摘要:摘要:選取山東省17地市綠色農業產地環境農田土壤,系統采集150余份土壤樣品,測定其砷、汞、鉛、鎘、鉻、銅6種重金屬元素的含量,采用綜合指數評價法判斷土壤污染狀況
摘要:選取山東省17地市綠色農業產地環境農田土壤,系統采集150余份土壤樣品,測定其砷、汞、鉛、鎘、鉻、銅6種重金屬元素的含量,采用綜合指數評價法判斷土壤污染狀況,并對土壤重金屬潛在生態風險進行評價。結果表明:①監測點的6種重金屬元素中鎘、汞、銅的算術平均值均超過了山東省土壤背景值,表明這3種重金屬元素在土壤中存在明顯的富集。②鎘和鉛主要來源于工業“三廢”、交通排放以及農藥化肥的施用;鉻為自然源因子,受到成土母質的控制;砷和汞來源于煤炭燃燒和鋼鐵冶煉,銅受自然與人為因素共同影響。③監測區總體上處于低等與中等生態風險臨界水平。
關鍵詞:山東;綠色農業;產地環境;土壤;評估;風險預警
土壤是陸地生態系統的重要組成部分,既是重金屬的歸宿,又是重金屬向大氣、生物和水體傳播的媒介。大多數重金屬在土壤中相對穩定,但是大量重金屬進入土壤后,就很難在生物循環和能量交換過程中分解,更難從土壤中遷出,逐漸對土壤的理化性質、生物特性和微生物群落結構產生不良影響,進而影響土壤生態結構和功能的穩定。吸收到植物體內的重金屬能誘導其產生某些對酶和代謝具有毒害作用和不利影響的物質,間接引起植物傷害。由于重金屬不能為土壤微生物所分解,并具有持久性和累積性[1,2],可轉化為毒性更大的甲基化合物,有的污染物甚至會通過各種食物鏈,經過逐級生物富集對人體健康產生危害[3]。土壤重金屬污染已經成為世界性的嚴重問題,引起了社會和學術界的巨大關注[4]。開展重金屬污染土壤的環境質量研究一方面可以了解土壤重金屬的污染程度和現狀,并且以直觀的數據方式表達出來,有利于進行判斷;另一方面可以針對現有的情況進行合理的農業和工業生產布局,同時還可以有計劃、有步驟地開展防治和修復工作[5]。因此,本研究在2014年第三季度選取山東省17地市綠色農業產地環境農田土壤,系統采集150份土壤樣品,測定其砷、汞、鉛、鎘、鉻、銅6種重金屬元素的含量,采用綜合指數評價法判斷土壤污染狀況,通過SPSS軟件統計各個監測點的數據,最后對土壤重金屬潛在生態風險進行評價。

1材料與方法
1.1指標體系構建
按照國家有關綠色農業環境評價標準,在山東17地市綠色農業產地布點,采集土壤150余份。重點監測土壤中鎘、汞、砷、銅、鉛和鉻的含量。
1.26種重金屬元素的測定及土壤環境質量分級標準
根據綠色農業土壤環境要求,按照GB/T17141、GB/T1713、GB/T22105.1、GB/T22105.2、HG491、NY/T1377等國家及行業標準進行檢測,本研究重點分析農田、旱地中鎘、鉛、汞、砷、鉛、鉻、銅的區域檢測數據,其評價標準參照表1。
2結果與分析
2.1山東地區土壤重金屬元素含量
由表3可以看出,山東各監測點6種土壤重金屬的平均值只有鎘、汞和銅高于山東省土壤背景值,但均未超過國家標準。其中金屬鎘變異系數最大,污染重,處于較高生態風險水平;其次是銅,變異系數較高,污染較重,處于中等生態風險水平。國際癌癥研究組織把金屬鎘歸為致癌物質,作物種植區土壤金屬鎘過量,農產品會吸收金屬鎘,致使人體過量攝入金屬鎘而危害健康。相對來講,汞、砷、鉻、鉛的污染較小,處于低生態風險水平,需要進一步關注。
2.2山東地區土壤污染狀況
根據試驗數據,導入SPSS軟件建立模型進行分析,利用Excel作柱狀圖,見圖1。可見煙臺、濟寧、萊蕪、淄博監測點的土壤污染綜合指數較高。
3討論與結論
農業產地環境風險分析是指農產品生產過程中,風險管理部門對可能遇到的各種風險因素進行識別、分析、評估。農產品產地環境污染問題主要表現在三個方面:大氣污染、農業用水污染和土壤污染。污染物主要來源包括:重金屬、化肥以及農藥。20世紀90年代之后,研究人員開始偏重于重金屬風險評價。目前土壤重金屬污染評價方法眾多,如單因子指數評價法、尼梅羅綜合污染指數法、幾何均值綜合評價模式、污染負荷指數法、地積累指數法、沉積物富集系數法、潛在生態危害指數法、模糊數學法、灰色聚類法、基于GIS的地統計學評價法、健康風險評價方法、環境風險指數法等,各種評價方法都有其適用范圍、評價目的、優點及不足[10]。本試驗在前人研究的基礎上,采用內梅羅綜合污染指數法、潛在生態危害指數法,依據測定的山東省17地市土壤重金屬含量,進行了重金屬潛在生態風險分級,并通過模型分析了土壤環境污染綜合指數及山東17地市綜合生態風險現狀。研究結果表明:
(1)監測點6種土壤重金屬的平均值只有鎘、汞和銅高于山東省土壤背景值,均未超過國家二級標準,表明這3種重金屬存在一定程度的積累。
(2)監測點土壤重金屬來源可分為4類:鎘和鉛主要受工農業及交通等人類活動影響,鉻主要來源于成土母質,砷和汞來源于鋼鐵冶煉和煤炭燃燒,而銅則受自然與人為因素共同控制。
(3)監測點整體上處于低與中等生態風險的臨界水平。萊蕪監測點綜合生態風險指數最低,其次是威海監測點,濰坊、青島兩個監測點處于中等生態風險水平,其他監測點均處在低生態風險中。
參考文獻:
[1]呂建樹,張祖陸,劉洋,等.日照市土壤重金屬來源解析及環境風險評價[J].地理學報,2012,67(7):971-984.
[3]王祖偉,徐利淼,張文具.土壤微量元素與人類活動強度的對應關系[J].土壤通報,2002,33(4):303-305.
[4]GB15618-1995.土壤環境質量標準[S].
[5]杜艷,常江,徐笠.土壤環境質量評價方法研究進展[J].土壤通報,2010,41(6):749-756