南京市土壤重金屬污染調(diào)查評(píng)價(jià)

1、南京市土壤重金屬污染調(diào)查評(píng)價(jià) 房世波 1, 潘劍君 2, 楊武年 1, 姜小三 2, 林 健 2(1. 成都理工大學(xué)遙感與 GIS 研究所 , 成都 610059; 2. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué) , 南京 210095 摘要 :在南京地區(qū)總共采集土樣 36個(gè) , 以 土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) G B 15168 1995二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) , 對(duì)南京市土 壤重金屬 Pb 、 Z n 、 Cr 、 Hg 、 Cu 的污染狀況作了初步評(píng)價(jià)。 研究發(fā)現(xiàn)南京近郊重金屬污染以汞和鋅為主 , 江寧縣附近為污 染重區(qū)。 污染原因有 :工礦企業(yè)廢物的排放 ; 各類(lèi)肥料和農(nóng)藥的施用 ; 生活垃圾的農(nóng)用。 在評(píng)價(jià)的 3種主要土地利

2、用 類(lèi)型中污染比較嚴(yán)重的是受人為影響比較大的菜地和水田 , 說(shuō)明人為影響是土壤重金屬污染的主要原因。關(guān)鍵詞 :南京 ; 重金屬污染 ; 土壤 ; 環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中圖分類(lèi)號(hào) :X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :A 文章編號(hào) :1002-1264(2003 04-0004-03I nvestigation and Assessment on Pollution of Soil H eavy Metals inFANG Shi 2bo 1,PAN Jian 2jun 2,Y ANG Wu 21,J I 2(1. Institute of RS &GIS , Chengdu T , ,China ;2. ,Chin

3、a Abstract :On the of s metals in Nanjing region ,the pollution status of s oil heavy metals , which Pb , Cr , Hg and Cu , were evaluated according to the Standard o f Soil Environ 2 ment Quality (G B 15168 1995 . The result showed that the pollution of s oil metals in Nanjing suburb was mainly on H

4、g and Zn , and the m ost seriously polluted area was around Jiangning region. The analyses of the reas ons of s oil pollution showed that it was m ostly caused by the wastes of industries and mineral factories , or by the using of fertil 2 izers and pesticides , or by reutilization of living garbage

5、. The vegetable land and the paddy fields am ong the three kinds of lands investigated ,are m ore seriously polluted and man 2made disturbance is the main reas on of s oil heavy metal pollution.K ey w ords :Nanjing ; pollution of heavy metal ; s oil ; environment quality assessment. 城市近郊的土壤由于市區(qū)的工業(yè)污染

6、物質(zhì)和 生活廢棄物的大量輸入 , 土壤環(huán)境質(zhì)量受到嚴(yán)重影 響 , 而市郊是城市菜籃子的主要補(bǔ)給區(qū) , 因此研究 城市郊區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量 , 具有特別重要的意義。 筆 者曾用遙感影像得出南京城市化進(jìn)程是加速發(fā)展 的 1, 城市化進(jìn)程促進(jìn)了南京市郊土壤中重金屬的 積累 2, 那么南京市土壤污染現(xiàn)狀怎樣究竟呢 ? 本 文根據(jù)對(duì)南京市郊 36個(gè)土壤樣品實(shí)驗(yàn)分析的結(jié) 果 , 采用 土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) G B 15168 1995二級(jí) 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)南京近郊土壤重金屬的污染情況進(jìn)行了評(píng) 價(jià)并制圖。 著重調(diào)查了土壤重金屬污染的種類(lèi)和 程度 , 并對(duì)造成污染的原因進(jìn)行了分析。1 樣品的采集與分析1. 1 采樣 根據(jù)南京地

7、區(qū)土壤的分布情況 , 以南京城區(qū) 為中心 , 環(huán)城由近及遠(yuǎn)呈輻射狀分 7條路線 (向 東 、 東南 、 南 、 西 、 西北 、 東北 、 北方向 設(shè)定采樣點(diǎn) , 在具體的采樣過(guò)程中 , 我們又根據(jù)土地利用類(lèi)型 , 具體設(shè)定采樣點(diǎn)的位置 。 每個(gè)土壤混合樣品均取 2030個(gè)采樣點(diǎn)組合成一個(gè)混合樣品 。土壤采 樣時(shí)盡量避開(kāi)垃圾填埋場(chǎng) 、 加油站等直接污染源 。 每個(gè)樣品在采集過(guò)程中 , 都考察了各個(gè)采樣點(diǎn)附 近的地理狀況 , 調(diào)查各樣點(diǎn)附近的可能污染源情 況并作記錄 。土壤混合樣去除石頭和植物的根 、 葉等 , 放在通風(fēng)處自然風(fēng)干 。1. 2 土樣分析將自然風(fēng)干的土壤碾磨 , 運(yùn)用四分法去除多

