的污染指數(shù)最大值分別為0.92、0.73，雖然整體上未超標(biāo)，但已有部分樣品接近限值水平，需引起重視；Cd、Cr的污染指數(shù)最大值分別為1.33和1.41，兩者的超標(biāo)樣數(shù)分別為1和4，說(shuō)明有部分地區(qū)已經(jīng)達(dá)到輕度污染級(jí)別。內(nèi)梅羅指數(shù)最大值為1.05，最小值為0.22，平均值為0.45。

以綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)NY/T 391-2000中土壤重金屬限值為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，由于標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有Zn的限值，無(wú)法計(jì)算其污染指數(shù)，故此處對(duì)Zn不做評(píng)價(jià)。As、Cd、Cr、Cu、Pb的污染指數(shù)平均值范圍為0.29～0.87，Cu最低，Pb最高。研究區(qū)內(nèi)5種元素均存在超標(biāo)樣品，As、Cd、Cr、Cu、Pb的超標(biāo)樣品數(shù)分別為3、1、5、1、11，超標(biāo)率分別為8.3%、2.8%、13.9%、2.8%、30.6%。Cd和Cu超標(biāo)樣品數(shù)最少，超標(biāo)樣品為輕度污染；As和Cr超標(biāo)樣品數(shù)次之，超標(biāo)樣品也屬于輕度污染；Pb超標(biāo)樣品數(shù)最多，大部分超標(biāo)樣品屬于輕度污染，其中3個(gè)樣品達(dá)到中度污染級(jí)別。內(nèi)梅羅指數(shù)最大值為2.02，最小值為0.39，平均值為0.85。

采用土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB 15618-1995中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，由于限值較高，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算所得的超標(biāo)樣品較少，信豐縣嘉定鎮(zhèn)有1個(gè)樣品Cd超標(biāo)；安遠(yuǎn)縣有4個(gè)樣品Cr達(dá)到輕度污染。采用綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)NY/T 391- 2000中土壤重金屬限值作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，由于限值降低，計(jì)算所得安遠(yuǎn)縣有3個(gè)樣品As超標(biāo)，5個(gè)樣品Cr超標(biāo)；信豐縣嘉定鎮(zhèn)有1個(gè)樣品Cd超標(biāo)，10個(gè)樣品Pb超標(biāo)；贛縣吉埠鎮(zhèn)有1個(gè)樣品Cu超標(biāo)，1個(gè)樣品Pb超標(biāo)。

3.2.2 臍橙果實(shí)重金屬含量評(píng)價(jià) 研究區(qū)臍橙果實(shí)樣品的重金屬元素含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表7。由表7可知，各元素的變異系數(shù)范圍為18.8%～46.2%，表明研究區(qū)內(nèi)果實(shí)重金屬含量差異相對(duì)較小。從單個(gè)元素來(lái)看，各元素的最大值均未超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限值，說(shuō)明贛南臍橙果實(shí)重金屬元素含量在安全含量范圍之內(nèi)，可以放心食用。

對(duì)比研究區(qū)內(nèi)巖石、土壤、果實(shí)中的重金屬含量分布特征可以發(fā)現(xiàn)，某一重金屬元素在成土母巖中變異系數(shù)的大小直接影響其在土壤、果實(shí)中變異系數(shù)的大小。例如As在成土母巖中變異系數(shù)最大，其在土壤和果實(shí)中的變異系數(shù)也較大；又如Zn在成土母巖變異系數(shù)小，在土壤、果實(shí)中變異系數(shù)也小。通過(guò)上述規(guī)律可知果實(shí)生長(zhǎng)立地環(huán)境中，成土母巖元素含量對(duì)土壤、果實(shí)中元素含量有較大的影響。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

1）以土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB 15618-1995中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，研究區(qū)土壤重金屬元素As、Cu、Pb、Zn均屬于清潔范疇，僅Cd有1處樣品超標(biāo)、Cr有4處樣品超標(biāo)。

2）以綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)NY/T 391- 2000中土壤重金屬限值為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，研究區(qū)內(nèi)5種重金屬元素均存在超標(biāo)樣品，As、Cd、Cr、Cu、Pb的超標(biāo)樣品數(shù)分別為3、1、5、1、11，超標(biāo)率分別為8.3%、2.8%、13.9%、2.8%、30.6%，Cd和Cu超標(biāo)樣品最少，超標(biāo)樣品為輕度污染；As和Cr超標(biāo)樣品次之，超標(biāo)樣品也屬于輕度污染；Pb超標(biāo)樣品最多，大部分超標(biāo)樣品屬于輕度污染，3個(gè)樣品達(dá)到中度污染級(jí)別，主要集中在信豐縣。

3）研究區(qū)內(nèi)土壤重金屬元素Cr、Cu、Zn與成土母巖擬合關(guān)系較好，表明其受人為影響較小。As、Pb、Cd與成土母巖擬合關(guān)系較差，表明其來(lái)源不僅有成土母巖的貢獻(xiàn)，還有人為活動(dòng)的影響。據(jù)分析，其受工業(yè)污染的可能性較小，可能是由于不合理地使用含有重金屬的農(nóng)藥化肥所致。

