商洛市商丹园区土壤重金属Cu、Zn、Ni污染评价*

高利峰

（商洛学院城乡规划与建筑工程学院，陕西商洛726000）

商洛市商丹园区土壤重金属Cu、Zn、Ni污染评价*

高利峰

（商洛学院城乡规划与建筑工程学院，陕西商洛726000）

以商洛市商丹园区土壤为研究对象，采用三酸消解法和原子吸收分光光度计对土壤的重金属含量进行测定，并用单因子污染指数和综合污染指数法对土壤重金属污染现状进行了评价。结果表明：从单因子污染指数来看，林地受到了Cu的污染，耕地和工业用地均受到了Cu、Zn和Ni的污染，多因子综合污染指数为1.21，土壤重金属处于轻度污染状态。

土壤；重金属；污染评价

土壤是城市环境的重要组成部分，也是人类赖以生存和发展的重要基础，重金属污染是土壤环境恶化的重要表现。由于人类生产生活的干扰和不同的土地利用方式，城市土壤中的重金属含量存在较大的空间差异性［1-3］。在城市化高速发展的今天，城市生态环境压力持续增大，如果不对其进行研究和治理，将会影响城市化的进程。通过对商洛市商丹园区不同用地类型的土壤重金属含量进行测定和评价，对商丹园区实现生态可持续发展具有重要的现实意义。

1　材料与方法

1.1研究区概况

商洛市界于东经108°34′20″～111°1′25″，北纬33°2′30″～34°24′40″之间。东西长约229 km，南北宽约138 km。总面积19 292 km2，占全省总面积的9.36%。辖商州、洛南、丹凤、山阳、商南、镇安、柞水1区6县，122个镇，4个办事处，总人口为249万人。商丹园区范围包括商洛市商州区和丹凤县的8个乡镇、2个街道办事处，规划面积98 km2，占商洛市国土面积的0.5%，总人口8万人。

1.2样品的采集

以商洛市商丹园区为例，在区内共设置9个采样点，每隔1km采集1个土样。编号分别为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9。其中，A1、A2为林地，A3、A4、A5为耕地，A6、A7、A8、A9为工业用地。每个采样点划定相距10 m的等边三角形，再在3个顶点分别选定3个点采集表层10 cm土样，并将这3个点土样就地混合。采集完后将土样自然风干，研磨成粉末状，将每个点的3份土样混合，过100目筛，放置于干燥器内备用。

1.3样品元素的测定

1.3.1土壤pH测定

称取5 g样品，置于小烧杯中，再向其中加入25 mL蒸馏水，静置30min，然后将pH计插入小烧杯中，用玻璃棒搅拌，待数值稳定后，读取pH数值。

1.3.2三酸消解及测定

本实验使用硝酸-氢氟酸-高氯酸体系进行消解。每个样品称取相同质量的土样，质量为0.2000g，用原子吸收分光光度计测定Cu、Zn、Ni的吸光度，并根据相应的标准曲线图得出各元素的浓度。

1.4评价方法

1.4.1评价标准

按照GB15618—1995土壤环境质量标准，二级标准为保障农业生产、维护人体健康的土壤限制值。目前多数有关土壤重金属污染的研究都采用国家二级标准［4］。鉴于此，对商丹园区土壤重金属污染评价中也采用GB15618—1995二级标准（见表1）。

表1　GB 15618—1995土壤环境质量标准二级标准mg/kg

1.4.2评价方法

对商丹园区土壤重金属污染状况评价，主要采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法。其计算公式如下：

式中：Ci是重金属含量实测值；Si是土壤环境质量二级标准值；Pi是重金属元素的污染指数，单因子污染等级划分标准见表2。

表2　单因子污染等级划分标准

表3　综合污染指数等级划分标准

2　结果与分析

2.1土壤pH分析

表4为商丹园区各采样点的土壤pH，从表4可以看出，所测土样的pH均大于7.5，属于碱性土壤。因此，土样中重金属的标准值Cu为100 mg/kg、Zn为300 mg/kg、Ni为60 mg/kg。

