仁怀市各乡镇土壤中重金属铅含量的调查

金茜

（遵义师范学院化学系，贵州遵义563002）

重金属是一类典型的累积性污染物，在环境中难以降解，环境一旦受到重金属污染，就难以清除和恢复原状[1－3]。重金属可以通过食物链逐渐传递，并富集，在某些条件下可转化为毒性更大的金属有机化合物，过高的重金属浓度对植物等影响很大，最终将危害人类健康。

铅是一种典型的重金属，它对动植物的危害很大，在环境和河流中铅主要以水溶性形式存在，很容易被动植物吸收[4－5]。仁怀市各乡镇主要以农业为主，大多种植高粱等农作物，并为茅台酒厂提供酿酒用原材料，因此，仁怀市各乡镇土壤重金属铅含量及污染情况备受关注。作者采用梅花形多点采样法[6]采集仁怀市各乡镇土壤样品，用原子吸收分光光度法测定土壤中铅的含量，与国家土壤环境质量标准进行对比，评价仁怀市受重金属铅污染的情况，为仁怀市土壤环境质量评价及茅台酒业的发展提供理论依据。实验结果表明仁怀市各乡镇抽样土壤环境质量达到国家土壤环境质量一级或二级标准。

1 研究区概况

仁怀市位于贵州省西北部，赤水河中游，大娄山脉西段北侧，属中亚热带高原温润季风气候，年平均温度15.6℃，极端最高温度37.4℃，极端最低气温－5.5℃。年平均无霜期314天，年日照时数1266.7小时，辐射总量3681MJ／m2，年平均降雨量1032.5mm，适合高粱等农作物的种植。仁怀市包括中枢镇、茅台镇、坛厂镇、长岗镇、鲁班镇、五马镇、茅坝镇、九仓镇、龙井乡、后山乡、喜头镇、学孔乡、高大坪乡、大坝镇、火石岗乡、三合镇、沙滩乡、合马镇、二合镇等十九个乡（镇）。

2 材料与方法

2.1 样品的采集

通过对仁怀市土壤面积以及交通情况的了解，在仁怀市各乡镇的采样点如图1所示。采用梅花形布点法[6]采集0～20cm范围内的耕作层土壤组成混合土样，用四分法缩分后保留1kg左右的土壤作为该点土样。去除植物的根、叶、石头等，经自然风干，碾磨后过筛，装入广口瓶中。为防止人为因素的影响，整个采集及处理过程均用塑料、玻璃、木棒等器具。

2.2 仪器与试剂

AUX220电子分析天平（日本岛津）、pHS－2C酸度计（上海大普有限公司）、TAS－986原子吸收分光光度计及配件（北京普析通用仪器有限责任公司）。

1000μg／mL铅标准溶液（使用时逐级稀释）、盐酸（GR）、硝酸（GR）、高氯酸（分析纯）、二次蒸馏水。

2.3 分析方法

供试样品经处理后，用pHS—2C酸度计测定土壤pH值，用TAS－98型原子吸收分光光度计检测土壤样品中Pb的含量[7]，同时进行空白试验。

土壤样品的消解：准确称取1.00g土样（经100目2mm孔径的风干土样）于150mL锥形瓶中，用少量二次蒸馏水润湿，慢慢加入10mL王水，盖上漏斗，同时做空白试验。将它们放在电热板上加热微沸，让其充分分解，直到黄色浓烟消失，冷却，然后沿瓶的四周加入10mL高氯酸，加热至高氯酸冒白烟，瓶内物质呈浆状，再继续加热至白烟几乎冒尽，样品发白近干，冷却，加入约20mL1%的稀硝酸，加热溶解，用中速定量滤纸过滤于100mL容量瓶中，冷却后用二次蒸馏水稀释至刻度定容。用原子吸收分光光度法测定其中重金属铅的含量[7]。

2.4 评价标准及等级划分

土壤环境质量根据土壤应用功能和保护目标，划分为三类：Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类，分别对应一级、二级、三级土壤标准。Ⅱ类适用于一般农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场等土壤，土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。土壤二级标准为保障农业生产维护人体健康的土壤限制值；三级标准为保障农林生产和植物正常生长的土壤临界值。

国家环保局制定的土壤环境质量标准[8]适用于农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场、林地、自然保护区等地的土壤，质量标准见表1。

