开封市重金属对土壤的污染及防治对策探析

李 琳

（开封市环境监测站，河南 开封 475000）

0 引言

由于工业废物和城市生活垃圾的排放，农药、化肥的不合理使用，使土壤受到污染，其中重金属污染较为突出，导致农产品品质下降。 农产品中积累的重金属可以通过食物链进入人体，从而给人类健康带来潜在危害。 耕地污染已对我国经济社会造成巨大的危害，全国每年被重金属污染的粮食达1 200万t，直接经济损失达200 亿多元[1]。2006 年，国家环保部进行了全国土壤环境质量现状调查与评价，其中对重金属污染的调查与评价是重要的组成部分。近两年环保部先后发文对重金属污染防治工作提出指导意见， 并要求开展重金属污染源监测工作，可见重金属的污染越来越受到重视。 本文试通过对开封市某一区域土壤、农作物等的监测分析，指出该区域重金属污染状况，并提出防治措施。

1 现状监测

在重金属中，汞、铅、镉、铬、砷（类重金属）具有很强的毒性。 我们选取开封市某一区域常年用纳污河水灌溉的土壤及其地上作物为监测对象，同时还监测了该纳污河上某断面的水质、底质及此断面上游的重点污染企业。 该断面上游企业属于冶炼、化工行业，这两个企业重点监测项目为铅、镉，因此将铅、镉污染作为此次监测分析的重点。

1.1 监测分析的方法及所使用仪器

采用的分析方法及仪器如表1 所示。

表1 监测分析方法及使用仪器Table 1 Monitoring analysis method and equipment

1.2 土壤布点及监测

在该区域按照300m×300m 的标准进行网格划分，以梅花形采样方式进行样品采集。 采样深度为0～20cm，共采集10 份样品。 土壤样品在通风避光的实验室内自然风干。土壤通过玛瑙研磨机研磨后，全部过1mm 尼龙筛，充分混匀后，取适量土壤用于pH值的分析， 剩下的样品经细磨后通过孔径0.15mm筛，用于重金属的分析。

土壤样品的消解：称取一定量的风干图样，置于聚四氟乙烯坩埚中。 用几滴蒸馏水润湿后，加入10 mlHCl，于电热板上低温加热。 蒸发至约剩5 ml 时，加入15ml 浓HNO3，继续加热，蒸至黏稠状，加入10 ml 浓HF，并继续加热。 最后加入5 ml 浓HClO4，并加热至白烟冒尽。 冷却后，进行定容分析，同时做试剂空白。 监测结果如表2 所示。

表2 土壤铅、镉监测结果表Table 2 Results of monitoring Pb and Cd in soil

1.3 底质、河水的布点及监测

河水断面采样点位是常规的点位。 水样采集出来后，静置半小时，取上清液，摇匀、分析。 底质的采样点位是在河水采样点位的正下方。 采集后的制备及分析按照土壤的制备、分析方法进行。

表3 2006～2010 年该区域底质监测结果Table 3 Monitoring results of bottom material in this district of 2006～2010

表4 2006～2010 年该区域某断面地表水监测结果Table 4 Monitoring results of surface water of certain section of 2006～2010

1.4 农产品样品的布点及分析

农产品采集布点的原则是：与土壤调查中确定的土壤采集点位布设一致，在连片、规整和平坦的地块采集混合样。 一般每个样本采样量不低于3kg。根茎类蔬菜应采集根部或颈部，去掉泥土，取可食部分。 小麦采样部位以可食部分为主，包括皮壳等不可食部分。

胡萝卜样品的制备：先将样品用清水、去离子水冲洗，并用干净纱布轻轻擦干。 采用对角线分割法，取对角部分，将其切碎、混匀，用四分法称取样品，用电动捣碎机将样品捣碎成匀浆，供分析用。

小麦样品的制备：尽快在干燥、通风处晾干，去掉灰尘、杂物，脱壳后用电动磨碎机粉碎，将粉碎样品用玛瑙研钵进行加工后过40 目尼龙筛， 制成待测样品。

样品消解：称取试样1.00～5.00g 于锥形瓶中，放数粒玻璃珠，加10mL 硝酸+高氯酸（4+1）混合酸，加盖浸泡过夜。加一小漏斗，在电炉上消解。若变棕黑色，再加混合酸，直至冒白烟，消化液呈无色透明胡奥，略带黄色。 放冷用滴管将试样消解液吸入或过滤入10mL～25mL 容量瓶中，用少量水多次洗涤锥形瓶，洗液合并于容量瓶中，并定容至刻度，混匀备用，同时做试剂空白。

