农田污染

农田污染（精选十篇）

农田污染 篇1

土壤重金属污染来源主要有两个方面, 一方面是成土母质自身含有重金属, 另一方面是人为原因造成的, 概括起来有:污水灌溉、固体废弃物进入土壤、大气沉降进入土壤、农用物资进入土壤这四个方面[1,2]。农田土壤重金属污染危害农作物的生长, 使得土壤重金属物质在农作物中不断积累, 并通过食物链进入人体, 危害健康。此外, 水蚀和风蚀作用使重金属物质可以进入水体和大气中去, 导致水体污染、大气污染等环境问题。我国耕地缺乏, 人均拥有量少, 加上土壤污染不断加重, 因此, 治理农田重金属污染已刻不容缓。

目前, 中国的重金属污染比较严重。重灾区的省份有:辽宁、山东、河北、湖南、江苏、安徽。我国已有20%耕地受到重金属污染, 每年重金属含量超标的粮食达1200×104t、由于重金属污染造成粮食减产量为1000×104t。湖南受重金属污染的土地面积达2.8×104km2, 占土地总面积的1/10, 主要分布在湘西和湘江流域的永州、郴州、衡阳、株洲、湘潭, 部分矿区土壤中Hg、As、Pb、Cd含量远远高于健康土壤重金属含量。花垣县位于湖南西部武陵山脉中段 (109°15'~109°38'E, 28°10'~28°38'N) , 是典型的中亚热带季风湿润气候, 年平均气温为16.5℃左右, 年降雨量1396mm, 无霜期241~279天。境内土壤以红壤土、红色灰土为主, 植物资源丰富。同时花垣县含有丰富的矿藏资源, 已开发的金属矿藏资源主要有Mn、Pb、Zn、Cd、Cu和Hg。采矿破坏植被和耕地, 而且还伴随着产生了大量的矿业废物, 这些矿业废物重金属含量较高, 是环境重金属污染的主要来源。

2 修护方法

通过对数据分析, 笔者认为, 修复土壤重金属污染可以着力于一下三种方式:物理、化学和生物方法。

2.1 物理修复

物理修复方法主要是换土法 (客土法) , 通过把受污染的土壤深翻至土壤底层, 或者把受污染的土壤移走后, 覆盖上健康的土壤。换土法优点是见效快、修复效果好。缺点是重金属并未从土壤中清除, 只是把受污染的土壤深埋或覆盖。这很可能引起土壤中的重金属进入地下, 造成对地下水的污染;而将受污染的土壤移走后, 覆盖上健康的土壤也有弊端, 不仅工作量大, 同时也要考虑受污染土壤的堆放和处理。这种方法比较适用于小范围内且受污染十分严重的土地, 对于大范围内的污染土壤修复成本高, 工作量大。

2.2 化学修复

化学修复方法原理是通过向土壤中添加化学改良剂, 使化学改良剂与重金属之间产生化学反应, 加快或减弱重金属的移动能力, 最终将重金属从土壤中进行分离。化学修复方法主要有:化学固定法、化学淋洗法和电动修复法三种。化学固定法是把化学试剂或化学材料加入重金属污染土壤中, 使得土壤中的重金属形成难迁移、难溶, 这样不易被植物吸收, 以达到降低土壤重金属的生物有效性的目的。化学淋洗法是将化学或者生物试剂加入土壤中, 使得重金属的移动性增强, 最终消除土壤中的重金属。电动修复法是将电压加在重金属污染的土壤两侧形成电场, 通过电迁移、电渗流或者电泳等途径移动至电解池两级的处理中从而实现土壤的修复。重化学修复方法的优点是成本低, 修复效率高, 不足是只改变了重金属的迁移性, 重金属依然以它形态存在于土壤中, 被固定的重金属的形态可能再次被改变, 被生物吸收利用。原位的化学修复可能会使重金属迁移至土壤的更深处, 污染地下水。同时化学固定法和化学淋洗法在操作过程中向土壤中添加的化学物质可能对土壤造成二次污染。电动修复法较适合处理点、污染源突发的污染事件, 且不会造成二次污染, 但不适用于大范围的治理, 且治理成本也很高。

2.3 生物修复

生物修复分为植物和微生物修复两种。微生物修复是在土壤中添加微生物来改变重金属在土壤中迁移性, 降低其生物有效性。植物修复是种植的植物对土壤中重金属进行吸收和固定的方法, 这种方法优点是成本低, 操作相对简单, 是目前大面积修复重金属污染土壤的最理想方法。植物修复的原理是利用不同植物对重金属的稳定、挥发或提取的作用。植物稳定指利用植物根系对土壤重金属的吸收作用, 将重金属固定在植物根系中, 减弱重金属的迁移性。植物挥发是指植物把土壤中的重金属转化为气态, 挥发入大气, 主要针对汞和硒。植物提取即利用植物对重金属的富集能力, 利用根系把土壤中重金属的吸收、转移到地上, 最终去除土壤中的重金属。植物修复的缺点: (1) 很难找到有修复能力、生物量大、生长期长的植物; (2) 植物的生长期较长, 所以修复过程也很漫长;最后的难题是如何处理富集了重金属的植株, 避免二次污染。

该研究以黑麦草 (植物修护) 修护湘西花垣铅锌矿矿区土壤重金属污染为例, 简单的介绍黑麦草修护铅锌矿矿区土壤重金属污染的原理。

湘西花垣铅锌矿矿区土壤, 尤其在尾砂区, 重金属含量高, 理化性质差、土地裸露, 因此植物的生长差。而黑麦草具有建植速度快、覆盖能力和扩散能力以及抗病虫害能力强等特性, 黑麦草发达的须根使得根系数量在土壤表层 (一般是10cm以内) 达597g/m~1148g/m[3], 对重金属Pb、Zn、Cd的毒害具有较强的耐性, 且能够分解、适宜在重金属污染的尾矿砂中生长, 对尾矿砂的改良作用明显[4]。黑麦草能改善土壤的物理结构, 增加其有机质和氮的含量, 增强土壤养分的有效性, 特别是对Zn的吸收量和转运率最高, 而且吸收的主要集中于地上部分, 同时对Zn有较强的抗性和耐性, 适宜在Zn污染的土壤中生长。黑麦草在低温、Pb胁、Zn胁迫、铜-镉胁迫下, 治理重金属污染的土壤效果也较好。近些年来不少研究人员利用种植黑麦草来修护花垣铅锌矿矿区土壤重金属污染取得了良好的效果, 因此今后大面积的种植黑麦草来进行土壤重金属修护是一种成本低且效果较好的方法。

虽然利用黑麦草来进行土壤重金属修护有比较好的效果, 但黑麦草修护有其不可克服的缺点:黑麦草的生长期较长, 所以修复过程也很漫长, 及其如何处理富集了重金属的黑麦草, 避免二次污染。因此将黑麦草修护方法同物理、化学修护方法结合起来是未来花垣铅锌矿矿区治理土壤重金属污染的研究重点。

3 结论与展望

本文湘西花垣铅锌矿区农田土壤重金属污染为例, 分析了黑麦草在花垣铅锌矿区农田土壤重金属区的治理情况。得出单一修复技术很难治理受重金属污染的农田, 目前的修复技术还存在着以下几方面的问题: (1) 土壤重金属污染的多样性, 选择修复技术难; (2) 修复技术实施后, 对生物的影响以及对生物多样性带来的威胁问题; (3) 缺乏大规模的实验治理, 目前研究主要集中在小规模的试验上。因此, 将各种修复技术进行合理的结合, 综合治理土壤重金属污染是未来研究的重点和难点。

参考文献

[1]许嘉琳, 杨居荣.陆地生态系统中的重金属[M].中国环境科学出版社, 1995.

