扬子洲镇土壤、农作物重金属污染来源调查与分析

赖新云

(南昌市环境监测站，江西 南昌330038)

1 引言

农用土壤是受人类活动强烈影响的一类特殊土壤，其环境质量与人们的身体健康密切相关。土壤重金属污染源主要来自工业“三废”和农药、化肥的大量使用，污染物可通过灌溉水进入土壤，也可通过大气污染、空中的颗粒物干湿沉降造成土壤污染，随着时间的推移，农田表层土壤铅、铜、锌等重金属含量有增加的趋势。由于农作物的吸收作用，重金属元素从土壤中迁移转化到农作物根茎叶及果实中去，从而连带造成农作物的重金属污染，危及人们的健康。

为进一步追踪扬子洲镇土壤、农作物中重金属来源，抽样选取采集了扬子洲镇A、B、C、D、E共5个样点村的灌溉水、无机肥、农家肥共计15个样品，采集A(白菜)和E(青菜)各2个样品，总共19个样品。采用超低温冷冻干燥前处理技术处理样品，然后按照相应的国标方法进行分析。

2 灌溉水质的影响

蔬菜生长过程中需要大量的灌溉水，以保证蔬菜的生长发育。正常的湖渠水所含有的化学组成不会影响蔬菜的生长和发育，但由于水质会受到各种形式的污染，

长期施用含重金属量高的污水灌溉菜地，容易造成土壤中重金属富集明显，进而进入到农作物中。5个样点村的灌溉水中重金属含量监测结果见表1。

从结果来看，5个样点村的灌溉水中各重金属元素含量都很低，远低于国家农田灌溉水标准(GB 5084－2005)中规定的限量，说明灌溉水未受到污染，水质良好，用这些水进行灌溉是安全的。

表1 灌溉水重金属含量监测结果mg/L

3 无机肥、农家肥影响

磷肥的生产所用的原料磷矿石、硫铁矿等含有一定量的砷、镉、汞、铅等有害重金属元素，生产过程中这些金属杂质难以挥发。任何生产工艺都不可能完全消除重金属，长期施用磷肥会使有毒重金属进入土壤，进而在植物体内富集。农家肥以禽畜粪便、动植物残体等为主。由于我国很多饲料厂和养殖场普遍使用含有一定程度铜、锌、铬、铅和镉等重金属元素的饲料添加剂，许多未被畜禽吸收的重金属元素便积累在畜禽粪便中，这些肥料中的重金属也会积累在土壤中，成为一种污染源。虽然有研究表明农家肥等有机肥料的施入，可使一部分重金属与土壤中的有机物分子和土壤腐殖质形成络合物或鳌合物，从而降低一部分重金属离子活性，但随着有机质的分解和矿质化，这些元素仍可作为植物可吸收的有效态，因而在一定程度上仍造成对土壤危害。目前我国化肥大部分用作底肥和追肥，因集中施用造成土壤局部高浓度。而且，化肥中的重金属通常比土壤重金属有较高的可溶性，容易被作物吸收，因而危害更大。

5个监测点位所用无机肥、农家肥中重金属含量监测结果分别表见2、表3所示。结果表明：无机肥中汞含量较高，远高于农家肥；农家肥砷、镉含量远高于无机肥；两种肥料铬、铅元素含量相当。将检测结果与我国国家标准及农业行业标准对照，无机肥参照标准GB 18877－2002《有机－无机复混肥料》、有机肥料参照NY 525－2002《有机肥料》中要求达到的GB 8172－1987《城镇垃圾农用控制标准》。10个样品的重金属含量均在合理的标准限值范围内，合格率为100%。

如果考虑到在旱田中化肥作底肥和追肥施用时，化肥和作物根的关系与土壤和根的关系基本一致，因此还可以借用GB 15618－1995《土壤环境质量标准》作为参考标准进行分析。无机肥中汞属元素含量、农家肥中镉元素含量均远高于《土壤环境质量标准》二级标准。由早前土壤检测结果(见表4)可以知道5个监测点位土壤汞含量较高，镉含量均超过《土壤环境质量标准》二级标准，超标1.96～3.27倍。如果继续长期大量使用含汞、镉较高的肥料，容易使其不断积累在土壤表层和亚表层，进一步进入农作物内，危害人的健康，存在较大的环境风险和安全风险。

表2 无机肥中重金属含量监测结果mg/kg

表3 农家肥重金属含量监测结果mg/kg

表4 土壤重金属含量mg/kg

4 大气颗粒物沉降的影响

近年来，大气颗粒物沉降对土壤、农作物中重金属积累的影响已受到人们的关注。大气颗粒物沉降对农作物中重金属积累的影响包括间接或直接的影响，即通过污染土壤影响土壤上生长农作物的重金属积累和通过农作物地上部分吸收进入农作物体。由于叶菜类蔬菜的叶片表面都有大量的气孔，各种大气污染物除通过气孔直接进入细胞内部外，还可以透过角质层、蜡质层被表面细胞吸收，因此植物叶片表皮细胞及叶肉组织可吸收富集多种污染元素，这可能是大气沉降对蔬菜地上部分重金属积累产生较大影响的主要原因。

为了解大气颗粒物沉降对扬子洲镇土壤、农作物重金属积累的影响，采集A样点村(白菜)和E样点村(青菜)样品各2份，一份用去离子水清洗干净，去除上面的沉降物，一份不清洗，分别测定了其中重金属含量，结果见表5。结果表明，清洗后的样品中各重金属元素含量均低于未清洗样品，这说明沉积在样品上的大气颗粒物中含有一定量的重金属元素。大气颗粒物沉降对土壤和种植在其上农作物地上部分重金属积累均有一定的影响，影响程度与扬子洲镇空气中颗粒物浓度、颗粒物中重金属含量、气象条件、沉降速度等有关，还有待于进一步深入调查研究。

表5 蔬菜样品清洗前后重金属含量mg/kg

5 结论

(1)扬子洲镇灌溉水水质良好，未受到重金属元素污染，达到国家农田灌溉水标准中规定的要求，可以安全使用。

(2)扬子洲镇部分村所用无机肥中汞属元素含量、农家肥中镉元素含量均远高于《土壤环境质量标准》二级标准，且相应土壤汞含量较高、镉含量均超过《土壤环境质量标准》二级标准，如果继续长期大量使用含汞、镉较高的肥料，容易使汞、镉不断积累在土壤表层和亚表层，进一步进入农作物内，危害人的健康，存在较大的环境风险和安全风险。

(3)大气颗粒物沉降对扬子洲镇土壤和农作物中部分重金属累积均有一定的贡献率。

附表：监测结果【单位：农家肥氮磷肥、蔬菜(mg/kg)、灌溉水(mg/L)】