铁岭农用地土壤重金属生态风险评价

2022-10-20王星蒙丁振军

绿色科技 2022年18期

王星蒙，丁振军

(辽宁省生态环境监测中心，辽宁沈阳 110161)

1 引言

铁岭市是辽宁省粮食主产区和重要商品粮生产基地，拥有3个国家现代农业示范区。土壤是农产品生产的载体，土壤环境质量的优劣直接影响农产品的品质。本文以铁岭市农用地土壤作为研究对象，采用潜在生态分析评价法，评价铁岭农用地土壤的生态风险情况，为后续开展相应研究提供一定数据支撑。

2 材料与方法

2.1 研究区概况

铁岭市位于辽宁省北部，属中温带大陆性季风气候，冬季寒冷干燥，夏季温热多雨，全市年降水量为600 mm。铁岭市地势大体是东高中低、北高南低，西部稍高的地貌轮廓。在全市总面积中，山地丘陵约占40%，平原约占45%，河流及其他约占15%。土壤类型主要为棕壤，农作物以玉米为主。

2.2 样品采集与分析

采集、制备、测试及质量控制参照《土壤环境监测技术规范》[1]。结合铁岭市农用地的规模及空间分布情况，选取西丰县、昌图县、铁岭县、调兵山市、开原市及清河区6个县(市、区)的农用地进行土壤样品的采集，选择农田面积较大，利用网格布点法，共布设71个监测点。各县市区采集样品数目分别为西丰县8个、昌图县38个、铁岭县10、调兵山市2个、开原市12个及清河区1个。每个点位采集表层0～20 cm的土样，将采集完的土样进行统一的烘干和研磨。土壤pH值、金属元素均由取得资质认定的实验室检测。

2.3 评价方法

潜在生态风险评价法[2]按公式(1)计算。

(1)

表1 潜在生态风险指数分级标准

3 结论与分析

3.1 土壤重金属含量分析

研究区土壤中8项重金属浓度均值范围为0.05～75.7 mg/kg。Cd、Hg、Pb、Cr、Ni 5项重金属的浓度均值超过了辽宁省土壤背景值，其中Hg的超标倍率最大，为1.5；Ni、Cr、Pb、Cd的超标倍率分别为1.4、1.3、1.2、1.2。

表2 测量值统计 mg/kg

3.2 潜在生态风险污染程度

污染物的程度(Er)的平均值(图1)表明：研究区土壤重金属生态风险污染程度Er的平均值排序为：Hg>Cd>Ni>Pb>As>Cr>Zn>Cu，Er平均值分别为：60.4、36.9、20.1、6.4、2.5、2.4、2.2和1.5。根据分级标准，Hg被评价为轻微生态危害，其余7种被评价为清洁生态危害。

图1 污染物的程度平均值

根据潜在生态危害指数(RI)分布图(图2)表明：研究区无强生态危险点位，清洁及轻微生态点位分布占比77.46%和21.13%。说明研究区总体处于清洁-轻微生态的污染状况，其中潜在生态危害指数最大值达到390.8。导致RI偏高的主要原因是Hg的Er值出现高值，从数据的整体性上可以看出，Hg是影响生态危害水平的主要原因。

图2 潜在生态危害指数点位分布

4 讨论

在土壤重金属含量特征分析中，共有5种元素超标，分别为Cd、Hg、Pb、Cr、Ni，其中Ni、Cr元素经研究表明，可能与土壤地球化学过程有关，自然来源比重较大[4]。Cd是农业种植过程中使用化肥和农药的标识元素[5]。农用地土壤中的Hg主要来源于工业活动[6]，矿业活动中的采、选、冶的过程均有一定程度Hg的施放；燃煤企业，燃煤火车等的排放气体中也会有Hg[7]，通过大气沉降，飘落到周边农田中[7]。铁岭地处北方，每年有5个月的集中供暖期，区域内的火电厂均以煤为能源，燃煤与有色金属冶炼是大气Hg污染的主要来源[8]，同时其他的工业活动也会带来一部分的Hg[9～12]。