济南经济开发区土壤重金属环境质量现状及保护性开发建议

2013-02-02成杰民

绿色科技 2013年6期

姜军，成杰民

（山东师范大学人口·资源与环境学院，山东济南 250014）

1 引言

经济开发区是由国家划定的一块适当的区域，并对该区域进行必要的基础设施建设，集中兴办一两项产业，同时给予相应的扶植和优惠待遇，使该区域的经济得以迅速发展。开发区一般具有工业集群、资源利用程度高、污染物排放种类多等特点。土壤环境质量的优劣将成为开发区持续发展的限制因子之一。因此，本文以济南市经济开发区为例，通过实地调查、采样，监测分析，数据处理，对开发区的土壤重金属环境质量状况进行了评价，为开发区的长远健康发展提供理论依据。

2 研究区概况

济南经济开发区成立于1999年6月，它是在泉城济南“东园西区，两翼展开”城市发展战略实施的背景下由济南市政府报经省政府批准成立的以机械电子、通用设备为主要产业的开发区。开发区规划控制面积为30km2，位于济南市区西南部，是济南省级经济开发区之一。其地理坐标为：东经116°44′10″～116°49′47″，北纬36°33′18″～36°37′21″。开发区北靠省会济南，南连长清老城区，220国道从区内穿过，南部靠近长清大道，向东与济菏高速公路、京福高速公路、104国道等区域性公路相连。开发区北端为济南国际集装箱分流中心，距济南国际机场35km，距济南铁路西货站和新客站分别为10km、12km，至青岛港仅4h车程，交通十分便利。

3 材料与方法

3.1 样点的布设

根据开发区敏感点的概况共设置4个采样点［1］，4个采样点分别为1号点桥子李东面农田、2号点冷庄南面农田、3号点名庄南面农田、4号点张家桥南面农田。采样点具体位置（小方块所在位置）见图1。在每一采样点中选取0～20cm表层土样1kg，经过室内风干、碾碎、过筛，最后制成供分析样品［2］。

图1 土壤取样点分布

3.2 分析方法

土壤样品制成后，就要对土壤样品中的8种重金属铬、砷、铜、汞、铅、镉、锌、镍的含量进行测定。检测和分析方法按照《土壤环境检测技术规范》（HJ／T166－2004）以及《土壤环境质量标准》（GB15618－1995）有关规定执行。

3.3 土壤环境质量评价方法

采用单项污染指数和综合污染指数法对土壤重金属污染进行评价

单项污染指数计算公式［3］为：

式中：Pi为土壤中污染物i的环境质量指数；Ci为污染物的实测值（mg／kg）；Si为污染物的评价标准值（mg／kg）。

土壤单项污染指数污染程度判断标准为：P≤1，表示土壤未受污染；1＜P≤2，表示轻度污染；2＜P≤3，表示中度污染；P＞3，表示重度污染。因此P值越大，污染程度越重。

综合污染指数法计算公式［4］为：

式中：P综合为监测点j的土壤质量综合指数；P2jmax为监测点j中所有污染物单项污染指数中的最大值的平方；P2jave为监测点j中所有污染物的单项污染指数的平均值的平方。

表1 国家土壤环境质量标准 mg／kg

表2 土壤污染分级标准

4 结果与讨论

4.1 土壤重金属含量

按照土壤重金属元素分析方法测得采样点的土壤8种重金属含量数据统计结果见表3。

表3 济南经济开发区土壤重金属监测数据统计 mg／kg

4.2 土壤环境质量评价

济南经济开发区土壤环境监测项目中对土壤环境质量有重要意义的是重金属元素。标准选用中华人民共和国土壤环境质量标准（GB15618－1995）中的二级标准.根据济南经济开发区土壤类型和性质，按照国家规定的土壤应用功能和保护目标，济南经济开发区内的土壤质量属于国家Ⅱ类质量，执行国家土壤标准分级中pH值＞7.5的二级标准。二级标准主要适用于一般农田蔬菜地、茶园、果园、牧场等土壤，土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。将采样点的土壤重金属含量数据分别按照单因子指数模型和内梅罗综合指数模型进行计算，得出开发区土壤各样点的单因子污染指数和内梅罗污染指数结果见表4。

表4 土壤污染指数

将表4中的结果分别与单因子评价的二级质量标准（表1）和综合评价分级标准（表2）进行比较，可以看出32个单因子污染指数全部小于1，内梅罗指数全都小于0.7，属于清洁（安全）级，说明济南市开发区土壤环境质量良好。

开发区土壤未受到重金属的污染，土壤环境质量保持良好。但是将土壤监测结果与济南重金属土壤元素背景值［5］比较（表5）可以看出：监测平均值全部高于土壤元素背景值，而且锌、铅、镉、镍4种金属的监测值都大于背景值的1.75倍，尤其是铅的含量接近于土壤背景值的2倍。铜和铬的含量也明显高出背景值，汞和砷的监测值和背景值接近。通过比较结果说明重金属在土壤中有一定量的积累，但还未达到评级标准。