4）研究區(qū)內(nèi)果實(shí)樣品重金屬元素含量均遠(yuǎn)低于食品中污染物限量GB 2762-2005，表明贛南臍橙可以放心食用。

盡管贛南臍橙果實(shí)尚未出現(xiàn)重金屬元素超標(biāo)問(wèn)題，可以安全食用，但是其生長(zhǎng)土壤中的重金屬元素超標(biāo)問(wèn)題應(yīng)引起相關(guān)部門(mén)和果農(nóng)的足夠重視，采取有效措施對(duì)其加以控制，以保證贛南臍橙種植區(qū)的生態(tài)環(huán)境安全。

4.2 討論

土壤中的重金屬元素主要繼承于成土母巖。母巖在各種自然因素如物理化學(xué)風(fēng)化、淋濾、生物作用等的改造下，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的過(guò)程成為自然土壤。在沒(méi)有人類(lèi)活動(dòng)干擾的情況下，自然土壤屬于一個(gè)相對(duì)較為平衡的體系，土壤中各種元素含量基本上處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)自然土壤被人類(lèi)開(kāi)發(fā)成為耕作土壤后，土壤中元素的含量主要受人為活動(dòng)的影響，如使用農(nóng)藥、化肥及污水灌溉等都會(huì)影響土壤中重金屬元素的含量。因此，果園土壤中的重金屬含量屬于自然因素與人為因素綜合作用的結(jié)果。

土壤中重金屬污染主要來(lái)源于工業(yè)污染、污水灌溉及含重金屬的農(nóng)藥化肥的不合理使用。本研究中采樣果園均地處偏僻鄉(xiāng)村，遠(yuǎn)離城市中心，受工業(yè)污染的可能性較??；另外，贛南地區(qū)降水豐沛，果園所需水分基本上靠自然降水就能滿足，即便需要人工灌溉，灌溉水多為原地挖井取水，因此，也可排除污水灌溉帶來(lái)的影響。

理論上，如果土壤中元素受人為影響小或者不受人為影響時(shí)（即主要屬于自然成因），巖石、土壤中的元素應(yīng)該具有很好的相關(guān)性。研究結(jié)果顯示，Cr的擬合優(yōu)度最好，Cu、Zn次之，說(shuō)明三者與母巖關(guān)系密切，受人為擾動(dòng)較小，主要來(lái)源于自然成因。As、Cd、Pb 3種元素的擬合優(yōu)度較差，說(shuō)明這3種元素受人為影響較大。有研究表明，影響土壤中Cr含量的主要因素是土壤母質(zhì)[16]。楊軍等[17]研究發(fā)現(xiàn)，北京市涼風(fēng)灌區(qū)土壤Cr含量是受到土壤母質(zhì)的影響；陳學(xué)民等[18]對(duì)天水蘋(píng)果園土壤重金屬的研究表明，天水蘋(píng)果園土壤Cr含量與小隴山土壤（背景區(qū)）不存在顯著差異，因此可以認(rèn)定研究區(qū)Cr含量主要受成土母質(zhì)因素影響。本研究結(jié)果與前人研究結(jié)論一致。

土壤中Cd可作為施用農(nóng)藥和化肥等農(nóng)業(yè)活動(dòng)的標(biāo)識(shí)元素[19，20]。張?zhí)壹t等[21]的研究表明，碳酸氫銨等氮肥可促進(jìn)土壤對(duì)Cd的吸附。Taylor[22]通過(guò)對(duì)新西蘭同一地點(diǎn)50年間的土樣進(jìn)行分析，自施用磷肥后，土壤Cd含量從0.39 mg/kg上升至0.85 mg/kg。所以在果園生產(chǎn)中的化肥使用可能是導(dǎo)致土壤Cd 增加的主要原因。

研究表明，不合理地使用農(nóng)藥化肥對(duì)果園土壤重金屬含量影響較大。從1965～2000年，中國(guó)化肥施用量增長(zhǎng)23倍以上，化學(xué)肥料中一般過(guò)磷酸鹽中含有較多的重金屬Hg、Cd、As、Zn、Pb[23]。張林森等[24]、梁俊等[25]對(duì)陜西省蘋(píng)果園土壤重金屬含量調(diào)查表明，蘋(píng)果園土壤中As 的污染程度比較高，與當(dāng)?shù)毓麍@曾使用含As的農(nóng)藥、化肥有關(guān)。由此可以推出，本研究區(qū)域果園土壤As、Cd、Pb 3種元素除去地質(zhì)背景，可能主要來(lái)源于不合理地使用含重金屬的農(nóng)藥化肥。

致謝：汪振立教授、黃傳龍、劉永旺、陳輝浪、鐘琦等人幫助聯(lián)系采樣果園，給采樣工作提供了便利；周?chē)?guó)華審閱了文稿，在此一并致謝。

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