永州市畜禽养殖场周边土壤重金属污染现状评价

蒋 晶， 皇甫晓东， 周 礼， 蒋开年

(湖南省永州市环境监测站，湖南永州 425000)



永州市畜禽养殖场周边土壤重金属污染现状评价

蒋 晶， 皇甫晓东， 周 礼， 蒋开年

(湖南省永州市环境监测站，湖南永州 425000)

摘要[目的]掌握永州市畜禽养殖场周边土壤环境质量。[方法]选取永州市具有代表性的畜禽养殖场周边土壤进行重金属监测与调查研究，选择Cd、Hg、As等12种重金属元素作为监测对象，开展了现场调查、勘查布点、样品采集、样品制备、实验室分析等工作。[结果]永州市土壤污染现状与主要污染物为Cd、As、Cu、Zn、Ni，15个土壤点位中有8个点位属于轻度污染，未发现中度和重度污染。[结论]永州市畜禽养殖场周边土壤受到不同程度的污染，亟需制订相关污染治理对策。

关键词土壤；重金属污染；现状调查与评价

土壤环境状况不仅影响国民经济发展和国土资源环境安全，还直接关系到农产品安全和人体健康。随着土壤污染问题的加剧，土壤污染研究越来越受到人们的重视。其中，土壤重金属污染具有多源性、隐蔽性、长期性，被各国列入优先控制污染物名单[1]。土壤重金属污染是指土壤中含有Cd、Hg、Pb、Cu、Zn、Cr、Co、As和Ni金属等生物毒性元素[2]。畜禽养殖场周边土壤环境状况直接关系到农产品安全和人体健康，近年来成为关注焦点。笔者以2015年湖南省环保科技项目《永州市农村地区土壤污染状况调查与综合防治对策研究》为背景课题，调查了湖南省永州市畜禽养殖场周边土壤重金属污染现状，并对土壤污染风险进行了评估，旨在为后续制订污染防治对策提供支撑。

1材料与方法

1.1仪器与试剂 ICPE-9000电感耦合等离子体发射光谱仪(日本岛津)；AA- 6300C原子吸收分光光度计(日本岛津)；AFS-8230双道原子荧光光度计(北京吉天)；ETHOS E全自动微波消解仪(意大利MileStone s.r.l.)；Labtech 电热板；标准溶液(国家环保部标样所)；其余试剂HNO3、HCl、HF、HClO4均为优级纯试剂。所用器皿均用硝酸溶液浸泡24 h，然后分别用自来水、蒸馏水、超纯水各冲洗3次。

1.2点位布设在湖南省永州市主要畜禽养殖场周边土壤选取具有代表性的3个监测点位，采取网格布点法，随机抽取5个地块，在每个监测地块的中心部位布设1个采样点。根据采样方案，采用地理信息系统(GIS)和GPS定位技术，共采集15个混合土壤样品。

1.3样品采集与保存选择0～20 cm表层样。采样前清除土壤表面腐殖质，无机类土壤样品用木铲、竹片等采集；有机类土壤样品用铁铲、木铲等采集，并用500 mL棕色磨口玻璃瓶装，在装样时应避免土壤接触容器磨口处。每份土壤样品采样量为2 kg。用于测定重金属污染物的样品均贮存于带磨口的棕色玻璃瓶内，样品要充满容器，于4 ℃保存。

1.4样品预处理采集后的土壤送到实验室后必须先行制备，制备过程参照《土壤元素的近代分析方法》[3]、《环境监测》[4]和有关国家标准[5-6]。将样品全部倒在白色瓷盘内，置于避光、通风的室内风干，除去植物根、茎、叶、石块等杂物，待充分风干后，磨碎、过筛、混匀、缩分，制成粒度小于100目的试样。各重金属的测定方法见表1。

1.5数据分析及评价土壤单项污染指数、土壤综合污染指数的计算公式和分级标准如下：

单项污染指数法：Pi=Ci/Sip

式中,Pi为单项污染指数；Ci为调查土壤中污染物的实测浓度；Sip为污染物的评价标准值或参考值。

根据Pi的大小，将土壤污染程度划分为5级(表2、3)。

土壤综合污染指数(PN)=

1.6质量控制为确保监测全程各项操作技术和质量控制活动的规范和完备，以及监测数据的准确和可靠[7-8]，所采取的质量保证和控制措施见表4。

2结果与分析

通过对永州市畜禽养殖场周边土壤重金属监测，共选择12种重金属污染物对土壤环境污染状况进行评价，结果表明：全市15个点位中共有9个点位重金属超标，超标率为46.6%，其中，轻微、轻度污染点位分别为5、4个，所占比例分别为20.0%、26.6%，未出现中度和重度污染点位(表5)。

