新乡市郊区农田土壤耕层重金属铅的抽样分析

陈翠玲,姚素梅,陶烨,白莹莹,肖冰冰

（河南科技学院,河南新乡453003）

新乡市地处河南省北中部,南临黄河,与省会郑州、古都开封隔河相望；北依太行,与鹤壁、安阳毗邻；西连煤城焦作,与晋东南接壤；东接油城濮阳,与鲁西相连,是豫北的经济和交通中心,是中原城市群重要城市之一.目前总面积8629 km2,人口565万人,辖4区2市6县,新乡市同时拥有中国国家森林城市,中国优秀旅游城市,中国国家园林城市,中国国家卫生城市,中国金融生态城市,中国十佳和谐可持续发展城市等多项荣誉,但是新乡市是我国电池生产基地,电池产量居全国前3名,每年生产的电池,全国平均每人1节,在电池的生产过程中会产生含有Cd、Ni、Pb、Zn等重金属的废弃物,它们会造成大气、土壤和地下水的污染,尤其是当含有这些重金属的污水对农田进行灌溉时,就会导致重金属在土壤中的积累[1].

因此,全面了解新乡市主要土类土壤耕层中铅的含量状况,不仅对新乡市农业生产的可持续发展具有积极的指导意义,而且对提高人们的生活质量也具有广泛的现实意义,同时对预防和治理土壤铅污染也提供了科学依据[2-6].

本文主要对新乡市郊区农田土壤耕层中铅含量进行抽样调查分析,了解土壤中铅是否达到污染,并对铅污染的因素进行研究,为土壤铅污染防治提供参考依据.

1 试验材料和方法

1.1 试验材料

土壤样品的采集与制备：样品采自新乡市4个乡镇的近540 hm2农田土壤耕层,平均每13.3 hm2土地为一个取样点,采样时间为2009年秋作物收获后.采样后在实验室经风干、磨细、过筛（孔径0.15 mm）、统一编号等备用.

1.2 方法原理

1.2.1 试验方法采用王水—高氯酸消解,电感耦合等离子体发射光谱仪测定铅含量.

2 结果与分析

2.1 试验结果

将仪器测定结果按照以下公式计算,得出土壤中铅元素的全量.

土壤全量铅（Pb）含量（mg·kg-1）=ρ×V×ts/（m×k）

式中：ρ—为测定液中铅的质量浓度（μg/mL）；V—测定液体积,本实验中为100 mL；

ts—分取倍数,本实验为1；m—样品质量（5.00 g）；k—水分系数（0.9708）.

新乡市4个乡镇（区）耕层土壤重金属铅含量测定结果见表1.

表1 新乡市4个乡镇（区）耕层土壤重金属铅分析结果

注：单项污染指数法Pi=Ci/Si,式中：Pi-污染物i的环境质量；Ci-污染物的实测浓度；Si-污染物的评价标准（GB）.

表2 新乡市4个乡镇45个村庄土壤重金属铅含量测定工作条件

2.2 结果分析

根据上述计算结果,结合国家环境质量标准,对其污染情况进行分析,分析结果如图1～5.

图1 新乡市郊区4个乡镇铅污染指数的平均值

图1为新乡市郊区4个乡镇重金属铅污染指数的平均值,由图1可以看出,4个乡镇（区）重金属铅含量都没有超过国家《土壤环境质量标准》（GB-15618—1995）,但含量不同,其中牧野乡的铅含量最高,而电源产业园乡的铅含量最少.

图2 牧野乡16个村庄铅污染指数的平均值

图2为牧野乡16个村庄铅污染指数的平均值,由图2可以看出：各村之间的铅含量不大相同,其中玉河村的铅含量最高为0.60,苗庄村的铅含量最低为0.02；白小屯村、前辛庄村、后辛庄村、十里铺村、小杨庄村、大朱庄村6个村庄的铅含量相近；乐牧村、丰乐里村2个村铅含量相近；小朱庄村、朱庄屯村2个村铅含量相近；新牧村、尚村、西黑堆村3个村铅含量相近.

图3为和平路办事处5个村庄铅污染指数的平均值,由图3可以看出和平路办事处的5个村庄的耕层土壤铅含量都没有超过国家《土壤环境质量标准》（GB-15618-1995）,各村之间铅含量差别不太明显,其中秦庄村和堡上村的铅含量是和平路办事处中最高的村庄,但堡上村的取样点较少,代表性不太强；聂庄村、定固村和孙庄村3个村之间差别较小,但定固村的取样点较少,代表性不太强.

