苏州园林土壤重金属元素的监测和分析

2014-12-11徐冬梅

绿色科技 2014年11期

张芬，徐冬梅

（1.苏州大学材料与化学化工学部／苏州大学卫生与环境技术研究所，江苏苏州215123；2.苏州大学材料与化学化工学部，江苏苏州215123）

1 引言

苏州园林地处美丽富饶的长江三角洲，以私家园林为主，占地面积不大，但以意境见长。它起始于春秋时期的吴国，形成于五代，成熟于宋代，兴旺于明代，鼎盛于清代。到清朝末期苏州已有各色园林170多处，现保存完整的有60 多处，对外开放的园林有19 处。1997年，苏州园林作为中国园林的代表被列入《世界遗产名录》，是中华园林文化的骄傲和翘楚。随着苏州城市建设的发展，园林保护也面临着前所未有的压力。以下主要对苏州各园林的土壤进行Cd、Hg、As、Pb、Zn、Cr、Ni等重金属含量监测，并对其进行污染评价。

2 材料与方法

2.1 土壤样品的采集

采用随机取样法混合取样。取其表层0～20cm 的表层土壤，将土样混合均匀，按四分法混合取2kg转入样品袋［1］。

2.2 土壤样品的分析

将采集的土壤样品（一般不少于500g）混匀后用四分法缩分至100g。缩分后的土样经风干（自然风干或冷冻干燥）后，除去土样中的石子和动植物残体等异物，经玛瑙棒研钵后过100目的筛。混匀后备用。pH 值采用酸度计法测定；锌、铬、镍采用混酸全分解，火焰原子吸收法测定；镉、铅采用混酸全分解，石墨炉原子吸收法测定；汞、砷采用王水消解，原子荧光法测定［2］。

3 土壤环境质量评价

3.1 污染指数、超标率（倍数）评价

土壤环境质量评价一般以单项污染指数为主，指数小污染轻，指数大污染重。此外，土壤污染超标倍数、样本超标率等统计量也能反映土壤的环境状况。污染指数和超标率等计算公式如下：

土壤单项污染指数＝土壤污染物实测值／土壤污染物质量标准；土壤污染超标倍数＝（土壤某污染物实测值-某污染物质量标准）／某污染物质量标准；土壤污染样本超标率（%）＝（土壤样本超标总数／监测样本总数）×100%；土壤污染分担率（%）＝（土壤某项污染指／各项污染指数之和）×100%［3］。

3.2 内梅罗污染指数评价

内梅罗污染指数（PN）＝｛［（PI2均）＋（PI2最大）］／2｝1／2。

式中PI均和PI最大分别是平均单项污染指数和最大单项污染指数。内梅罗指数反应了各污染物对土壤的作用，同时突出了高浓度污染物对土壤环境质量的影响，按内梅罗污染指数，划定污染等级［4］。内梅罗指数土壤污染评价标准见表1。

表1 土壤内梅罗污染指数评价标准

4 监测结果和评价分析

4.1 各园林监测数据

4.2 单项污染指数评价

土壤环境质量的评价参照执行土壤环境质量标准（GB15618-1995）中二级标准。由表2 的各个园林结果数据显示，所有园林中的总铬、总汞、总砷、锌以及镍元素含量均低于标准限值。总汞的含量为0.038～0.93mg／kg，均值为0.51mg／kg，其中最低值出现在园林4，最高含量值出现在园林6。总砷的含量为7.60～23.9mg／kg，均值14.5mg／kg，其中最低值出现在园林1，最高值出现在园林3。总铬含量为42.3～79.4mg／kg，均值57.5mg／kg，其中最低值出现在园林2，最高值出现在园林5。镍含量为26.0～48.4mg／kg，均值33.4mg／kg，其中最低值出现在园林2，最高值出现在园林4。锌含量为78.7～243mg／kg，均值158mg／kg，其中最低值出现在园林4，最高值出现在园林2。

由表2可见，镉含量为0.12～2.34mg／kg，其中出现了两处的镉含量超出限值0.60mg／kg，分别是园林4和园林7，污染指数分别为1.2和3.9，污染超标倍数分别为0.2 和2.9。铅含量为31.1～358mg／kg，其中出现三处铅含量超出限值200mg／kg，分别是园林5，园林6和园林7。污染指数分别为1.20、1.79、1.50，污染超标倍数分别为0.20、0.79、0.50。

表2 监测数据 mg／kg

4.3 综合污染指数评价

综合污染指数反映土壤的综合污染程度，从表3中可以看出除了园林7外，其他园林综合污染指数均未超过0.7，均属于清洁（安全级）［5］。而园林7内梅罗污染指数PN达到了1.05，属于轻度污染。重金属分担率的排序为Cd（28.9%）＞铅（14.9%）＞锌（14.0%）＞镍（13.3%）＞砷（12.9%）＞汞（11.7%）＞铬（4.39%）［6］。