[2]陈怀满.土壤一植物系统中的重金属污染[M].北京:科学出版社, 1996.

[3]辛国荣, 乐朝阳, 李雪梅, 等.“黑麦草一水稻”草川轮作系统的根际效应II.冬种黑麦草对土壤物理化学性状的影响[J].中山大学学报, 1998, 37 (5) :78-82.

某金矿区农田土壤汞污染评价 篇2

某金矿区农田土壤汞污染评价

摘要：混汞法提金工艺过程中添加的.金属汞是某金矿区周围环境汞污染的主要来源.从农田土壤耕作层总汞调查表明,汞含量范围在0.04～61.20mg/kg,均值为1.98mg/kg;超过二级土壤环境质量标准的样品达36.20%,最大超标倍数为60.2,平均超标倍数为3.61,受到轻度以上污染的农田面积比率达69.7%;与相邻区域表层土壤值相比,汞累积超标率93.1%.因此,某金矿区农田土壤已经受到汞金属的严重污染.作 者：徐友宁 柯海岭 刘瑞萍 张江华 陈社斌 Xu Youning Ke Hailing Liu Ruiping Zhang Jianghua Chen Shebin 作者单位：西安地质矿产研究所期 刊：黄金 ISTICPKU Journal：GOLD年，卷(期)：,27(7)分类号：X825关键词：金矿区 农田土壤 汞污染 评价

农田污染 篇3

【新疆治理农田白色污染 全面禁止超薄农用地膜】

《新疆维吾尔自治区农田地膜管理条例》从5月1日起正式实施，对违反条例规定，生产、销售、使用不符合标准农田地膜的生产者、销售者和使用者都明确了处罚标准，对未履行回收责任的企业也将处以罚款。同时还细化了行政主管部门的责任。

人民日报

【劳动节当天，饭店老板请环卫工免费吃海鲜大餐】

5月1日中午，江苏扬州，一海鲜店老板邀请160名一线环卫工免费吃海鲜大餐，向“城市美容师”致敬。为招待他们，海鲜店婉拒了众多前去就餐的客人。面对一桌子海鲜，不少每天忙于扫马路拖垃圾的环卫工表示还是第一次“尝鲜”。

凤凰周刊

【旱情影响大米产量 亚洲粮食安全受威胁】

严重旱情正冲击亚洲的主要大米生产国，全球大米产量今年预计将下降，亚洲粮食安全正面临威胁。世界第一大米出口国印度正遭热浪席卷，第二大出口国泰国则连续第二年面临干旱。就连第三大米出口国越南也有大片土地因为久旱不雨而成为焦土。

凤凰周刊

【河北秦皇岛多人食用海虹中毒】

5月1日消息，河北省秦皇岛市部分医疗机构先后接诊9例疑似因食用海虹造成的中毒病例，当地目前正在采取措施保障市民食品安全。据悉，这9例疑似因食用海虹造成的中毒病例，患者初期症状都是口唇、手脚麻木，后期会伴有恶心呕吐、头晕等症状，重症患者是呼吸困难、四肢无力......

人民网

【英国一村庄被孔雀占领 居民：这日子没法过了】

英国有个叫Ushaw Moor的村，这里岁月静好鸟语花香…但从6年多前开始，村里出现一群孔雀，不知道哪儿来的而且不怕人，每天大摇大摆在村里晃悠，挠车、到处拉粑粑、制造噪音……忍无可忍的村民控诉孔雀有“蓄意破坏罪”， 政府介入调查。

人民日报

【5月5日，立夏】

①5月5日9时42分，太阳到达黄经45度，立夏。②立，建始也；夏，假也。万物至此皆已长大，故名立夏。③自此，日照渐长，温度升高，雷雨增多。④立夏后，北方气温回升很快，但降水仍不多；而江南则正式进入雨季。⑤饮食宜以清淡少盐食品为主，多吃蔬菜和水果。

新京報

【加工厂回收死虾做虾仁 厂方称只是“脑死亡”】

某矿区农田土壤重金属污染评价 篇4

关键词：矿区,土壤,重金属,污染评价

绪论:

随着人口的不断增长,资源需求增大,在矿区周边的农田因矿山的开采产生大量尾矿砂及废水,其中的有毒有害重金属将随矿山酸性废水的排放及尾矿堆的风化和淋滤进入水环境,最终进入土壤,通过溶解、沉淀、凝聚、络合吸附等各种作用,形成不同的化学形态,并表现出不同的活性,对土壤产生了严重的危害[1,2]。特别是大量重金属通过一系列的迁移转化进入土壤中,使得土壤的利用受到限制,比如重金属元素Cu、Pb、Zn、Ni积累过多还会导致土壤微生物量下降,对作物生长有抑制作用,而且土壤中重金属的污染具有隐蔽性和长期性[3]。因此,对土壤重金属进行研究具有重要的意义,可以为矿山土壤重金属污染研究提供一定的依据。

目前,许多省份对农用土壤及污灌区土壤的重金属含量及迁移转化规律做了大量的调查研究和实验分析,主要集中于重金属(砷、镉、铬、铜、汞、铅、锌)的基本性质、迁移、转化、归宿、植物效应、微生物效应和根际行为等,提出一系列相关的土壤重金属污染修复措施,有些已经小规模应用于实践。研究土壤中重金属的迁移规律可以为矿山污染土壤进行科学的修复提供可靠依据,并可为土壤污染物防治和管理奠定基础[4,5,6]。

一、实验方法

1. 样品采集

选择某矿山尾矿库周边农田周围土壤为调查研究对象,由于研究区域地势不平坦,面积较大,故采用蛇型布点法进行采样,采集表层土壤,所采集样品均用塑料袋装,而且用标签纸标记各个样品,运回实验室进行处理和分析测试。各点均位于尾矿库大坝下游的1000m内所研究农田中。

2. 样品分析

将土壤样品放置于实验室烘箱中进行烘干,烘箱温度设置为70℃,烘干时间为72h,烘干后进行研磨,然后倒入不同孔径的筛中进行筛分,过筛后土壤样品用样品袋分装以备用,采用X荧光光谱分析仪进行分析。

