拉萨市达孜区周边农田土壤重金属污染现状及其风险评估

2024-02-19李柳萍黄伟余强

农业灾害研究 2024年11期

摘要：重金属污染物不仅会对生态环境造成威胁，导致农田减产，而且这些重金属还会随食物链进入人体，对人体健康造成危害。不合理的人类活动会破坏环境，尤其会导致周边农田土壤重金属污染问题。以拉萨市达孜区周边农田为研究对象，采集了土壤样本，检测并分析了Pb、Cu、Cd、Hg、Cr、Ni、Zn和As 8种重金属含量，对该区域重金属污染现状进行评价，结果表明：拉萨市达孜区土壤重金属含量都没有超标，内梅罗综合污染指数表明达孜区周边农田表层重金属没有污染或处于警戒污染状态，土壤状况良好。

关键词：重金属污染；拉萨达孜区；农田土壤

中图分类号：X53 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）11–0-03

随着工业化和城市化的快速推进，大量的工业废弃物和农业化肥、农药等有机化学物质的使用，使得农田土壤中重金属元素超标现象越来越严重。目前，农田土壤重金属污染已成为农田重大的环境问题[1]。利用受污染的农田土壤种植农作物，会使重金属在农作物中富集，最终通过食物链进入人体，从而危害人体健康[2-3]。因此，有必要对农田土壤重金属污染进行风险评估和治理措施进行研究。

西藏自治区位于中国青藏高原西南部，约占中国陆地总面积的1/8，空气稀薄，海拔高，气压低，沸点低；全区耕地面积丰富，农作物播种面积广阔；矿物资源丰富，矿区植被覆盖率低，由于人类活动，一些重金属等有毒有害物质溶于水，经地表水流或大量降水迁移，污染地下水和周围农田，危害矿区周围村庄居民的身体健康。因此，研究矿区周边附近农田土壤中重金属含量具有重要意义[4]。

以拉萨市达孜区周边村庄的农田土壤为研究对象，分析Pb（铅）、Cu（铜）、Cd（镉）、Hg（汞）、Cr（铬）、Ni

（镍）、Zn（锌）、As（砷）8种重金属元素的含量和空间分布情况，采用生态评价方法对研究区的生态风险进行评价，内梅罗综合污染指数表明达孜区周边农田表层重金属没有污染或处于警戒污染状态，土壤状况良好。

1 土壤样品的测定和技术路线

1.1 土壤样品重金属测定

此次采集了达孜区周边农田土壤，如在叶巴村、克日村、巴嘎雪村、恰村、尊木才村、洛普村、琼达村、章多乡拉木村等村庄分别采集了土壤样本。

采集的土壤样本第一时间送到西藏永蓝环保科技有限公司，由该公司负责对土壤样品中的8种金属含量进行测定。其中，Cd、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn 6种重金属元素依据《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618—2018），在原子吸收火焰（赛默飞 iCE3300 FL AA System）上进行测定。汞和砷依据DZ/T 0279.17—2016，在原子荧光光谱仪（吉天仪器AFS-10B）上进行检测[5]。pH值由台式pH计（SD20kit）进行检测。

2 重金属风险评价方法概述

2.1 含量描述统计方法

此次安全利用土壤样品，以《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618—2018）为安全利用综合参照标准（表1）。

利用变异系数（CV）表征土壤重金属含量的离散特征，变异系数越大，表明该区域受人为等工业的影响严重。其公式[6]如下：

（1）

式（1）中，a为各重金属元素含量的标准差；b为对应元素含量平均值。

2.2 土壤重金属污染风险评价

内梅罗（Nemerow）综合指数法是国内外学者最常用的评价方法[7]，含有单因子污染指数和综合环境风险指数。采用单因子污染指数评价法[8-9]进行污染风险评价，得出重金属污染物潜在环境的风险指数及重金属污染物的综合环境风险指数两种评价指标。单因子评价方程如下：

（2）

式（2）中，Ci为污染指数所对应的实测值；Si为重金属污染物的评价标准值。综合污染评价指数如下：

（3）

式（3）中，（Ci/Si）2max表示平均单因子污染物的最大值，（Ci/Si）2min则表示最小值。

根据国家农田土壤污染物鉴定标准，得出重金属污染物（以常见Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn为例）的潜在风险和综合环境实际风险评价标准，见表2。