表1　土壤样品实验室分析测试方法

表2单因子评价土壤环境质量评价分级

Table 2Single factor assessment of soil environmental quality assessment classification

等级GradePi污染等级PollutiongradeⅠPi≤1无污染Ⅱ15重度

表3土壤综合污染指数分级标准

Table 3Classification standard of soil comprehensive pollution index

等级Grade综合污染指数Comprehensivepollutionindex(PN)污染等级PollutiongradeⅠPN≤0.7清洁(安全)Ⅱ0.73重度

表4　质控措施实施

由表6可知，Cd、As、Cu、Zn、Ni超标，最大超标倍数分别为2.30、2.26、1.06、1.86、1.10,超标率分别为33.3%、20.0%、6.7%、33.3%、13.3%。

由表7可知，3个养殖场周边重金属污染综合评价等级分别为轻度、清洁和尚清洁；15个土壤点位中重度污染、中度污染、轻度污染、尚清洁、清洁的点位数分别为0、0、8、1、6，所占比率分别为0、0、53.3%、6.7%、40.0%。

表5畜禽养殖场周边土壤无机重金属污染状况

Table 5Inorganic heavy metal pollution status of surrounding soil in livestock and poultry farms

污染等级Pollutiongrade个数Number∥个百分率Percentage∥%无污染Non-pollation633.3轻微Slight520.0轻度Light426.6中度Moderate00重度Severe00

表6　畜禽养殖场周边土壤各项污染物评价结果

表7　各监测点位重金属单项污染指数和综合污染指数

3小结

该研究结果表明，15个监测点位中Hg、Cr、Mn、Co、Pb、V、Tl等监测因子均未超标现象；Cd、As、Cu、Zn、Ni均有发现超标现象，最大超标倍数分别达到了2.30、2.26、1.06、1.86、1.10。通过综合污染指数评价结果可知：15个土壤点位中，有6个点位属于清洁，1个属于尚清洁，8个属于轻度污染，未发现中度和重度污染。对3个养殖场周边进行调查，未发现明显涉重企业。原因可能是一方面，土壤中背景值偏高；另一方面，养殖使用的饲料中所含重金属的累积作用。

参考文献

[1] WANG Y P，SHI J Y，WANG H，et al.The influence of soil heavy metals pollution on soil microbial biomass enzyme activity and community composition near a copper smelter[J].Ecotoxicology and environmental safety, 2007,67:75-81.

[2] 潘琼，程运林.土壤重金属污染现状调查与评价[J].环境与可持续发展，2013(6)：47-49.

[3] 中国环境监测总站.土壤元素的近代分析方法[M].北京:中国环境科学出版社，1992:251.

[4] 陈玲，赵建夫.环境监测[M].北京:化学工业出版社，2004:413.

[5] 国家环境保护总局.土壤环境监测技术规范：HJ/T 166—2004[S].北京：中国环境出版社，2004.

[6] 中国环境监测总站.2013 年土壤环境质量监测质控方案[R].2013.

[7] 邹志勇，张志朋，彭靖恺，等.桂林蔬菜基地土壤监测的质量控制与质量保证[J].环境科学与技术，2014，37(S2)：396-400.

[8] 张声皓，龚德昌，孙云帆.简述土壤监测的质量控制和评价方法[J].环球人文地理(评论版)，2015，10(5)：121.

基金项目2015年湖南省环保科技计划项目(湘财建指〔2014〕287号)。

作者简介蒋晶(1980- )，女，湖南永州人，工程师，硕士，从事环境监测研究。

收稿日期2016-03-30

中图分类号S 851.2+4

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)14-081-03

Evaluation on Heavy Metal Pollution Status in Surrounding Soil of Livestock and Poultry Farms in Yongzhou

JIANG Jing, HUANGFU Xiao-dong, ZHOU Li et al

(Yongzhou Environmental Monitoring Station, Yongzhou, Hunan 425000)

Abstract[Objective] The aim was to grasp environmental quality of surrounding soil of livestock and poultry farms in Yongzhou City. [Method] Heavy metal monitoring and investigation was conducted on surrounding soil of several typical livestock and poultry farms in Yongzhou City. Selecting 12 heavy metal elements such as Cd, Hg, As as monitoring object, field investigation, exploration sites, sample collection, sample preparation, laboratory analysis were conducted. [Result] The main contaminants included Cd, As, Cu, Zn, Ni, 8 of the 15 soil points were slightly polluted, and no moderate or severe pollution was found. [Conclusion] The surrounding soil of livestock and poultry farms in Yongzhou City is polluted to different degrees, so it is urgent to formulate relevant pollution control measures.

Key wordsSoil; Heavy metal pollution; Status investigation and evaluation