二、结果与讨论

1. 土壤重金属的分布特征

根据样品测试结果显示,该采样区域农田土壤中重金属Cr、Ni、Cu、Zn和Pb含量情况见表1。

(mg/kg)

该研究区域农田常年种植水稻,所以表中质量标准值是土壤环境质量标准值(GB 15618—1995)二级标准值。从表1可以看出,Cr、Ni、Cu、Zn和Pb的平均值均大于国家土壤背景值,也大于江西土壤背景值,说明受到一定程度的污染,但各调研重金属含量仍在质量标准控制范围内。

2. 土壤中重金属的评价

对农田研究区域内的11个采样点的表层土壤进行分析,采用单因子指数评价法对该片农田土壤的重金属污染情况进行评价。其中,土壤环境质量标准取GB15618-1995中Ⅱ类土壤(pH<6.5)的值,背景值采用江西土壤背景值[7]。

从表2可以看出,大部分采样点周围土壤中重金属单因子污染程度强弱顺序为:Ni>Cu>Zn>Cr>Pb,而9号点到11号点周围土壤中重金属单因子污染程度强弱顺序为:Cu>Ni>Zn>Cr>Pb,有可能是因为9号到11号采样点离尾矿库比较远,而8号点例外主要是其所在农田的灌溉水主要来源于村庄。另外根据单因子指数评价标准可知,重金属Ni和Cu为轻度污染,重金属Zn、Cr和Pb为未污染。

结论:

(1)x射线荧光谱光谱法测土壤重金属,

样品不需要消解,可以同时测定多种元素,测定以后不产生污染;分析迅速、不破坏样品属性、结果稳定可靠。

(2)研究区域内,Cr、Ni、Cu、Zn和Pb的平均值均大于国家土壤背景值,也大于江西土壤背景值,说明受到一定程度的污染。

(3)单因子指数评价法结果来看,所研究尾矿库周边农田区域的土壤受到Ni和Cu污染较为严重。

参考文献

[1]胡瑞霞,高柏,孙占学,等.某铀矿山尾矿坝下游土壤重金属形态分析[J].金属矿山,2009,2:160—162.

[2]杨军,郑袁明,陈同斌.中水灌溉下重金属在土壤中的垂直迁移及其对地下水的污染风险[J].地理研究,2006,25(3):449-456.

[3]闫兴凤,李高平,王建党.土壤重金属污染及其治理技术[J].微量元素与健康研究,2007,24(1):52-54.

[4]胡瑞霞,高柏,胡宝群,等.某铀矿山尾矿堆积区周边土壤中重金属迁移规律初探[J].铀矿冶,2009,28(1):15-17.

[5]张乃明,关锐.山西主要农业土壤中重金属含量分布迁移特征及其生态效应[J].农业环境保护,1 994,1 3(5):21 7-220.

[6]王国贤,陈宝林,任桂萍,等.内蒙古东部污灌区土壤重金属迁移规律的研究[J].农业环境科学学报,2007,

农田污染 篇5

目的为评价沈阳西郊污水灌溉区农田土壤镉污染状况,为镉污染土壤的合理利用提供依据.方法分别采集0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm土层农田土壤样本,对土壤全镉和有效镉含量状况进行分析,采用内梅罗指数法评价农田土壤镉的污染程度.结果宁官、高明、胡孤家和四台子农田土壤均受到重度镉污染,宁官全镉含量高达2.89 mg/kg,有效镉含量达0.91 mg/kg,以土壤背景值和土壤环境质量标准中的.二级标准为参照,宁官土壤镉污染指数分别为17.02和9.65.结论用全镉或有效镉含量为指标对土壤质量进行评价,沈阳西郊污水灌溉区农田土壤镉污染十分严重,已不再适合于种植农作物,必须禁止污水灌溉,同时要通过工程、生物及化学措施进行长期的污染治理.

作 者：王世斌 姜勇 梁文举 WANG Shi-bin JIANG Yong LIANG Wen-ju 作者单位：王世斌,WANG Shi-bin(中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁,沈阳,110016;中国科学院研究生院,北京,100039)

姜勇,梁文举,JIANG Yong,LIANG Wen-ju(中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁,沈阳,110016)

农田污染 篇6

对此，农业部部长韩长赋表示，2014年将加快推进农业面源污染治理，组织开展耕地土壤与农产品重金属监测调查，全面摸清南方重点省份土壤重金属污染状况，启动重金属污染耕地修复和种植结构调整试点，探索建立重点污染区域生态补偿制度。业内专家认为，我国农田污染情况尚未完全摸清，亟需开展周密细致的监测调查，在此基础上有的放矢地进行集中修复。

中国社科院农村发展研究所研究员李国祥认为，随着我国农业生产能力的提高，农产品数量已经不成问题，难在质量安全。要治理农业生产源头，实行标准化生产，严禁滥用农药化肥等投入品。“控肥、控药、控添加剂，严格管制乱用、滥用农业投入品”，这也正是中央农村工作会议提出的力断污染物进入农田链条的具体举措。

重金属污染农田土地整理技术研究 篇7

1 农田土地土壤质量现状的主要研究方法

1.1 有效的布点采样方法

为了加强对重金属污染农田土地实际状况的深入分析, 需要结合空间遥感图、土地规划图、各种水系分布资料等数据资料, 获取相关的土地信息。与此同时, 加强“3S”技术的合理运用, 将重金属污染土地作为主要的研究对象, 增强对各种土地信息空间及属性方面的实际处理效果, 构建可靠的农田土地数据库, 采取合理的方式设置采样单元, 确保采样点分布的合理性, 获取可靠的农田土地污染采样信息。

1.2 有效的分析方法

利用有效的分析方法, 可以实现对农田土地土壤及植物样品的深入分析, 从而为重金属污染源的有效处理提供可靠的参考信息。因此, 需要对重金属污染作用下的土地状况进行必要的分析, 促使这些土地的改良措施在制定与实施过程中能够达到预期的效果, 不断提高农田土地的利用效率。在对农田土地植物样品分析的过程中, 主要是通过火焰原子吸收分光光度法的作用, 确定土壤中重金属的含量大小;在对农田土地土壤样品分析的过程中, 采用酸度计确定土壤p H值, 比重计法确定机械组成, 加热-重铬酸钾容量法确定农田土地土壤的有机质含量等, 实现对受到重金属污染农田土地的有效处理[1]。

2 重金属污染农田土地的评价要点

2.1 单项污染指数评价

在可靠的专业仪器支持下, 确定出农田土地中重金属含量, 从而对土壤质量状况进行全面的评估, 以便为相关措施的制定与实施提供必要的参考信息。结合农田土地土壤重金属含量分析结果, 可知受到重金属污染的农田土地主要的特征包括: (1) 其中的锌含量与铜含量相对较高, 前者在土壤中的含量最大可以达到298.32 mg/kg, 后者可达107.56 mg/kg; (2) 铅与镉在农田土地中的含量明显超标, 加大了农田土地重金属累积问题发生的概率; (3) 结合土壤环境质量评价标准的内容, 可知各种土壤元素超标率的提高, 导致单因子污染指数不断上升[2]。