表4　不同采样点土壤pH

2.2土壤重金属含量分析

对商丹园区9个采样点的土壤重金属含量测定后，得出Cu、Zn、Ni含量如表5所示。其中，Zn含量最大，为257.0～416.5 mg/kg，平均值为351.4 mg/kg，最高值在工业用地，最低值在林地，最高为最低值的1.6倍；其次是Cu，其含量为116.5～160.0 mg/kg，平均值为133.8 mg/kg，最高值在工业用地，最低值在林地，最高为最低值的1.4倍；Ni含量最小，为55.4～74.3 mg/kg，平均值为67.5 mg/kg，最高值在工业用地，最低值在林地，最高为最低值的1.3倍。由此可知，Cu、Zn、Ni含量最高值都出现在工业用地，最低值都出现在林地，工业用地受土壤重金属的危害较大。主要是因为园区内工矿企业排放工业三废导致重金属含量较高；其次是沪陕高速、312国道，以及城市干道过境园区，汽车尾气排放也使土壤重金属含量较高。

表5　Cu、Zn、Ni含量测定结果mg/kg

2.3土壤环境质量评价

对商丹园区土壤重金属含量测定后，用单因子污染指数及其指数等级划分标准对3种土壤重金属进行评价（见表6）。Cu的污染指数最高值出现在工业用地，为1.60，最低值出现在林地，为1.17，Cu在3类用地中均为轻度污染；Zn的污染指数最高值出现在工业用地，为1.39，最低值出现在林地，为0.86，Zn在工业用地和耕地中均为轻度污染，在林地中为非污染状态；Ni的污染指数最高值出现在工业用地，为1.24，最低值出现在林地，为0.92，Ni在工业用地和耕地中均为轻度污染，在林地中为非污染状态。虽然林地中没有被Zn和Ni污染，但由于单因子污染指数接近1，也存在一定的污染风险。

表6　商丹园区土壤重金属污染指数

商丹园区不同用地类型中，土壤重金属的多因子综合污染指数为1.21，说明土壤重金属属于轻度污染。其中林地的多因子综合污染指数最低，为1.08，耕地次之，为1.26，工业用地最高，为1.40，3种用地类型均达到轻度污染。

3　结论与讨论

通过对商丹园区不同用地类型的土壤样品进行检测和分析，并对其进行系统评价，结果表明：所检测的3种元素中Zn、Cu和Ni均超过二级标准，为轻度污染状态。商丹园区土壤重金属Zn平均含量较高，Cu平均含量次之，Ni平均含量较少。这主要是因为园区内有炼锌厂等工业企业，随着园区内工业企业数量的逐年增加，污染的压力会进一步增大。因此，为了减少污染带来的土壤重金属含量增加，可从以下几个方面进行防治：

1）按照可持续发展的理念对工业企业进行技术改造，并采用循环经济的原则减少废物的排放。

2）分类收集和处理生产废物，并进行集中处置或综合利用，以减少污染物的排放。

3）建立清洁生产审核机制，加强环境管理，减少土壤重金属污染物。

4）加强环境执法检查，严格做到环境污染物达标排放。

［1］马建华，张丽，李亚丽.开封市城区土壤性质与污染的初步研究［J］.土壤通报，1999，30（2）:93-96.

［2］王美青，章明奎.杭州市城郊土坡重金属含量和形态的研究［J］.环境科学学报，2002，22（2）:603-608.

［3］卢瑛，龚子同，张甘霖.南京城市土壤Pb的含量及其化学形态［J］.环境科学学报，2002，22（2）:156-160.

［4］国家质量技术监督局.土壤环境质量标准：GB 15618—1995［S］.北京：中国标准出版社，1995.

Pollution Evaluation of Heavy Metals of Cu，Zn and Ni in the Soil of Shangdan Economic Zone in Shangluo

Gao Lifeng
（College of Urban，Rural Planning and Architectural Engineering，Shangluo University，ShangluoShaanxi726000）

Taking the soil of Shangdan Economic Zone in Shangluo as the study object，the heavy metals pollution in soil was detected by three acid digestion and atomic absorption spectrometer.The heavy metals pollution in soil situation was evaluated by single factor pollution index and comprehensive pollution index.The results showed that from single factor pollution index angle，the forest land was polluted by Cu，the plow land and the industrial land were both polluted by Cu，Zn and Ni. The multiple factorscomprehensive pollution index was1.21 and heavy metalsin soil belonged to slight pollution.

soil；heavy metals；pollution evaluation

X53

B

1005-8206（2016）03-0038-03

高利峰（1981—），讲师，研究方向为资源环境。E-mail：glf0126@163.com。

陕西省教育厅专项科研计划项目（12JK0652）；商洛学院教育教学改革研究计划项目（14jyjx105）

2015-10-09