表1 土壤环境质量标准（mg／kg）

3 结果与讨论

3.1 仪器工作条件的优化及标准曲线的绘制

根据实验要求，对仪器工作条件进行优化（见表2）。在选定工作条件下测定标准溶液及样品溶液吸光度，绘制标准曲线，得铅元素标准曲线及相关性等。对元素空白溶液进行11次测定，计算相对标准偏差及各元素检出限，结果表明，方法灵敏度高，线线性好，检出限低，且RSD%也很小。

表2 仪器工作条件

铅回归方程：y＝0.0338x－0.0042，相关系数r＝0.9998，特征浓度为0.088μg／mL／1%，检出限为0.018μg／mL，RSD%为1.09。铜回归方程：y＝0.1306x＋0.0012，相关系数r＝0.9999，特征浓度为0.027μg／mL／1%，检出限为0.0019μg／mL，RSD%为2.88。

3.2 仁怀市各乡镇土壤的pH值

称取风干土壤（过2mm孔筛）20克，放入100mL烧杯中，加入20mL去CO2的蒸馏水，在磁力搅拌器上搅拌30min，使土壤充分散开，放置半小时使其平衡。此时应避免空气中有氨或挥发性酸，然后将pH复合电极插入到下部悬液中进行测定，实验结果见表3。实验结果表明，仁怀市各乡镇土壤的pH为弱酸性或中性，土壤pH值在6.40－7.20之间，平均pH为6.64，适宜高粱等作物的生长。

表3 仁怀市各乡镇土壤pH值

3.3 仁怀市各乡镇土壤中铅含量

按土壤样品中重金属元素测定方法，测定供试土壤中铅、铜元素浓度，并根据所称土壤质量计算其含量，结果见表4。

表4 仁怀市各乡镇土壤中铅含量（mg／kg）

由表4知：仁怀市各乡镇土壤中铅平均含量为41.40mg／kg，酒厂二车间含量最低，为29.81mg／kg，中枢含量最高，为64.70mg／kg；各乡镇土壤中铜平均含量为44.02mg／kg，含量最低的是喜头，为22.49mg／kg，含量最高的是沙滩，为93.44mg／kg。

3.4 仁怀市各乡镇土壤环境质量等级

将表4实验结果与国家环保局制定的土壤环境质量标准进行比较可知（见图2），仁怀市各乡镇土壤中铅、铜含量均很低，其中有3个乡镇土壤中铅含量达到国家土壤环境质量一级标准，虽然中枢镇土壤铅含量最高（64.70mg／kg），但也远远低于国家土壤环境质量二级标准；仁怀市各乡镇土壤中铜含量均达到国家土壤环境质量一级标准。因此，完全符合国家环保局制定的土壤环境质量标准以及农业生产限制的土壤质量标准要求，完全能满足农林生产和植物正常生长的需要。

4 结论

（1）重视并预防重金属铅、铜的污染，提高人们的环保意识，应严格控制铅、铜工业制品的使用和排放，严格执行污染水质标准和污染淤泥的施用标准，避免施用含重金属的农药和化肥，提倡使用有机肥，或尽量不用化肥和农药。

（2）仁怀市自然土壤的pH为中性或偏酸性，pH范围是5.37－7.40。

（3）仁怀市各乡镇土壤中有害重金属铅、铜的含量很低，其土壤质量在国家土壤环境质量一级和二级标准之间，土壤环境质量良好，完全能满足高粱等农作物的生长，且很安全。

[1] 魏成熙，潭丽娟.贵阳市主要土壤重金属研究[J].中国土壤与肥料，2006，（4）：20－24.

[2] 毕淑芹，谢建活，刘树庆，等.土壤重金属污染对植物产量及品质的影响研究（综述）[J].河北农业科学，2006，（6）：107－110.

[3] 许文峰，康莲薇，贺中庆.邯郸市区土壤重金属含量的测定及存在形态[J]，自然科学报，2004，（9）：80.

[4] 房世波，潘建军，陈杰明，等.南京市郊区蔬菜地土壤的重金属含量的时空变化规律[J].土壤与环境，2002，11（4）：339－342.

[5] 史贵涛，陈振楼.上海市区公园土壤重金属含量及其污染评价[J].土壤通报，2006，37（3）：490－494.

[6] 奚旦立，孙裕生，刘秀英.环境监测（修订版）[M].北京：高等教育出版社，1996.209－256.

[7] 中科院南京土壤研究所微量元素组.土壤和植物中微量元素分析方法[M].北京：科学出版社，1979.411－412.

[8] GB15618—1995，国家环保局土壤环境质量标准[S].