2.2 综合污染指数评价

为了更好地反映研究区土壤环境质量, 依据农田土壤环境质量监测技术规范, 采用综合污染指数法对研究区农田土壤和机砖厂余土重金属污染现状进行评价。通过对评价结果的深入分析, 可知不同区域土地整理中的污染程度有所差异。因此, 需要制定有效的农田土地修复方案, 增强土地整理的实际作用效果, 促使相关措施的实施能够加强对土地中各元素含量的有效控制, 实现对受到重金属污染农田土地的改良。

3 重金属污染农田土地整理修复要点分析

加强重金属污染农田土地整理技术的深入研究, 需要明确重金属污染农田土地整理修复要点, 制定出可靠的农田土地整理修复方案, 促使土地整理措施的实施能够达到预期的效果, 确保农田土地资源的合理运用。通过对整理修复要点进行分析, 确定重金属污染农田土地整理修复方案的过程中, 需要遵循以下原则。一是依据土壤重金属污染评价结果, 确定各田块的污染程度并以此为标准修正传统土地整理方案, 防止污染转移。二是对于清洁区田块, 可直接进行土地整理, 不需要污染修复;对于警戒区和轻污染区田块, 可采用土地整理与污染修复相结合的方法将两者同时同步进行;对于中度和重度污染区田块, 则必须采用先修复后整理或单独采用土壤污染修复技术, 待污染修复完成后再进行土地整理[3]。三是在选取污染修复方法时, 除应考虑其自身的适用范围和经济技术可行性外, 还要充分考虑到其与土地整理工程兼容性, 确保提高土地利用率和改善农田质量的双重目的。

结合重金属污染农田土地整理方案及相关污染评价结果的作用, 可知农田土地整理技术要点主要包括: (1) 在整理清洁区农田土地时, 应充分地考虑土地开发方面的技术规范, 提高农田土地资源的利用效率, 实现农田土地的有效改良; (2) 结合土方计算方法的作用, 有效地避免土地污染范围的扩大, 增强区域内土方效果, 保持土方挖填挖填过程中的平衡性, 并设置污染警戒线, 确保一定时间内受到重金属污染的土壤可以得到针对性处理, 利用翻土、换土等方式, 不断增强重金属污染农田土地整理修复效果; (3) 充分发挥信息计算及计算机模拟分析软件的优势, 确保农田土地整理修复时土壤中各元素含量分析的准确性, 进而通过土壤培肥、增加有机质等措施, 减少重金属污染[4]。

4 结语

我国人口众多, 对于耕地有着很强的依赖性。因此, 为了加强对农田土地受到重金属污染的实时控制, 需要充分地发挥农田土地整理技术的优势, 优化土地的服务功能, 提高农田土地资源的利用效率, 最大限度地满足农田土地生产活动开展的多样化需求。在未来农田土地有效利用的过程中, 随着可持续发展战略影响范围的不断扩大, 重金属污染农田土地现象将会得到有效控制, 各种农田土地整理技术将会发挥更大的作用, 促使我国农业生产目标得以顺利实现。

摘要：城市化进程的不断加快, 在提升人们生活水平的同时, 也造成了农田土地污染问题的出现。其中, 重金属污染对于农田土地的污染非常严重, 加剧了土地整理与耕地需求之间的矛盾。为了改变这种不利的发展现状, 需要深入理解重金属污染农田土地整理技术的相关内容, 采取有效的控制措施全面提升我国农田土地的管理水平。基于此, 对重金属污染农田土地整理技术进行研究。

关键词：重金属污染,农田土地整理技术,管理水平

参考文献

[1]王岩.基于土地整理的农田污染防治综合技术研究[D].济南:山东师范大学, 2012.

[2]成杰民, 王岩.中国污染农地整理工程的环境问题及解决途径[J].农业工程学报, 201 (616) :1-6.

[3]于玲玲, 董泽辰.基于农田土壤重金属污染修复的土地整理工程设计研究[J].四川农业大学学报, 2016 (2) :210-214.

油葵修复重金属污染农田研究进展 篇8

1 油葵修复重金属污染农田的研究背景

我国农田重金属污染问题突出, 如何高效率地修复污染农田, 保护农田生态环境, 保证健康粮食已是破在眉睫。油葵修复重金属污染农田技术相比较而言, 具有绝对的优势, 不仅成本低, 人们容易接受、实施和维持, 而且比自然稀释污染物速度快、减少废物填埋、保护自然资源, 此外还可以收获植物, 获得较高的经济价值。因此, 该技术具有双重经济效益。

1.1 我国重金属污染农田现状的严峻性

随着社会经济的快速发展和工业生产技术的飞速前进, 伴随产生的大量污染物直接或间接地进入农田, 污染农田生态系统。根据2014年环境保护部公布的中国土壤污染数据表明, 中国已有19.4%耕地土壤被污染, 污染面积约达2 300万hm2, 从污染类型看, 其中无机污染物超标点位数高达82.8%[1]。据调查统计[2,3], 目前中国污灌区所生产大米几乎都遭受不同程度的重金属污染, 是我国城市的主要重金属污染物。中国每年被重金属污染的粮食多达1 200万t[4]。重金属污染不仅导致粮食减产, 且可影响人体健康。

1.2 油葵研究应用的优越性

油葵为一年生草本植物, 属菊科, 是向日葵的一种, 是一种适应性广、耐盐碱、耐干旱、耐瘠薄的油料作物, 其抗逆性强、生育期短、产值高, 且籽粒含油量高、品质优良。油葵在众多的植物修复材料中, 相比较而言, 具有较高的优越性和价值:一是生态环保价值。油葵根系发达, 生物量大, 生长迅速, 适应性强, 抗旱耐瘠薄, 据研究表明, 油葵在污染土壤中均能够正常地生长, 没有出现明显的毒害症状, 不影响油葵的产量, 而且因其地上部分生物量大, 能够吸收积累大量的多种重金属, 重金属Cu、Cd在植株中的含量明显高于土壤本底值, 油葵对Cu、Pb、Cd、As等重金属具有显著的富集特性。二是营养健康价值。从重金属污染土地上种植的油葵种子提取的油葵油质量符合国家食用安全标准 (GB2716—2005规定As≤0.1 mg/kg, Pb≤0.1 mg/kg) 。油葵油被称为“保健油”“健康油”。油葵籽粒产量高, 种子中含有丰富的营养成分, 具有较高的营养价值。油葵油不仅含有丰富的亚油酸, 有助排除胆固醇及其产物, 减轻动脉硬化, 维持血压平衡;而且还含有较多的维生素和矿物质, 有助于提高免疫力、促进新陈代谢、延缓衰老。三是经济价值。油葵市场价格约5 900元/t, 成品油价格约18 000元/t, 油葵籽实含油率为42.9%。农民种植油葵产量3 750 kg/hm2, 产值22 125元/hm2。四是其他综合利用价值。油葵油属于品质优良的半干性油, 可以广泛地应用于制造业、工业等相关产业。在制造业中油葵油是用来制造聚脂、树脂、胶片、肥皂、蜡烛及香料等的重要原料。在工业中可用作油漆的原料, 可提炼润滑油、汽油等, 用于制革、石油、纺织等工业上。