3 土壤重金属含量统计、变异系数及生态风险评价

3.1 土壤重金属含量统计

由表3可知，Pb、Cu、Cd、Hg、Cr、Ni、Zn和As重金

属元素均未超过风险筛选值。当土壤中重金属元素浓度小于风险筛选值时，说明土壤污染为低风险；由统计结果可知，Pb、Cu、Cd、Hg、Cr、Ni、Zn和As这8种重金属相对安全。若浓度超过风险筛选值且未超过风险管制值时，说明其土壤污染为中风险，在当地种植的农作物可能会出现无法达到质量安全标准的风险，应当采取一定的措施进行土壤管理修复；若超出风险管制值时，说明该地土壤污染达到高风险标准，农作物无法满足安全标准，需要采取严格的管控措施。由表3可以看出，拉萨市达孜区周边农田土壤Pb、Cu、Cd、Hg、Cr、Ni、Zn和As这8种重金属元素浓度均小于风险筛选值，说明土壤污染为低风险。

3.2 土壤重金属变异特征分析

对Pb、Cu、Cd、Hg、Cr、Ni、Zn和As元素求变异系数，代入式（1）计算，得出结果如表3，8种重金属变异系数为Cd（1.18）＞Hg（0.73）＞Cu（0.65）gt;Ni（0.61）＞Pb

（0.54）＞Zn（0.49）＞As（0.31）＞Cr（0.18），只有Cd这种元素的变异系数＞1，呈强度变异，表明Cd这种重金属的离散程度高，在不同点位的重金属含量差异大，

这说明区域内土壤中含量分布极不均匀，反映了研究区可能遭受人为随机性因素的影响。Hg（0.73）＞Cu（0.65）gt;Ni（0.61）＞Pb（0.54）＞Zn（0.49）＞As（0.31）＞Cr（0.18），说明Pb、Cu、Hg、Cr、Ni、Zn和As为中等变异，表明在达孜区农田土壤的分布比较均匀且受外界环境的影响一般。

3.3 生态风险评价

对拉萨市达孜区周边农田30个样点进行内梅罗指数风险评估。由表4和表5可知，在30个金属采样点中，Pb、Hg、Cr、Ni、Zn这5种金属元素均无污染，土壤安全。Cu有96.67%的采样点无污染，13.33%的采样点警戒污染；Cd有86.67%的采样点无污染，86.67%的采样点警戒污染；As有93.33%的采样点无污染，6.67%的采样点警戒污染；因此整体土壤处于安全状态。

4 结论

（1）从重金属含量分析：以《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618—2018）为标准，Pb、Cu、Cd、Hg、Cr、Ni、Zn和As 8种元素均超过国家筛选值，说明其土壤污染为低风险。

（2）研究区8种重金属元素的变异系数大小为Cd＞Hg＞Cu＞Ni＞Pb＞Zn＞As＞Cr，其中Cd的变异系数＞1，呈强度变异，Pb、Cu、Hg、Cr、Ni、Zn和As的变异系数都＞0.1，属于中等变异。说明区域内土壤中含量分布不均匀，受人类影响一般。

（3）内梅罗综合污染指数评价方法显示无污染率为100%。潜在生态风险评价结果表明，Cd和As的生态风险评估为强的结果远远大于其他重金属，其次是Cu。整体土壤状况良好。

参考文献

[1] 张雅静.农田土壤重金属污染风险及治理措施研究[J].环境科学与管理，2024，49（1）：67-71.

[2] 朱雅琪，巫静，余震，等.我国农田土壤重金属污染现状及治理研究进展[J].现代农业科技，2024（5）：115-118，125.

[3] 王海洋.潼关矿区周边农田表层土壤重金属污染现状调查分析[D].西安：长安大学，2022.

[4] 孙泽航.小型多金属矿山周边土壤及作物重金属污染及居民潜在健康风险评估[D].广州：中国科学院大学（中国科学院广州地球化学研究所），2020.

[5] 韩玲，宁昱铭，刘志恒.宝鸡北部黄土覆盖区耕地土壤重金属污染特征及评价[J].江西农业学报，2018，30（11）：86-93.

[6] 阿卜杜萨拉木·阿布都加帕尔，王宏卫，杨胜天，等.准东地区土壤重金属污染特征及来源分析[J].中国矿业，2019， 28（11）：168-174.

[7] 曲蛟.钼矿区及周边农田土壤重金属污染现状分析及评价[D].长春：东北师范大学，2007.