某铅锌农田土壤重金属污染的调查与防控对策

郑艳芹

（深圳市立拓环保科技有限公司，广东 深圳 518000）

目前，土壤重金属污染的最主要来源是采矿和金属冶炼产业，铅锌冶炼厂周边金属污染情况证实了这一分析。土壤重金属污染是一种较为稳定持久的污染类型，重金属可以以不同形态存在于土壤之中，只有部分有效形态下的重金属可以被植物所吸收，伴随着食物链的发展最终进入到人体之中[1]。我们分别利用内梅罗污染指数法和潜在生态危害指数评价方法对某地区的农田铅锌污染情况给予评估分析。

1 污染土壤区域样品采集

1.1 样品采集与处理

实验采用的土壤布点方法为网格法，随机选择其中的3个采样点作为样品采集的基准点，根据土壤分层取四个深度的土壤，每个基准点的土壤采集方法为五点法，每个点均对四个相应深度的土壤进行采集，每个深度采集混合土壤样品约为3 kg，去除多余石块、植物等杂物后，利用四分法统一留取样品约为1 kg。所有土壤样品集中存放在实验室，粉碎、混匀、过筛后备用。

1.2 样品分析与测试方法

样品pH值测试方法：电位法测定土壤样品，保持水土比例为1∶2.5；重金属消解方法：HNO3-H2O2；重金属含量测定仪器：电感耦合等离子体发射光谱仪测定。测试标准：《土壤环境监测技术规范》中关于pH、铅（Pb）、锌（Zn）、镉（Cd）、铜（Cu）、铬（Cr）、砷（As）、汞（Hg）的测定标准[2]。

1.3 数据处理与评价

1.3.1 数据处理

将收集到的数据通过SPSS 22.0软件进行统计分析，等级资料选择独立样本的非参数检验，相关性分析选择原始数据。

1.3.2 土壤重金属污染评价方法

采用内梅罗污染指数法对土壤内各个污染物质进行测定，测定标准参照内梅罗污染指数法中污染等级的划分标准。

1.3.3 土壤重金属污染的生态风险评价方法

采用潜在生态危害指数法对土壤重金属污染的潜在生态风险进行评价。

2 结果与讨论

2.1 土壤重金属含量情况统计

重金属的含量情况（见表1），我们可以发现重金属的变异系数均在0.1至1.0之间，说明不同采样点重金属的空间分布差异较小，整体污染情况分布较为均匀。评价标准参照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618-2018）中pH≤5.5的风险筛选值的较严格项[3]。土壤背景值参照CNEMC，1990。

表1 土壤中重金属含量情况统计

在该地块重金属污染情况具体分析过程中，发现镉（Cd）、铅（Pb）、锌（Zn）这三种重金属之间存在正相关，说明这三类污染重金属的同源性及迁移性均有相似，而土壤中的镉（Cd）、铅（Pb）、锌（Zn）的累积量和土壤pH值之间呈现正相关，这说明该区域内土壤的pH值越高，重金属累积量越多。

2.2 土壤重金属污染评估

在研究地块内，主要对污染较为严重且存在明显重金属超标情况的表层土壤进行污染指数评估。各污染物的污染指数（见表2），从表2中数据可以看出，该区域内表层土壤铅（Pb）、锌（Zn）的内梅罗污染指数的极大值分别为3.05和4.62，均已达到重度污染水平，其均值分别为2.27和2.01，也达到中度污染水平，其余重金属的内梅罗污染指数均小于1，属于非污染水平。由此可判断铅（Pb）、锌（Zn）为该地块主要的土壤污染因子。

表2 土壤重金属污染情况评估

2.3 土壤重金属生态风险评价

对研究地块内土壤的重金属采用潜在生态危害指数法进行分析，表达式如下：

经计算可知，其中锌（Zn）、铅（Pb）、铬（Cr）、砷（As）、铜（Cu）的生态风险指数均小于40（分别为5.79，37.20，1.77，10.18，3.60），这说明该地块内以上重金属的潜在生态风险较低；镉（Cd）的生态风险指数大于40且小于80（为60.64），其潜在生态风险为中级；汞（Hg）的生态风险指数大于80且小于160（146.67），潜在生态风险为高级。重金属的综合潜在风险指数（RI）为265.84，属于较高级别，由此得出主要原因是镉（Cd）和汞（Hg）的潜在生态风险贡献值比较大。

3 重金属污染处理与防治措施

针对农田土壤重金属污染情况，目前国内外比较常用的修复方法有客土法、固土法、生物修复法等[3]。结合本实验地块的实际情况，建议从铅（Pb）、锌（Zn）污染入手，根据区域内土壤污染范围的大小，以及对污染技术的适用性等角度，我们认为对该区域土壤的重金属污染治理采取分阶段处理的方式较佳，即第一阶段采用生物修复法，依靠动植物和微生物的活性，将重金属转移到目标植物中，再进一步的对目标植物进行处理[4]；第二阶段采用固土法，通过向污染的土壤中添加固化剂，限制重金属在土壤中的转移，最大限度降低农作物对重金属的吸收富集，从而保证农业生产的效益和安全[5]。

4 结论

通过对本实验区域内土壤的重金属污染情况进行分析，发现土壤的pH值与重金属含量之间存在正相关的联系，这说明土壤中的pH值越高，重金属的累积情况就越严重；我们通过内梅罗污染指数对该地区土壤表层的重金属污染指数进行了测算，结果表明，本区域内土壤的铅（Pb）、锌（Zn）超标严重；通过潜在生态危害指数法计算可知，铅（Pb）、锌（Zn）的潜在风险指数均较低，然而重金属的综合潜在风险指数RI较高，其中主要是镉（Cd）和汞（Hg）的潜在生态风险贡献值比较大。修复工作应重点针对铅（Pb）、锌（Zn）的污染，且后期应对镉（Cd）、汞（Hg）的污染进行持续跟踪和重点关注。