湖北某县的水稻土壤重金属污染评价

沈志远

(成都理工大学 四川 成都 610059)

前言

土壤是宝贵的自然资源,也是人类赖以生存和发展的基础伴随着我国城市化和工业化进程的推进,土壤环境受到污染,重金属就是常见的污染因子之一。土壤中富含动植物生长所需要的所有元素，但也存在着许多对动植物有害的元素，这些有害元素不仅影响动植物的生长，而且过多的摄入将可能导致动植物直接死亡，所以研究土壤中重金属含量的污染程度就显得至关重要。而湖北省内多个城市蕴藏着丰富的矿产资源,是我国重要的采矿、冶金的工业基地。矿冶生产为该省经济发展带来了巨大利益的同时,也对环境造成了极大污染。今以湖北某典型矿冶城市为研究区域,在获取重金属空间分布的基础上,采用单因子指数法评价重金属污染状况,采样测试了As、Cd、Pb、Cu等4种元素的含量,评价土壤重金属元素的超标程度,为当地的土壤重金属污染防控工作提供数据参考。

一、材料与方法

(一)区域概况。研究区域位于湖北省东南部(E114°31′～E115°20′,N29°40′～N30°15′),呈现“南山北丘东西湖,南高北低东西平”的地貌特点,面积为184.67km2。目前已发现矿产65种,金属矿产主要以铜铁金为主,非金属矿产点多面广。

(二)采样方法。在各小区内按照梅花点采样法以及等量的原则采集土壤样品。取样时，注意样品不取边行。土壤取对应植株下的0～20cm表层土壤，均匀采取土壤样本点，混匀，四分法留取1kg左右，逐一编号，土样掰成小块后自然风干。

(三)测试方法。本次土壤样品测试项目包含镉、铜、锌、铅等四项,其中,采用ICP—MS分析测定。

二、测试结果与评价

(一)研究区土壤重金属元素Cd、Pb、Cu、Zn数据统计特征见表1。

由表1，表2可知早、晚稻土壤样品中的Cd、Pb均大于世界背景值、中国背景值、湖北背景值，而且均以数倍大于各个背景值，说明当地土壤的Cd的污染程度严重超标，除自然来源以外，还有严重的人为因素的污染，应进行有效的治理；早、晚稻土壤样品中Cu均大于世界背景值、中国背景值、湖北背景值，且程度轻微，说明当地土壤的Cu的污染属于轻微污染程度，除自然来源外，还有一定的人为因素，也应该引起注意并加以防止管理；早、晚稻土壤样品中Zn均大于世界背景值、中国背景值、湖北背景值，且污染程度属于中等，除自然来源以外，也有一定的人为因素污染，应加以治理和防范，以免使得其污染程度加重。

表1 土壤Cd、Pb、Cu、Zn元素参数统计表(mg/kg)

表2 土壤重金属元素参考背景值(mg/kg)

(二)单因子指数评价。单因子污染指数法是直接通过元素含量与自然背景值作比较来评估重金属污染程度，是国内外学者进行土壤单一重金属污染评价普遍使用的方法，也是中国绿色食品发展中心推荐的评价方法之一，计算公式为：

Pi为元素i的污染指数；Ci为元素i的实测值；Si为元素i的背景值。单因子污染指数法计算简单，评价结果能直观反映土壤的污染情况。背景值选取国家土壤环境质量标准《GB15618-2018》(pH≤5.5)中各重金属元素限定值。

由表2，表3，表4可知:早、晚稻土壤样品中Cd的属于重度污染，说明该地区应该重视其当地的土壤问题，以及不应再继续种植粮食和植物，以免造成人体中毒。早、晚稻土壤样品中Cu的属于轻度污染，说明该地区的Cu含量属于一定的污染程度，也应该引起相关地方政府的注意和加强污染的管理。早、晚稻土壤样品中Zn的属于中度污染～重度污染之间，说明该地区的Zn的含量属于较为严重的污染程度，应和Cd采取相同的措施进行管理。早、晚稻土壤样品中Pb的属于轻度污染～中度污染，说明该地区Pb的含量属于一定的污染程度，应和Cu采取相同的措施进行管理。

表3 单因子评价法污染等级划分

表4 重金属元素单因子指数评价结果表

三、结论

(1)重金属元素Cd、Pb、Cu、Zn的含量均大于世界背景值、中国背景值、湖北背景值，说明该地区属于重金属污染地区，且程度较为严重。(2)其中经过单因子指数评价分析可知，Cd、Zn属于严重污染程度，应该加以治理并且建议做好企业的环境管理工作,控制污染源。(3)稻米的污染问题一直以来是备受关注的食品污染问题，希望当地政府在做好有效的治理以外，也应该投入精力研究有效的方案，如改良土壤、杂交水稻的研究以及矿物肥的使用。