2 油葵修复重金属污染农田的原理

早在1583年, 人们就已经发现一些植物种能够生长在重金属含量相对较高的土壤中[5]。1977年, Brooks[6]提出了超富集植物的概念。1983年, Chaney[7]首次提出了利用超富集植物清除土壤中重金属污染物的思想。植物对重金属污染位点的修复可分为植物稳定、植物挥发、植物过滤、植物提取等4种方式, 目前研究最多并且最有前景的方法是植物提取, 在实践中已经表现出良好的修复性能[8]。植物提取是利用植物的根系从土壤中吸取重金属, 并将其转移、储存到植物的地上部分, 然后收割地上部分[9]。

油葵为一年生草本植物, 是菊科油葵属, 油葵抗旱耐瘠薄, 根系发达, 生长迅速, 生物量大, 对重金属的富集性能和耐受性都比较强。据研究表明, 油葵在污染土壤中均能够正常地生长, 没有出现明显的毒害症状, 不影响油葵的产量, 而且因其地上部分生物量大, 能够吸收积累大量的多种重金属, 重金属Cu、Cd在植株中的含量明显高于土壤本底值, 油葵对Cu、Pb、Cd、As等重金属具有显著的富集特性。充分利用油葵对重金属的耐性和富集特性, 将其种植在重金属复合污染的地区, 吸收积累土壤中的重金属, 通过对成熟植株的挖采和处理, 即油葵成熟后通过收割加工地上部分来提取土壤中的重金属, 并且从油葵种子获得的提取油质量符合国家食用安全标准。

3 国内外油葵修复重金属污染农田研究现状

3.1 油葵对Cd污染农田的修复

1984年Cd被联合国环境规划署列为“危害全球环境的化学物质和化学过程清单”的首位[10]。油葵对Cd污染土壤具有一定的耐性, 并且对Cd具有较强的吸收潜力。据Chen等[11]研究, 向日葵地上部对Cd的积累量超过100 mg/kg。牛之欣等[12]研究表明, 水培条件下紫花苜蓿、芥菜、向日葵、蓖麻根部与地上部对Cd的富集系数随重金属浓度的增加而减小, 而富集量则相反。

3.2 油葵对Pb污染农田的修复

Pb具有类似雌激素的作用, 能导致包括人类在内各种生物的生殖功能下降[13]。植株根部与地上部对Pb的富集量随重金属浓度的增加而增加, 富集系数则相反[14]。在含Pb较低浓度溶液中, 向日葵具有很强积累Pb的能力[15]。采用向日葵种苗过滤法可以使水体中的Pb在72 h内由100 mg/L迅速减少至5 mg/L以下, 其中根部的积累量最高[16]。

3.3 油葵对Cu污染农田的修复

当土壤中的有效Cu含量达到200 mg/kg时, 植物的正常生长受到严重影响[17]。油葵对Cu有明显的积累能力。采用种苗过滤法能够在96 h内使水体中的Cu浓度显著降低[18,19]。据王永芬等[20]研究表明, 当土壤中添加Cu浓度为200 mg/kg时, Cu含量的叶根比达到1.27, 此时集中收获植株地上部分, 可移出土壤中过多的有效铜。

3.4 油葵对Zn污染农田的修复

油葵幼苗对Zn污染具有很好的修复作用。利用向日葵种苗根和茎的积累过滤, 可以使水体的Zn浓度在144 h内明显降低[16]。Arash等[21]研究发现, 经向日葵幼苗过滤后, 被污染水体中的Zn、Cu、Pb浓度均在EPA (美国环保署) 和FAO (联合国粮农组织) 规定的农田灌溉水质标准的安全范围内[21]。

3.5 油葵对Cr污染农田的修复

Fozia等[22]研究证明, 油葵茎对Cr也有一定的吸收作用, 根部对Cr的吸收效果非常明显, 但转移速度较慢;种子的吸收速度要比根、茎慢得多。

4 提高油葵修复效率的措施

植物修复效率一方面取决于植物自身的生物量, 另一方面取决于超富集植物对重金属的积累量[23]。影响重金属植物修复的因素主要有气候因子和土壤因子[24]。通过控制一些因素和各种农艺措施, 可以提高油葵修复的效率[25]。

4.1 合理施肥

合理施肥可促进植物生长, 提高植物生物量, 可以强化重金属污染土壤的植物修复, 使植物修复效率提高数倍[26]。Mahmoud等研究证明, 通过使用螯合剂DTPA、调节p H值和合理施肥, 可使向日葵对Zn和Pb的吸收大幅提高。对生长于Cu污染土壤的油葵进行CO2施肥处理后, 植株体内的Cu含量显著增加, Cu积累的叶根比也显著增加, 说明CO2施肥有利于Cu由根向叶片的运输[27]。但需要注意的是, 肥料的使用量需要在一个适当的范围内[28]。

4.2 科学栽培

合理的油葵栽培与田间管理同样会提高植物修复效率。Liphadzi等研究表明, 在向日葵稀植条件下, 其叶片中的重金属 (Cd、Ni、Pb、Cu、Zn) 含量明显高于密植处理, 但由于密植时其生物量是稀植时的1.5倍左右, 所以油葵在密植条件下对土壤中重金属的去除效率比稀植条件下要高。

4.3 应用植物修复剂

添加螯合剂和有机酸等能够促使重金属离子解吸和溶解[29]。EDTA是目前使用最广、效果较好的螯合剂之一, 可以明显提高油葵对重金属的吸收量[13,28]。采用向日葵修复CdNi复合污染土壤时, 当一次加入5 mmol/kg EDTA或分2次加入10 mmol/kg柠檬酸时, 植株提取的Ni总量最大;当加入EDTA 2.5 mmol/kg或柠檬酸5 mmol/kg时, 向日葵提取的Cd总量达最大值[30]。Liphadzi等[31]研究表明, 加入EDTA可以明显增强向日葵对重金属的去除效果。

5 展望

综上所述, 油葵对重金属污染具有很强的耐受性和植物修复能力, 可以有效去除土壤中的重金属元素, 修复重金属污染农田, 并且油葵经济价值高。因此, 种植油葵是治理农田重金属污染的一条行之有效的途径, 具有广阔的应用前景和推广价值, 对改善农业生态环境、保障农产品安全、实现农民增产增收将起到重要作用。我国农田重金属污染问题直接关系到国家的粮食安全, 现阶段普遍推广的土壤重金属污染修复技术尚存在诸多不足之处, 仍需不断深入研究改进和创新解决办法[32,33,34]。