表5 该区域农产品监测结果Table 5 Monitoring results of agricultural products in this district

1.5 沿河两岸化工厂、冶炼厂2006～2010 年污水排放监测

铅、镉属于一类污染物，取样点位设置在车间排口或水处理出口处。

2 结果分析

2.1 铅、镉含量分析

根据表2 对这一区域土壤铅、镉的监测结果可知，这一区域土壤铅的含量变化不大，而镉的变化较大，且有两个监测点镉含量超出《土壤环境质量标准》二类的限值。

表6 该区域某企业排污口排污监测结果 单位:mg/LTable 6 Monitoring results of one enterprise drain outlet in this district （Unit: mg/L）

2.2 镉的浓度分析

根据表3、 表4 从近五年对该区域河水监测断面以及底质的监测结果，镉的浓度尚能达到农田灌溉水质的要求，但镉的浓度明显有增加的趋势。

图1 监测断面2006～2010 年河水镉监测结果趋势图Fig.1 River water Cd monitoring result trend of monitoring section of 2006～2010

2.3 镉超标原因分析

根据表6 对该地区沿河两岸某重点化工、某冶炼企业排放污水中重金属的监测结果，这两个企业都存在镉超标排放的现象。 因此，该区域土壤镉超标，主要是由于这些企业排污造成的。

2.4 趋势分析

根据表5 对在该区域采集的农产品的监测结果，铅、镉的含量还是符合国家无公害食品的相关标准的。 但是，如果不加以重视，重金属的富集难降解性会使得这一区域的土壤及农产品质量恶化。

3 防治对策

重金属在土壤中不被微生物降解，且迁移性小，污染特点具有长期性、潜伏性、积累性和不可逆性。一旦土壤中重金属的含量超过环境容量，要清除污染相当困难，故对重金属引起的土壤污染要防与治相结合。

3.1 控制和消除废水的排放

严禁企业废水不经过处理超标排放。 发展清洁工艺，对“三废”进行严格治理，需特别注意废气、废渣和污泥中重金属的回收、 综合利用以及防止对土壤环境的二次污染， 并严格执行污灌水质和污泥施用标准，严格控制农田灌溉污水、施用污泥中重金属含量和施用量[2]。

3.2 因地制宜改变农作制，

通过改变农作制消除土壤污染。 例如，根据作物根层深度及地下水深度等，对土地进行适当深翻，加速污染物质的分解。

3.3 施用起抑制剂作用的物质

如在酸性土地区，适量施用石灰，提高土壤pH值，以减少作物对污染物镉的吸收[3]。

3.4 采用净化技术措施

利用生物恢复技术对土壤中的污染物特别是重金属进行净化，就是利用生物（主要是微生物、植物）作用，消减、净化土壤中重金属或降低重金属毒性。通过生物作用，改变重金属在土壤中的化学形态，使重金属固定或解毒， 降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性；或者通过生物吸收、代谢，达到对重金属的消减、净化和固定作用[4]。

3.5 选择合适的作物

可通过选择合适的农作物来减轻土壤中重金属污染的危害程度。对于重金属污染特别严重的土壤，可改种非食用性作物，以避免重金属污染进入食物链。如，被镉严重污染的土壤可种植麻类、棉花或花卉、桑苗等作物。对于中等或轻污染的土壤，可选用对重金属吸收和转移能力较差的作物品种。

[1] 何舞等. 东莞市土壤重金属污染现状、污染来源及防治措施[J]. 广东农业科技，2010（4）：211.

[2] 罗强等. 土壤重金属污染及防止措施[J]. 世界科技研究与发展，2004（4）：44.

[3] 高粱. 土壤污染及其防治措施[J]. 农业环境保护，1992(6)273.

[4] 温志良等. 重金属污染生物恢复技术研究[J]. 环境科学动态，1999(3)：15.