8、余的部分 , 然后在瑪瑙研缽上研磨 , 使剩下的部分 完全通過(guò) 100目的篩子 , 裝袋以備用 。鉛 、 鋅 、 鉻的測(cè)定 :用 HF -HClO 4-H NO 3消 化 , 原子吸收分光光度法 3; 銅的測(cè)定 :用 HCl -HClO 4-H NO 3進(jìn)行消化 , 原子吸收分光光度法 3; 汞的測(cè)定 :用硫酸 -高錳酸鉀消解法對(duì)土壤進(jìn)行 消解 , 冷原子吸收法 3。4 第 16卷 4期2003年 8月城市環(huán)境與城市生態(tài)URBAN E NVIRONME NT &URBAN ECO LOGYV ol 16,N o. 4 Aug. 2003基金項(xiàng)目 :國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目 (49771043

9、收稿日期 :2002-12-01; 修改稿日期 :2003-03-03 2 土壤重金屬評(píng)價(jià)2. 1 評(píng)價(jià)因子 鉛 、 鋅 、 鉻 、 銅 、 汞 。2. 2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中 II 類(lèi)土壤評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主 要適用于一般農(nóng)田 、 蔬菜地 、 茶園 、 果園 、 牧場(chǎng)等 , 土壤質(zhì)量基本上對(duì)植物和環(huán)境不造成危害和污 染 。 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn) , 維護(hù)人體健康的 土壤限制值 。 II 類(lèi)土壤環(huán)境質(zhì)量執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 。 本文評(píng)價(jià)的土壤都是與城鎮(zhèn)居民飲食健康密切相 關(guān)的菜地 , 水田和林地 , 所以采用 土壤環(huán)境質(zhì)量 標(biāo)準(zhǔn) G B 15168 1995二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 。2. 3 評(píng)價(jià)方法P i =C

10、i /S i (1 式中 :P i i 的環(huán)境質(zhì)量指數(shù) ; C i 為污染物 i 的實(shí)測(cè)濃度 ; S 為污染物 i 的評(píng)價(jià) 標(biāo)準(zhǔn) 。 若 P i 1時(shí)超過(guò)了土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) , 此時(shí) 土壤超標(biāo)有污染 , 對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育有影響 , 會(huì)進(jìn) 而影響人體的健康 。 P i 1時(shí)土壤中的重金屬含 量沒(méi)有超標(biāo) , 作物生長(zhǎng)發(fā)育正常 , 對(duì)人體無(wú)危害 。 2. 4 評(píng)價(jià)結(jié)果分析討論2. 4. 1 菜園土評(píng)價(jià)結(jié)果 菜園土重金屬污染評(píng)價(jià)表 (表 1 。表 1 菜園土重金屬污染評(píng)價(jià)表項(xiàng)目 最大值 最小值 平均值 標(biāo)準(zhǔn)差 樣本號(hào) 超標(biāo)樣本數(shù) P i (鉛 0. 240. 090. 140. 051140 P i

11、(鋅 0. 970. 330. 620. 211140 P i (鉻 0. 520. 200. 320. 101140 P i (銅 0. 810. 220. 420. 191140 P ( 由表 1可以看出 , 對(duì)菜園土壤數(shù)據(jù)進(jìn)行國(guó)家 二級(jí) 標(biāo) 準(zhǔn) 處 理 后 , 鉛 、 鋅 、 鉻 、 銅 因 子 的 P i 均 小于 1。 說(shuō)明鉛 、 鋅 、 鉻 、 銅在菜園土中的含量均 在國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi) 。 但其中鋅的含量已經(jīng) 接近國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)了 , 如 3、 5和 6號(hào)點(diǎn)已經(jīng)達(dá)到 了二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)含量的 80%90%左右 , 應(yīng)該引起警 戒 。 最嚴(yán)重的是汞的污染 , 有 3和 6兩個(gè)采樣點(diǎn) 的 P