摘要：修复重金属污染农田是当今迫切需要解决的问题。介绍了油葵修复重金属污染农田的研究背景和油葵修复重金属污染农田的原理, 综述了国内外油葵修复重金属污染农田的研究现状, 并提出了提高油葵修复效率的措施。

农田污染 篇9

1 材料与方法

1.1 调查区域概况

平顶山市位于中原腹地, 全市总面积7882平方千米, 人口502万。四季分明, 年降水量为1000毫米左右, 年平均气温14.8~15.2°之间, 无霜期214~231d, 为北温带大陆性季风气候。

本试验研究对象为平顶山市所辖县、市农田土壤, 种植类型果树类为梨、桃、葡萄等, 粮食作物主要有玉米、冬小麦等, 蔬菜类主要有辣椒、黄瓜、白菜、西红柿、虹豆等, 以及其他油料作物如芝麻、油菜、大豆、花生等。

1.2 土壤样品采集与处理

按照各县、市综合发展状况及农田作物类型设置不同采样点:叶县、舞钢市采集为蔬菜生产基地土壤样品, 其它三个县即鲁山、宝丰、郏县采集为麦田土壤样品。每个县、市区选定1km×1km基本农田一块, 以对角线方式各布设5个采集点, 共计采集点25个。采样同时对样点的环境状况进行记录, 如灌溉水源、作物类型、化肥农药使用情况、土地利用强度及年限。

土壤采样用梅花布点法, 每个样点设置5~10个采集点, 然后采集0~20cm表层土壤, 混合后每份土壤样品重约为2.0kg, 土样用木铲装入塑料袋中, 贴签带回实验室备用。样品按照HJ/T166─2004中8.3制备, 最后装瓶贴签。

1.3 测定与分析

采用电位法测定土壤p H值 (水土比为2.5:1) [3], 样品经HJ/T166─2004中D.1.3方法处理后定容, 然后将样品溶液喷入电感耦合等离子体发射光谱仪 (ICP-AES) 中进行重金属含量分析, 其中汞、砷所采用方法为原子荧光法 (GB/T22105.1-2008) 、 (GB/T22105.2-2008) , 镉所采用方法为石墨炉原子吸收法《全国土壤污染状况调查样品分析测定技术规定》。

1.4 评价标准

结合土壤p H值, 采用国家《土壤重金属评价标准》 (GB15618-1995) 进行评价 (表1)

1.5 评价方法

1.5.1 单因子指数法其计算公式为:

Pi=Ci/Sip式中Pi为土壤中单项污染指数, Ci为调查土壤中污染物的实测浓度, Sip为污染物的评价标准值或参考值。当Pi≤1时, 表示未污染;当15时, 表示重度污染。

1.5.2 内梅罗综合污染指数法。

2 分析结果

由表2可知, 平顶山市每个采样点农田土壤p H值范围让车6.4~6.9, 在国家二级土壤环境质量标准之内, 所有分析项目均未超出国家标准充许量。

对平顶山地区平均农田土壤重金属污染情况采用单因子指数和综合污染指数评价, 通过25个采样地点的测定评结果显示, 该地区农田土壤中, 铜、铅、铬、镉、镍、锌、汞、砷均未达到污染水平尚处于清洁状态。各因子污染程度大小顺序为Ni>Cr、Zn、Cu>As、Cd>Pb、Hg, 各县区综合污染程度大小顺序为宝丰>郏县、叶县>舞钢、鲁山。 (见表3)

3 结论与讨论

经过这次调查结果来看, 平顶山市农田土壤中镉、铅、汞、砷、铜、铬、锌、镍平均含量没有超出国家标准值, 尚处在清洁等级。然而各县区土壤中重金属含量具有不同特征, 要加强监测。在实际农业生产过程中应根据不同县区的具体情况, 结合本县区的区域生态环境, 选择适宜的农作物品种, 注意农药化肥等使用量, 合理布局工业区域, 提高土地的使用效率, 保证农产品品质给予人们更好的生活品质。

摘要：通过测定平顶山市四县一市即叶县、宝丰县、鲁山县、郏县、舞钢市, 主要农田土壤中的重金属砷、汞、铜、铅、锌、铬、镉、镍的含量, 利用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法, 结合国家标准 (GB15618-1955) , 进行重金属污染评价, 结果表明:以国家标准的评价体系中, 平顶山市农田土壤总体综合污染指数为0.4, 污染水平为清洁 (安全) , 单因子污染指数为镍〉砷、锌、铜、铬〉镉〉铅、汞, 污染水平为无污染;不同地区的综合污染指数为叶县〉宝丰县〉舞钢市〉郏县〉鲁山县, 污染水平均为清洁 (安全) ;不同地区单因子污染指数叶县为镍〉铜、铬〉砷、锌〉镉〉铅〉汞, 宝丰县为镍〉铜、锌〉铬、砷〉镉、铅、汞, 鲁山县为镍〉铜〉铬、镉、砷、锌〉铅〉汞, 舞钢市为镍〉铜、锌、铬〉镉、砷〉铅、汞, 郏县为镍〉砷、锌〉铜、铬〉镉、铅、汞, 污染水平均为无污染;平顶山市农业区农田土壤重金属污染等级为安全级。

关键词：土壤,重金属,单因子污染指数法,综合污染指数

参考文献

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[2]Adano D C.Trace elements in the terrestrial environments[M].2nd ed.[S.I.]:springer-Verlag, 2001:867.

农田污染 篇10

冶炼厂是土壤重金属的一个重要来源,其生产过程中排放的大量有毒有害物质通过大气沉降、废渣渗滤和污水灌溉进入土壤,致使周边土壤受到不同程度的污染。关于冶炼活动造成的重金属污染问题在国内外曾多次被报道。湖南株洲某铅锌冶炼厂周围农田表层土壤中Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr和Zn含量分别为13.576mg/kg、0.597mg/kg、20.400mg/kg、64.714 mg/kg、250.841 mg/kg、158.370 mg/kg和472.958mg/kg[2]。杨洪英等[3]研究发现辽宁某冶炼厂铜生产区土壤中Cu总量分别约是土壤对照值、辽宁省土壤背景值、全国土壤背景值的221倍、575倍、748倍,铜污染相当严重。Li和Thomton[4,5]在波兰南部布拉瓦约一个铅锌厂周围的土壤中检测出很高的铅、锌和镉含量,分别为42-3570mg/kg、234-12400mg/kg、2-73.2mg/kg;在对英国中部的德贝郡一铅锌冶炼厂的研究中,发现这三种重金属的含量分别达到1450-106000mg/kg、38-4080mg/kg、0.5-52.7mg/kg。因此,矿冶区及其周围土壤的重金属污染状况调研与修复是十分必要的。

