土壤重金属分布特征及生态风险评价
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摘要：土壤的重金属含量情况是反应土壤受污染情况的重要指标，也是体现土地出产农产品健康质量的重要信号，因而受到越来越多的高度关注。本文以福建省闽某地区域内的农田保护区为研究对象，对农田土壤的重金属含量进行检测，采用科学研究方法，对重金属分布特征、污染现状及潜在风险进行分析评价，深入查找形成因素，以期为更好地保护和开发当地土地资源，促进农田经济的可持续发展提供科学依据。
关键词：土壤;农田;重金属
中图分类号：X830.1 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）04-00-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.013
Abstract：The content of heavy metals in soil is an important index of soil pollution， and it is also an important signal to reflect the health quality of agricultural products produced by the land. To detect the content of heavy metals in farmland soil， pollution status and potential risks of heavy metals， and find out the forming factors in depth in order to better protect and develop local land resources，Promote the sustainable development of farmland economy to provide scientific basis.
Key words：Soil;Farming;Heavy metal
土地是农业作物生长的根本，由于土壤的重金属分布和含量状态与土壤环境及出产品的健康质量有着明显的导向性，因而越来越成为专业研究人员和大众关注的焦点。在福建某滨海湿地中，分布有重要的农田保护区。近年来，由于人们经济建设行为的不断施加，各类农药化肥的不科学使用，使该地区的环境污染问题有所突出，农田土壤状态开始走下坡路。由于地处湿地保护区的特殊性环境，在研究方面具有更典型性。由于农田农业生产关系着人们的饮食健康问题， 因此本文针对铜（Cu）、铅（Pb）、锌（Zn）、镉（Cd）4种在农田土壤中一旦含量过多会较明显给人体带来不良影响的重金属元素，对该地区农田土壤中重金属含量情况展开检测，对比福建省土壤环境背景值，評价土壤污染通过食物链给人们带来的健康风险，对于福建省土地保护以及合理开发具有重要意义。
1 重金属测定方法
1.1 样品采集
分别在闽东滨海湿地中宁德地区的保护农田中选10块面积约500m2的土地作为样地，将土壤剖面挖出，在20×30m的样方内任意选3个样点，根据土壤剖面的发生层次分层取样，深度上可依照0～20cm、20～40cm、40～60cm的规律，将采集的农田土壤样本分好类别带回实验室，将每块采集回来的同一层次的样品进行混合，再用四分法取样，清理掉贝壳杂志，再粉碎研磨土壤样品，用100目尼龙筛过滤后，装入自封袋备用。
2 重金属分布特征分析
2.1 重金属水平分布状况
通过对福建闽东滨海保护区农田表层土壤的测定分析（见表1）可得：Pb元素和Zn元素在农田湿地土壤中的含量最高，Cu、Pb、Zn、Cd四种重金属代表元素的变异系数整体较高，说明农田土壤重金属元素集中程度较低，分布不太均匀。
2.2 重金属垂直分布状况
对该地区农田土壤重金属在剖面上分布数据进行分析，可以发现：Cu元素在农田土壤中的含量垂直方向上自地表向下递减分布，0～20cm（59.32）最高，Pb元素的剖面分布规律为0～20cm最高，而40～60cm最低，Zn元素的含量在各层的分布均比较高且呈由表及里递减的规律。
3 闽东滨海湿地重金属污染评价
3.1 标准对比
由于对应不同标准，在判定农田受重金属污染情况时多少会有所区别，为尽量减少差异性，本文特参照用土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行GB15618-2018）土壤质量标准与该地区土壤重金属含量情况进行对比。如表2所示：对照国家土壤质量标准可得Cu、Pb、Cd元素都存在不同程度的超标情况，受污染程度为Cd>Pb>Cu，Zn元素则在安全值范围内。说明福建这一农田保护区的土壤中的3种具有代表性的重金属元素均存在着超标现象，必须引起重视。
3.2 污染评价
目前，对于土壤重金属元素的评价已有了较多方法，如内梅罗指数法、地累积指数法、潜在生态危害指数法等，而潜在生态危害指数法是能够通过对土壤中重金属的种类、含量、毒性水平和敏感性等多个方面的内容加以对比，判定出土壤质量的方法，相对简便、快速和准确。利用潜在生态危害指数法进行评价需从潜在生态富集系数、潜在危害参数以及潜在生态危害指数值3个方面的指标分析着手.具体方法如下：
3.2.1 富集系数计算法
某一污染物元素富集系数公式为：
：重金属i的富集系数;
C1：沉积物中重金属的实际测量值（单位mg/kg）;
：计算所需沉积物中重金属的背景值，引用福建省土壤环境背景值研究相关文献的成果。
如果计算结果<1可初步判定为轻微污染，1≥<3为中度污染，3≤<6为强度污染，>6则为最严重污染。如表3所示，经计算分析可得Cu、Pb、Zn元素的富集系数均在1～3之间， Cd则远大于6。对应结果判定标准，总体上属于中度污染水平，但Cd指标处于严重污染水平。
由计算结果（见表5）对应风险指标分析可得：4种元素的危害参数均小于40，将他们合起来所得重金属潜在生态危害指数值Ri没有超过150，因此潜在生态污染风险为轻微污染风险。
4 结论
通过对福建闽东滨海湿地农田保护区中土壤进行综合采样，含量测定，分析出该地区土壤中重金属水平分布特点为基本上为集中程度较低，分布不均匀;垂直分布特点为基本呈由土壤表层向深层递减的趋势，从侧面反映出人为对土壤表层的活动显然是重金属污染的更重要源头;对照国家农用地土壤污染风险管控标准， 该地区土壤的重金属Cu、Pb、Cd元素都存在不同程度的超标情况;根据土壤污染富集系数计算结果，该地区土壤的重金属元素Cd指标处于严重污染水平，Cu、Pb、Zn指标为中度偏轻水平状态;经潜在生态危害指数法评价，该地区的潜在重金属污染危害风险尚属于轻微性质。积极制定适用于农田污染治理的可行方案，加大污染治理力度，全力推进有效的改良和保护措施实行，还农业一方健康净土。
参考文献
[1]陈振金，陈春秀，等.福建省土壤环境背景值研究学[J].环境科学，1992，13（4）：70-75+95.
[2]GB15618-2018，农用地土壤污染风险管控标准（试行）[S].
[3]刘志杰，李培英，张晓龙，等.黄河三角洲滨海湿地表层沉积物重金属区域分布及生态风险评价[J].环境科学，2012，33（4）：1182-1188.
收稿日期：2020-01-07
作者简介：郑超海（1979-），男，汉族，硕士研究生，工程师，研究方向为环境影响评价。
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