12、 i 大于 1, 已經(jīng)超標(biāo) 。 3號(hào)采樣點(diǎn)位于南京地 區(qū)鄢家營(yíng) , 周?chē)鷽](méi)有顯著的污染源 , 但這塊菜地已 經(jīng)種菜有 20多個(gè)年頭 。根據(jù)張民和龔子同的研 究結(jié)果表明 , 菜園和糧田中 , 隨著耕地歷史的延 長(zhǎng) , 表層土壤中的重金屬含量呈增加趨勢(shì) 4。有 關(guān)的歐洲報(bào)道指出 , 有機(jī)肥 、 化肥和農(nóng)藥的大量使 用是土壤中鋅污染的主要途徑 5。 我國(guó)香港地區(qū) 農(nóng)田中的鋅污染和香港的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的施用有機(jī)肥 的傳統(tǒng)有關(guān) 6。 所以 3號(hào)點(diǎn)菜地多年有機(jī)肥 、 化 肥和農(nóng)藥的長(zhǎng)期大量投入可能是造成污染的一個(gè) 原因 。 5號(hào)點(diǎn)的鋅含量已經(jīng)引起警戒 ,5號(hào)點(diǎn)位于 南京體育學(xué)院北 100m , 一直作為菜地使用

13、 , 在十 幾年前曾經(jīng)施用生活垃圾 , 生活垃圾中的重金屬 含量一般都較高 , 所以對(duì)土壤有一定的污染 。 6號(hào)點(diǎn)是污染比較嚴(yán)重的一個(gè)點(diǎn) , 它位于北苑小區(qū) 西 100m , 西 50m 為華菲電子公司 , 北 300m 為 網(wǎng)板電子有限公司 , 菜地北鄰一條排放工業(yè)污水 的水溝 , 2, , 蔬菜的質(zhì)量 直接關(guān)系到廣大城鎮(zhèn)居民的生活飲食健康 , 蔬菜 特別是葉菜重金屬的積累量要較果菜或糧食作物 多的多 , 所以結(jié)合本研究 , 筆者認(rèn)為需限制城市近 郊蔬菜地的發(fā)展或改種其他糧食作物 , 并加強(qiáng)城 市環(huán)境保護(hù)和城市土壤污染監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)工作 。 2. 4. 2 苗圃評(píng)價(jià)結(jié)果 苗圃土壤重金屬污染評(píng)價(jià)表

14、 (表 2 。表 2 苗圃土壤重金屬污染評(píng)價(jià)表樣號(hào) 采樣深度 (cm pH P i (鉛 P i (鋅 P i (鉻 P i (銅 P i (汞 150156. 610. 110. 430. 260. 200. 54 由表 2可以看出 , 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 處理后 , 鉛 、 鋅 、 鉻 、 銅 、 汞因子的 P i 均小于 1。說(shuō) 明鉛 、 鋅 、 鉻 、 銅在苗圃土壤中的含量均在國(guó)家二 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi) , 沒(méi)有發(fā)生土壤的重金屬污染 。 2. 4. 3 水田評(píng)價(jià)結(jié)果 水田土壤重金屬污染評(píng)價(jià)表 (表 3 。表 3 水田土壤重金屬污染評(píng)價(jià)表指數(shù) 最大值 最小值 平均值 標(biāo)準(zhǔn)差 樣本號(hào) 超標(biāo)

15、樣本數(shù) P i (鉛 0. 270. 080. 140. 0517270 P i (鋅 1. 480. 300. 550. 3217271 P i (鉻 0. 450. 190. 280. 0717270 P i (銅 0. 670. 170. 310. 1417270 P ( 由表 3可以看出 , 鉛 、 鉻 、 銅因子的 P i 均小于 1, 含量較低 , 在國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi) 。鋅有 24號(hào)一個(gè)采樣點(diǎn)的 P i 大于 1, 汞有 22、 24、 26號(hào) 3個(gè) 采樣點(diǎn)的 P i 大于 1。 22號(hào)采樣點(diǎn)位于金村南 300 m , 東 100m 為寧銅公路 , 汞超標(biāo)原因不明 。 24采

16、樣點(diǎn)位于殷巷東 500m , 附近就是秦淮河 , 污染的 江水可能加重了土壤中的重金屬的含量 , 造成鋅 和汞的超標(biāo) 。 26號(hào)采樣點(diǎn)位于江寧縣其林鎮(zhèn)城 5房世波 , 等 南京市土壤重金屬污染調(diào)查評(píng)價(jià) 頭村東面 , 汞超標(biāo)原因不明 。2. 4. 4 旱地評(píng)價(jià)結(jié)果 旱地土壤重金屬污染評(píng)價(jià)表 (表 4 。表 4 旱地土壤重金屬污染評(píng)價(jià)表樣號(hào) 采樣深度 (cm pH P (鉛 P (鋅 P (鉻 P (銅 P (汞 280156. 980. 120. 810. 310. 320. 76 表 4是旱地的土壤重金屬污染情況 , 可知 , 鉛 、 鋅 、 鉻 、 銅 、 汞因子的 P i 均小于 1。說(shuō)明