本文对陕西省蓝田冶炼厂周边农田土壤重金属复合污染的空间分布状况进行了研究,并运用单项污染指数和内梅罗综合污染指数对该区的污染水平作了评价,对指导冶炼厂周边地区重金属污染土壤的安全利用和生态修复具有重要意义。

1 研究区概况

蓝田县位于陕西省秦岭北麓、关中平原东南部,北纬33°50'-34°19',东经109°07'-109°49',是西安市郊县之一,距市区35km,东连洛南、华县,西接灞桥、长安,南毗柞水、商县,北邻临潼、渭南,县境东西长64km,南北宽55km,海拔418-2449m,总面积1969km2,辖7镇22乡,519个行政村,2477个村民小组,总人口61万。

蓝田地势由东南向西北倾斜,南部为秦岭北麓延伸地带,东部为骊山南麓沟壑区,中西部川塬相间,灞河水系镶嵌其中,蓝田地貌类型分河谷冲积阶地、黄土台塬、黄土丘陵、秦岭山地。

蓝田冶炼厂位于蓝田县三里镇陈沟岸村,1991年建厂后在改制过程中被西安市达尔曼化学有限公司兼并,后更名为西安峻江化工有限公司一分厂,十余年一直从事粗铅生产,年生产粗铅2000t左右。2007年2月,由于陈沟岸村儿童铅中毒事件被责令停产。

2 材料与方法

2.1 土样采集与制备

通过实地考察和勘测,结合其周围地形及当地气候特点,选取污染最严重的主导风向的下风向——西北方为轴线,分别在距冶炼厂烟囱50、100、200、300、400、500、600、700、800、1000、1500m处的扇形区域进行采样(每处用梅花形布点法等量采集5-8个子样点进行混合,四分法缩分成一个约1000g样品)标注为1—30号土样,土样均为0—20cm的表层新鲜土样;另外,在400m处挖一个1m×1.5m×0.5m的土坑,向阳一面作为观察面,然后分别于距土壤表面5、10、15、20、25、30、35、40、45和50cm处附近采集土壤样品(自下而上采,以避免上层对下层土壤的污染),标号为P1-P10。

采回的样品风干后用四分法分成2份,1份研磨至全部通过18目筛,用于土壤物理性质和p H值等指标的测定;1份过200目筛,供土壤重金属全量和土壤烧失量的测定。

2.2 测试方法

土样p H值的测定采用雷兹PXS-215型离子酸度计,用玻璃电极法进行测定,标准缓冲溶液的浓度分别为p H=4.003,p H=6.865,p H=9.080,水土比为2.5:1;土壤粒度采用英国Malvem公司生产的Maste-sizer激光粒度仪测定;土壤有机质含量采用丘林法测定。土壤样品采用HNO3-HCl O4-HF混酸法消解,消化液过滤定容后,用火焰原子吸收分光光度法测定Pb、Zn、Cu、Cd四种重金属的含量。

2.3 质量控制

采样过程中,每个样点采3个样,且每个样品都由5-8个子样混合均匀、重复运用四分法取1kg左右;测定时,每批样品每个项目均做20%的平行样,并设试剂空白、样品空白和过程空白,且平行双样测定结果的误差均控制在允许的误差范围内。

2.4 土壤中重金属污染水平评价方法

评价重金属污染,除了必须考虑人为污染因素、环境地球化学背景值外,还要考虑到由于自然成岩作用可能会引起背景值变动的因素。地积累指数法注意到了此因素,弥补了其他评价方法的不足[6],故本研究采用此方法。地积累指数(Igeo)法[7]是德国海堡大学沉积物研究所科学家Muller于1969年提出的,该指数是研究水环境沉积物中重金属污染程度的定量指标,在欧洲被广泛采用,近年来被国内外的学者专家广泛用于人为活动产生的重金属对土壤污染的评价[8,9],其计算公式如下:

式中,Cn为样品中元素n的浓度;Bn为沉积物中该元素的地球化学背景值,有时也采用当地无污染区该元素含量作为背景值;k为考虑各地岩石差异可能会引起背景值变动而取的系数(一般取值为1.5),污染指数分级见表1。

3 结果与分析

3.1 表层土壤重金属空间分布

3.1.1 表层土壤的基本性质

蓝田冶炼厂烟囱下风向农田土壤的基本性质见表2。由表可见,各采样点土壤的基本性质差别不大。p H值的范围为7.97-8.28,随着离冶炼厂距离的增加,土壤p H呈现微波动增大的趋势。有机质含量较高且变化不大,在1.05-1.44%之间波动。从土壤粒度分析来看,粘粒和粉粒所占的比例较高,达90%以上,按照我国土壤质地分类标准[10],属于重粘土。

3.1.2 表层土壤中重金属的含量分布特征

Pb、Zn、Cu、Cd四种重金属在表层土壤中的含量如图1所示:供试土壤中铅含量的变化范围是79.260-1341.693mg/kg,随采样点距烟囱的距离加大,呈先上升后急速下降再缓慢下降最后趋于稳定的趋势。在距烟囱100m处含量最高,是国家土壤环境质量二级标准[10](p H>7.5,Pb≤350.00mg/kg)的3.833倍,600m以外的区域土壤Pb含量基本稳定,铅污染逐渐消失。

Zn、Cu、Cd含量的变化规律和Pb相似,都是在100m处含量最高,分别是国家土壤环境质量二级标准(p H>7.5,Zn≤300.00mg/kg;Cu≤100.00mg/kg;Cd≤0.60mg/kg)的0.630、2.510、36.349倍,600m以外含量都趋于稳定,但至1500m处Cu和Cd的含量分别为123.528mg/kg、3.189mg/kg,仍然远高于国家土壤环境质量二级标准,污染没有消失。

图1显示,土壤中四种重金属的含量并不和采样点距烟囱的距离呈典型的负相关,其含量随距离的增大,呈现出先急速上升后急速下降再缓慢下降最后趋于稳定的分布状况。这说明该区域的土壤重金属污染主要是该冶炼厂烟囱排放的烟尘在大气中沉降造成的,其污染程度和污染范围与烟尘排放量、烟尘颗粒大小、烟囱高度、风力、风速以及地形等因素有关。该冶炼厂北方和西北方是黄土台塬,加之烟囱高度较低,故Pb、Zn、Cu、Cd四种重金属污染最高地面浓度出现在烟囱下风向100m处的黄土台塬上,污染最严重的区域均分布在50-400m范围内,600-1500m内含量都逐渐趋于稳定,Pb、Zn污染消失,但Cu、Cd污染仍然存在,这可能与重金属本身的密度、挥发性等性质差异有关。

3.2 重金属在土壤剖面中的空间分布

在距离冶炼厂烟囱400m处挖取一个剖面,用以调查重金属对不同层次土壤的污染状况,并分析土壤中重金属的垂直分布特征及其迁移规律。

3.2.1 剖面土壤的基本性质

剖面土壤的基本理化性质见表3。土壤p H值在8.16-8.34之间,偏碱性,有机质含量较高,平均值为1.02%,土壤粘粒含量高达40%以上,属重粘土,土壤养分丰富,容重较小,含水率较低,并随土层增深,容重值和含水率逐渐变大。土壤的这些性质特点与当地耕作、施肥、排灌、平整土地等人为活动有关。

