石家莊污灌區(qū)土壤重金屬污染現(xiàn)狀調(diào)查及其風(fēng)險評價.pdf

1、目的：
　　土壤重金屬污染是指由于人類活動，土壤中的微量有害元素在土壤中的含量超過背景值，過量沉積而引起的含量過高。重金屬富集性很強，很難在環(huán)境中降解，因而給周圍的環(huán)境造成巨大危害。目前關(guān)于石家莊地區(qū)重金屬污染現(xiàn)狀調(diào)查的研究并不多見，而潛在生態(tài)風(fēng)險評價的研究更少。本調(diào)查選取長期使用污水灌溉的石家莊典型污灌區(qū)作為主要研究對象，使用地下水灌溉的區(qū)域作為對照區(qū)。采集兩區(qū)域的土壤樣品，測量其鎘、鉻、汞、砷和鉛五種重金屬的含量并進行對比，從

2、而了解當(dāng)前石家莊污灌地區(qū)的重金屬污染現(xiàn)狀及其生態(tài)危害風(fēng)險，為進一步制定污染治理方案提供科學(xué)的著眼點，同時為改善居民的生活環(huán)境，預(yù)防環(huán)境污染性疾病的產(chǎn)生提供科學(xué)依據(jù)。
　　方法：
　　1樣品的采集
　　沿著東明渠-洨河的走向在其周圍村莊農(nóng)田進行采樣，采集污灌區(qū)的土壤樣品若干。對照區(qū)是井水、地下水澆灌的土壤，采集樣品若干個。在采集過程中，利用GPS定位技術(shù)進行定位。
　　2樣品的預(yù)處理
　　樣品經(jīng)過風(fēng)干、樣品細

3、磨后，分裝于樣品袋，填上標(biāo)簽，備用。
　　3樣品的測定
　?、偎譁y定：稱重法
　?、趐H測定：pH電極法測定
　?、弁寥赖那捌谙幚砗蜏y定：
　　Pb、Cd和Cr采取HF-HNO3-HCLO4-HCL濕消化法，As和Hg采取王水(1+1)消化法。Pb和Cd檢測方法是石墨爐原子吸收分光光度法(GB/T17141-1997)；Cr檢測方法是電感藕合等離體原子發(fā)射光譜(Icp-aes)；As和Hg檢測方法是原

4、子熒光光(AFS)(GB/T22105.1-2008)。
　　④土壤重金屬測定的質(zhì)量控制：
　　參考《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》，本研究采取(GBW-07427)標(biāo)準(zhǔn)土壤作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，測定5種重金屬的回收率并保證回收率控制在90%～105%之間。每批消化樣品均帶2個空白樣和20%的平行樣品，保證批次內(nèi)的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于25%，批次間的質(zhì)控樣品各元素的相對偏差均小于30%。
　　結(jié)果：
　　1研究區(qū)域的pH值對土壤中重

5、金屬含量的影響
　　研究區(qū)域土壤pH值變化范圍為6.89～8.79，平均值為7.76，土壤普遍呈弱堿性。土壤pH值與Cd含量呈極顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.489。土壤pH值與As含量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.243。
　　2土壤中重金屬相關(guān)性分析
　　土壤中As-Cr有顯著性正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.234；Pb-Cr極其顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.324。
　　3污灌區(qū)和對照區(qū)土壤重金屬含量的比較
　　污灌

6、區(qū)土壤樣品中Cr和As含量高于對照區(qū)，Pb、Hg和Cd的含量沒有較大的差別。與國家標(biāo)準(zhǔn)比，污灌區(qū)Cr、pb、Hg和As四種金屬一級土壤所占比例均低于對照區(qū)，污灌區(qū)土壤Cd超標(biāo)率比對照區(qū)高；與石家莊背景值比，污灌區(qū)Cr和As超標(biāo)率比對照區(qū)高。
　　4污灌區(qū)和對照區(qū)土壤污染風(fēng)險評價
　　與石家莊背景值比，污灌區(qū)和對照區(qū)的土壤皆處于重度污染的狀態(tài)，Nemero指數(shù)為4.7643和4.2070。5種重金屬的單因子評價指數(shù)在污灌區(qū)和對

7、照區(qū)的順序均為Cd>Hg>Pb>Cr>As。無論污灌區(qū)還是對照區(qū)，在兩種評價標(biāo)準(zhǔn)下單因子指數(shù)最大的都是Cd元素。
　　與國家標(biāo)準(zhǔn)比，污灌區(qū)的Nemero指數(shù)為0.7339，污染等級為警戒級尚清潔，對照區(qū)的為0.6468，處于安全清潔的狀態(tài)，揭示污灌區(qū)和對照區(qū)土壤未受到這五種重金屬污染。5種重金屬的單因子評價指數(shù)在污灌區(qū)和對照區(qū)的順序均為Cd>As>Cr>Hg>Pb，除了7、9、20號村莊處于輕度污染的狀態(tài)外，其它的村莊皆處于清潔或

8、者警戒尚清潔狀態(tài)。
　　5污灌區(qū)底泥的污染質(zhì)量風(fēng)險評價
　　與石家莊背景值比，底泥中除了As未受到污染外，其余四種元素均受到污染。底泥的Nemero指數(shù)為19.0094，處于嚴(yán)重污染狀態(tài)。
　　與國家標(biāo)準(zhǔn)比，底泥受到Pb污染，其余四種元素均未受到污染，Nemero指數(shù)1.2058，處于輕度污染的狀態(tài)。
　　6污灌區(qū)和對照區(qū)土壤潛在生態(tài)危害風(fēng)險評價
　　污灌區(qū)和對照區(qū)的重金屬綜合潛在風(fēng)險值(RI)分別為381

9、.4351和368.3024，均存在著強生態(tài)危害。5種重金屬潛在生態(tài)危害風(fēng)險指數(shù)由大到小的順序都為Hg>Cd>Pb>As>Cr。Hg、Cd達到了很強的生態(tài)危害程度，Cr、As和Pb均未達到輕微生態(tài)危害的上限標(biāo)準(zhǔn)。土壤重金屬的主要潛在生態(tài)危害元素為Hg和Cd。土壤污染潛在生態(tài)危害最嚴(yán)重的是5號村莊，其潛在生態(tài)總風(fēng)險指數(shù)為495.0992。
　　結(jié)論：
　　1污水灌溉導(dǎo)致土壤質(zhì)量變差，且土壤中Cr和As的含量升高較為明顯。