图3 和平路办事处5个村庄铅污染指数的平均值

图4 小店乡17个村庄铅污染指数的平均值

图4为小店乡17个村庄铅污染指数的平均值,由图4可以看出小店乡17个村庄耕层土壤铅含量都没有超过国家《土壤环境质量标准》（GB-15618-1995）,各村之间的铅含量不同,其中后马屯村的铅含量最高,汾台村和王堤村的铅含量最低.

图5 电源产业园乡7个村庄铅污染指数平均值

图5为电源产业园乡7个村庄铅污染指数的平均值,由图5可以看出,电源产业园乡7个村庄耕层土壤铅含量都没有超过国家《土壤环境质量标准》（GB-15618-1995）,各村之间铅含量不同,其中白露村、韩光屯村、临清店村、曲里村、卜奎屯村5个村庄之间铅含量比较接近；后河头村耕层土壤铅含量是电源产业园乡中铅含量最高的村庄,前河头村的铅含量最低.

3 结论与讨论

3.1 结论

新乡市郊区4个乡镇耕层土壤重金属铅含量抽样调查测定结果,均未超过国家《土壤环境质量标准》（GB-15618-1995）中规定的铅含量≤350 mg/kg.

新乡市郊区耕层土壤不同乡镇重金属铅含量存在差异,同一乡镇不同村庄重金属铅含量也存在差异,就我们在此试验中所取的4个乡镇（45个村庄）的土样而言,铅含量平均值大小顺序为：牧野乡＞和平路办事处＞小店乡＞电源产业园乡,铅含量平均值分别为：17.92 mg/kg,16.61 mg/kg,14.31 mg/kg,13.58 mg/kg,在45个村庄中铅含量最高的是：牧野乡朱庄村的1块耕地,铅含量为28.22 mg/kg,而铅含量最低的是：电源产业园乡前河头村的一块耕地,铅含量仅为7.09 mg/kg,均未超过国家《土壤环境质量标准》（GB-15618-1995）中规定的铅含量≤350 mg/kg,所测土壤均未受到铅污染.

3.2 讨论

试验土样是采自新乡市郊区农田耕层的代表性土壤,按每13.3 hm2地一个采样点.本次采样地点比较集中,有一定的局限性,但试验结果显示所测土壤均未被铅污染.

重金属污染是当今土壤污染中影响面最广、危害最大的环境问题之一,由于重金属污染毒理机制和生物效应的复杂性及其在土壤中的稳定性,对重金属污染的研究一直是当今学术界的热点[7].土壤是相对不可再生的自然资源,也是不可替代的自然资源,是人类赖以生产、生活和生存的物质基础.

在本次试验中所测的新乡市郊区4个乡镇（45个村庄）耕层土壤样品中重金属铅的含量均未超过国家《土壤环境质量标准》,说明新乡市的这些地区耕地土壤环境质量总体良好,适合发展无公害产品和绿色产品[8].可以持续保持这种耕作制度和施肥制度,利于人民身体健康.但是存在着差异,比如牧野乡朱庄村的一块耕地,铅含量为28.22 mg/kg,而电源产业园乡前河头村的1块耕地,铅含量仅为7.09 mg/kg,耕层土壤重金属铅含量却相差甚大.虽然分析的土样中铅含量都未超标,但重在预防,这对今后农业的可持续发展,特别是对绿色农业的发展会起到积极的促进作用.

[1] 周泽义.中国蔬菜重金属污染及控制[J].资源生态环境网络研究动态,1999,10（3）：21-27.

[2] 张辉.南京地区土壤沉积物中重金属形态研究[J].环境科学学报,1997,17（3）：346-351.

[3] 张辉.南京某合金厂土壤铬污染研究[J].中国环境科学,1997,17（2）：80-82.

[4] 张辉.公路重金属污染的形态特征及其解吸、吸持能力探讨[J].环境化学,1998,17（6）：564-568.

[5] 张书海,林树生.交通干线铅污染对两侧土壤和蔬菜的影响[J].环境监测管理与技术,2000,12（3）：27-28,36.

[6] 王焕校.污染生态学[M].北京：高等教育出版社,2000：188-213.

[7] 刘文新,栾兆坤.河流沉积物重金属污染质量控制基准的研究：Ⅱ相平衡分配方法[J].环境科学学报,1999,19（3）：230-235.

[8] 丁圆.重金属污染土壤的治理方法[J].环境与开发,2000,15（2）：25-28.