3.2.2 剖面土壤中重金属的含量分布特征

研究区域内距烟囱400m处的剖面上,Pb、Zn、Cu、Cd四种重金属在土壤垂直方向上的分布规律如图2所示。

(1)供试土壤中Pb含量在57.270-354.255mg/kg之间,铅污染主要存在于0-10cm的表层土壤中,含量远超过国家土壤环境质量二级标准(≤350.00mg/kg)。整体上,土壤中Pb的含量随着深度的增加呈现出先缓慢下降(0-10cm)再快速下降(10-25cm)最后趋于稳定(25-50cm)的分布趋势。

(2)Zn含量随深度增加缓慢降低,30-50cm范围内趋于稳定,研究区供试土壤中Zn含量在85.605-144.646mg/kg,整体上没有超过国家土壤环境质量二级标准。

(3)土壤中Cu含量变化范围为64.674-154.626mg/kg,随着土壤深度的增加,Cu含量先缓慢递减(0-15cm),后快速下降(15-25cm),最后基本上趋于稳定(25-50cm),20cm以下的土层中Cu含量均低于国家土壤环境质量二级标准(p H>7.5,Cu≤100.00mg/kg),污染基本消失,这表明该区Cu污染主要存在于表层耕作土壤中。

(4)供试土壤中,Cd含量变化范围为2.309-5.894mg/kg,其在垂直方向上的变化规律和Cu基本相似,先缓慢递减(0-15cm),后快速下降(15-20cm),然后再缓慢下降(20-35cm),最后基本上趋于稳定(35-50cm),但50cm处其最低值2.309mg/kg仍然高达国家土壤环境质量二级标准0.60mg/kg的5.316倍,整个剖面0-50cm的土壤中均存在污染。

3.3 土壤重金属污染水平评价

为了进一步研究该区农田土壤的重金属污染程度,以及人为活动尤其是该区粗铅冶炼对重金属污染的影响,以西安市土壤元素背景值[11]为参比标准,运用地积累指数法,对该区域农田土壤从水平和垂直方向上进行重金属污染水平评价。

3.3.1 表层土壤重金属污染水平评价

结合样点实测数据和西安市土壤元素背景值,根据地积累指数计算公式求算各样点地积累污染指数(见表4)。

按照表1中污染指数分级标准,就研究区域各元素的平均地积累指数来看,Pb的平均值为2.25,属于中-强程度的污染,Zn和Cu的地积累指数平均值分别为1.53、1.98,为中等程度的污染,而Cd污染指数的平均值达到了4.05,构成了该区域强-极严重的Cd污染。然而,从距冶炼厂不同距离各样点的地积累指数来看,各样点各元素又有所不同,200m范围内,Pb的地积累指数值介于4和5之间,污染程度属于强-极严重污染,200-400m范围属于强度污染,400-600m为中-强程度的污染,600m以外为轻-中等污染;在整个研究范围内,Zn的地积累指数均介于1和2之间,都属于中等程度的污染;在400m以内,Cu的积累指数2

3.3.2 剖面土壤重金属污染水平评价

重金属元素通过各种途径进入表层土壤后,在合适的条件下部分溶解于土壤溶液,并在重力作用下,向土壤深层渗滤、迁移,造成土壤深度上不同层次、不同程度的污染。从图3可看出,从不同深度各元素的地积累指数来看,Pb的中强度污染范围在0-15cm的表层土壤,15cm以下为轻度铅污染至无污染;Zn和Cu的污染规律类似,都是30cm以上属于中等污染程度,30cm以下为轻-中等污染;而Cd在整个剖面上各层土壤中的污染程度都很重,20cm以上的表层土壤中,Cd的地积累指数都在3-4之间,为强污染,20cm以下的土层也受到了中-强度Cd污染。就各层平均积累指数来看,不同深度污染程度不尽相同,表层污染最重,随深度增加污染程度逐渐降低,15cm以上的土层,各元素地积累指数的平均值Iavg介于2和3之间,属于中-强度污染,15cm以下至50cm深度,地积累指数平均值Iavg的范围为1.062-1.601,属于中等污染程度。可见,该区域土壤污染非常严重,且不只是在表层,已经向深层土壤迁移,这与当地儿童铅中毒事件、农作物长势不旺、严重减产等状况相符。

4 结论

通过调查采样、分析测试和土壤环境质量现状评价,从水平和垂直方向上分析评价了研究区域土壤的基本理化性质、重金属含量分布情况以及重金属污染水平,主要得出以下结论:

4.1 表层土壤中,Pb、Zn、Cu、Cd四种重金属的含量基本上都是随着距冶炼厂距离的增加,呈现先增加,后减少,最后趋于稳定的趋势,最高浓度均出现在50-200m范围内。按照国家土壤环境质量二级标准,研究区域内Zn含量未超标,Pb污染范围为0-400m,Cu和Cd在整个研究区均超过了国家二级标准。

4.2 剖面土壤中,从表层到深层Pb、Cu、Cd含量的变化规律相似,大体都是先缓慢递减,后快速下降,然后再缓慢下降,最后基本上趋于稳定,Zn含量基本上稳定递减,且总体上都未超标。Pb污染主要存在于0-10cm的表层土壤中,Cu和Cd污染贯穿整个剖面。

4.3 从研究区内各样点的地积累指数来看,该区表层土壤和剖面土壤的主要污染因子都是Pb和Cd,Cu和Zn为次要污染因子。水平方向上,距冶炼厂400m范围内污染最为严重,其中,Pb和Cd达强度乃至极严重污染程度;垂直方向上,污染主要集中在20cm以上的表层土壤。

摘要：通过实地采样调查和室内样品分析,研究了蓝田冶炼厂周边农田土壤重金属含量空间分布特征,并运用地积累指数法对该区土壤重金属污染水平进行了评价。结果表明:该区农田土壤已受到了不同程度的重金属污染,水平方向上,距冶炼厂100m处的表层土壤污染最重,Pb、Zn、Cu、Cd含量均严重超标,分别为国家土壤环境质量二级标准的3.833、0.630、2.510、36.349倍。随着距离的增大,重金属含量大体都呈现出先上升、后下降最后趋于稳定的分布状况;剖面土壤中,重金属含量从表层到深层递减,0-35cm范围各层含量变化幅度较大,35cm以下基本上趋于稳定。从地积累指数来看,表层土壤和剖面土壤各样点的主要污染因子为Pb和Cd,Pb为中-强度污染,Zn和Cu为中等程度的污染,Cd已达到强-极严重污染程度。

关键词：冶炼厂,农田,重金属,分布规律,污染评价

参考文献

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