區(qū)域土壤污染特點(diǎn)分析

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本文作者：魯言波1馮茜丹2作者單位：1.廣東省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心2.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院

采用波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜儀測(cè)定土壤中的重金屬元素Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、As。應(yīng)用粉末壓片法制樣：將采集到的土壤樣品自然風(fēng)干后研磨，用粗天平稱取粒徑小于0.074mm的樣品4g，放入模具中，在40t力作用下壓制成型。采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)土壤GSBZ50011-88（黑鈣土）、GSBZ50012-88（棕壤）、GSBZ50013-88（紅壤）、GSBZ50014-88（褐土）、GSBZ50011-88和GSBZ50013-88及GSBZ50011-88和GSBZ50014-88混合配制標(biāo)準(zhǔn)曲線。元素檢出限及儀器測(cè)定條件如表1所示。

重金屬的濃度水平

對(duì)珠江三角洲517個(gè)采樣點(diǎn)土壤樣品的重金屬測(cè)定結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見表2。雖然土壤中各重金屬元素的中值和平均值均低于國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但除Cr外，其他元素的最大值均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)倍數(shù)高達(dá)近10倍，說明珠江三角洲區(qū)域內(nèi)有部分土壤受到重金屬的污染，且污染比較嚴(yán)重。除Ni外，其他元素的中值和平均值都高過1990年的背景值，說明經(jīng)過近20多年的發(fā)展，珠江三角洲區(qū)域土壤中重金屬的污染趨勢(shì)正在加強(qiáng)。變異系數(shù)反映了采樣總體中各采樣點(diǎn)之間的平均變異程度。表2中除Cr外，變異系數(shù)均超過1，屬?gòu)?qiáng)變異性，說明土壤中As、Ni、Cu、Zn、Pb受外界干擾比較明顯，空間分異比較大，這種分異很大程度上歸結(jié)于耕作、管理措施、種植制度，污染等強(qiáng)烈人為活動(dòng)的影響。而Cr變異系數(shù)比較小，說明Cr受外界影響比較少，空間分異不顯著。土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)一般以單項(xiàng)污染指數(shù)為主，指數(shù)小污染輕，指數(shù)大污染則重。表2列出了根據(jù)土壤污染物平均值和土壤污染物質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出的單因子污染系數(shù)值。可以看出，As有相當(dāng)高的貢獻(xiàn)率，平均單因子污染系數(shù)達(dá)0.6，說明相當(dāng)一部分復(fù)合污染是由于As造成的。

達(dá)標(biāo)狀況分析

圖1分別給出了As、Cr、Ni、Cu、Zn和Pb等6種重金屬元素濃度隨點(diǎn)位的變化趨勢(shì)曲線圖。與土壤環(huán)境質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)比較，As超標(biāo)地點(diǎn)有38處，達(dá)標(biāo)率為92.6%，最大超標(biāo)濃度為超標(biāo)7.7倍；Cr未超標(biāo)，達(dá)標(biāo)率100%；Cu超標(biāo)地點(diǎn)有6處，最大超標(biāo)濃度為超標(biāo)9.9倍；Ni超標(biāo)地點(diǎn)有1處，最大超標(biāo)濃度為超標(biāo)6.8倍；Zn超標(biāo)地點(diǎn)有6處，最大超標(biāo)濃度為超標(biāo)6倍；Pb超標(biāo)地點(diǎn)有4處，最大超標(biāo)濃度為超標(biāo)2.6倍。從各種金屬超過三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的污染面積來(lái)看，由大到小分別為As>Cu>Zn>Pb>Ni>Cr。另外，As有線污染和面污染的趨勢(shì)，可能是As本身在環(huán)境中分布不均勻的原因，也可能是由于人為的原因；Gr基本與土壤背景值接近。其余Cu、Zn、Pb和Ni元素有相似的變化趨勢(shì)，說明Cu、Zn、Pb和Ni元素呈明顯的點(diǎn)污染現(xiàn)象，區(qū)域污染及面污染現(xiàn)象不明顯。通過分析發(fā)現(xiàn)，污染主要存在于金屬冶煉加工及電鍍企業(yè)附近，主要是人為造成的。

相關(guān)性分析

對(duì)土壤重金屬含量進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果（表3）顯示：Ni、Cu、Zn達(dá)顯著相關(guān)性，說明它們分布的區(qū)域相似，有相同的擴(kuò)散特征；As、Cr、Pb與其他元素相關(guān)性不明顯。執(zhí)行SPSS15.0分層聚類分析后，可將6種重金屬元素分為兩類：一類為As、Cr、Ni、Pb；二類為Cu、Zn。說明Cu、Zn具有顯著的相關(guān)性，As、Cr、Ni、Pb也具有明顯相關(guān)性，有復(fù)合污染協(xié)同加劇污染程度的潛在威脅。

土壤復(fù)合污染分析

對(duì)6種元素按三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合分析發(fā)現(xiàn)，平均Nemero指數(shù)達(dá)1.1。其中Nemero指數(shù)小于1的監(jiān)測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)為308，即清潔區(qū)域占調(diào)查區(qū)域的59.6%；大于1小于等于2的有181個(gè)點(diǎn)，即輕度污染區(qū)域（警戒線）占調(diào)查區(qū)域的35.0%；大于2小于等于3的有11個(gè)點(diǎn)，即中度污染占調(diào)查區(qū)域的2.1%；大于3的有17個(gè)點(diǎn)，占調(diào)查區(qū)域的3.3%。因此總體來(lái)說土壤復(fù)合污染并不是很嚴(yán)重，但個(gè)別地區(qū)復(fù)合污染指數(shù)高達(dá)35，復(fù)合污染現(xiàn)象非常嚴(yán)重。按二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，平均Nemero指數(shù)達(dá)1.9。其中Nemero指數(shù)小于1的監(jiān)測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)為17，即清潔區(qū)域占調(diào)查區(qū)域的3.3%；大于1小于等于2的有388個(gè)點(diǎn)，即輕度污染區(qū)域（警戒線）占調(diào)查區(qū)域的75.0%；大于2小于等于3的有79個(gè)點(diǎn)，即中度污染占調(diào)查區(qū)域的15.3%；大于3的有33個(gè)點(diǎn)，占調(diào)查區(qū)域的6.4%。按一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，平均Nemero指數(shù)達(dá)5.2。其中Nemero指數(shù)小于1的監(jiān)測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)為0，即無(wú)清潔區(qū)域；大于1小于等于2的有4個(gè)點(diǎn)，即輕度污染區(qū)域（警戒線）占調(diào)查區(qū)域的0.8%；大于2小于等于3的有53個(gè)點(diǎn)，即中度污染占調(diào)查區(qū)域總數(shù)的10.2%；大于3的有461個(gè)點(diǎn)，占調(diào)查區(qū)域總數(shù)的89.2%。

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展給土壤帶來(lái)比較明顯的污染，土壤中As、Ni、Cu、Zn、Pb受外界干擾比較明顯，空間分異比較大，這種分異很大程度上歸結(jié)于耕作、管理措施、種植制度，污染等強(qiáng)烈人為活動(dòng)的影響，Cr受外界影響比較少，空間分異不顯著,基本與土壤背景值接近。Cu、Zn、Pb、Ni、Cr元素有相似的變化趨勢(shì)。Cu、Ni、Zn和Pb呈明顯的點(diǎn)污染現(xiàn)象，區(qū)域污染及面污染現(xiàn)象不明顯，污染主要存在于金屬冶煉加工及電鍍企業(yè)附近。