17、鉛 、 鋅 、 鉻 、 銅 、 汞的含量均在國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi) , 沒(méi)有發(fā)生土壤的重金屬污染 。2. 4. 5 林地評(píng)價(jià)結(jié)果 林地土壤重金屬污染評(píng)價(jià)表 (表 5 。表 5 林地土壤重金屬污染評(píng)價(jià)表指數(shù) 最大值 最小值 平均值 標(biāo)準(zhǔn)差 樣本號(hào)P i (鉛 0. 320. 070. 180. 0 P i (鋅 1. 290. 61P i (鉻 0. 320. 11300 P i (銅 0. 430. 090. 1330360 ( 表 5是林地的土壤重金屬污染情況 , 可知 , 鉛 、 鉻 、 銅 、 汞 P i 均小于 1。說(shuō)明鉛 、 鉻 、 銅 、 汞在 林地土壤中的含量均在國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)范圍之

18、內(nèi) 。 但是 35號(hào)采樣點(diǎn)鋅的 P i 值大于 1, 有鋅的污染 , 采樣點(diǎn)位于南象山墓地 , 附近有鋅礦 , 所以有可能 污染原因有二 :可能是土壤本身的自然背景值比 較高 , 也有可能是鋅礦對(duì)附近土壤的污染 。3 結(jié)論與討論 在本次實(shí)驗(yàn)中總共采樣 36個(gè) , 共有超標(biāo)點(diǎn) 6個(gè) , 汞超標(biāo)點(diǎn) 5個(gè) , 鋅超標(biāo) 2個(gè) , 其中一個(gè)點(diǎn)的鋅 、 汞均超標(biāo) 。 所以根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可知 , 南京 市近郊的土壤重金屬污染以鋅 、 汞的污染為主 。 所以 , 以后在南京地區(qū)應(yīng)該著重注意防止這兩種 重金屬的污染 。在本次的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)中 , 根據(jù)對(duì) 6個(gè)超標(biāo)點(diǎn)的污染情況的分析 , 重金屬污染比較嚴(yán) 重的區(qū)域

19、一般都是在工業(yè)區(qū)附近 , 工業(yè)廢物和生 活廢物是造成土壤重金屬污染的重要原因 (如采 樣點(diǎn) 6 。 有機(jī)肥 、 化肥 、 農(nóng)藥的長(zhǎng)期大量使用也 造成了一定的重金屬污染 , 有機(jī)汞農(nóng)藥及含鎘 、 汞 磷肥的施用 , 都有可能造成土壤的重金屬污染 7, 菜園和糧田中隨著耕地歷史的延長(zhǎng) , 表層土壤中 的重金屬含量呈增加趨勢(shì) (如采樣點(diǎn) 3 。另一方 面城市生活垃圾也會(huì)造成對(duì)土壤的污染 (如采樣 點(diǎn) 5 。 由重金屬污染點(diǎn)的區(qū)域分布情況看 , 如圖 1所示 , 在 6個(gè)超標(biāo)點(diǎn)中 , 有 3個(gè)點(diǎn)的位置在江寧縣 的附近 。說(shuō)明該區(qū)是南京地區(qū)重金屬污染的重 區(qū) , 應(yīng)引起高度重視并加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的保護(hù)和對(duì)污 染的治理 。1從土地利用類(lèi)型來(lái)看 , 污染最嚴(yán)重的是菜地 土壤土和水田土壤 。在 3種主要土地利用類(lèi)型 中 , 其中菜園土共采樣 14個(gè) , 有 2個(gè)點(diǎn)汞超標(biāo) ; 水 田土共采樣 11個(gè) , 有 2個(gè)點(diǎn)汞超標(biāo) , 有 1個(gè)點(diǎn)鋅 、 汞超標(biāo) ; 林地土共采樣 7個(gè)點(diǎn) , 有一個(gè)點(diǎn)鋅超標(biāo) , 而且主要是因?yàn)殇\礦引起的土壤背景值偏高 , 非 人為污染所至 。 由此可見(jiàn)受人為影響比較大的菜 地和水田中土壤的重金屬污染比較的嚴(yán)重 , 所以 人們應(yīng)該合理的利用土壤 , 筆者認(rèn)為應(yīng)該限制城 市近郊蔬菜地的