莆田市东圳水库饮用水源一级保护区土壤重金属现状评价

莆田市环境监测中心站　金媛娟

莆田市东圳水库饮用水源一级保护区土壤重金属现状评价

莆田市环境监测中心站金媛娟

为了解莆田市主要集中式饮用水源地周边土壤重金属污染状况，2014年在东圳水库一级保护区采集了5个土壤样品，对土壤中pH、镉、汞、砷、铅、铬、铜、锌、镍含量进行测定，并对其环境状况进行相关分析、评价。结果表明，莆田市东圳水库一级保护区土壤pH值范围在4.82～6.28之间，全部偏酸性。土壤pH低的原因与大气沉降、土壤本底值为酸性和土壤风化淋溶强烈有关。镉、汞、砷、铬、锌、镍均达到GB15618-1995《土壤环境质量标准》中表1的一级标准限值，铅超标，但未超出二级标准限值。铅超标可能是由于库周土壤中铅的背景值较高。2014年东圳水库水质监测均未检出铅，说明库水体未受到污染，因此作为饮用水水源是安全的。根据单项污染指数比较，土壤重金属污染程度由重到轻排序为：Pb＞Zn＞Hg＞As＞Cd＞Ni＞Cr。

东圳水库一级保护区土壤重金属环境质量

重金属作为一种持久性的有毒物，能在一定的条件下从土壤中迁移到植物和水生态系统中，并且通过饮用水和食物链的传递和富集作用影响到人类健康。因此，加强对土壤中重金属的研究，特别是饮用水源地周边土壤中重金属的分析和评价十分必要。本文通过对东圳水库一级保护区土壤调查，并依据2014年的监测数据，对其进行分析、评价。

1　调查方法

1.1调查点位基本情况

东圳水库位于木兰溪支流的延寿溪中游地带的莆田市城厢区常太镇，库区周围群山环绕，库区为中、南亚热带海洋性季风气候，多年平均气温17～20℃，多年平均降雨量1710～1970mm，属于温热丰水区。库区地带性土壤以红壤为主，土层浅薄，质地为粘壤至壤粘土，酸性，淋溶强。其植被为亚热带常绿阔叶林，资源丰富，主要有马尾松、湿地松、枇杷、龙眼、柿子等经济作物。水库饮用水水源保护区划分为一级保护区和二级保护区，一级保护区范围为水库环库公路范围内的水域和陆域（不含公路），二级保护区范围为水库的整个汇水流域（一级保护区范围除外）。

本次调查选择莆田市具有代表性的东圳水库一级保护区区域，调查对象为旱地。采样点设5个点位，具体见图1。

1.2监测方法

按《土壤环境监测技术规范》（HJ/T166-2004）进行监测分析，监测内容为土壤pH、镉、汞、砷、铅、铬、铜、锌、镍。

1.2.1样品的采集和制备

在选定的采样点，采集0～20cm处2kg表层土样。采样前GPS定位，拍摄照片。采到的土样经过20目和100目尼龙网筛，分装在磨口棕色玻璃瓶和聚乙烯塑料瓶中供分析测试用。

1.2.2样品的测定

采用玻璃电极法（水土比为2.5：1）测定土壤pH，铬、铜、锌、镍、铅、镉采用电感耦合等离子体发射光谱法测定，汞采用冷原子吸收分光光度法测定，砷采用原子荧光法测定［1］。

1.3评价标准

饮用水源地周边土壤环境质量执行GB15618-1995《土壤环境质量标准》中表1的一级标准［2］。

表1　土壤环境质量标准值和福建省土壤环境背景值　（单位：mg/kg，pH除外）

1.4评价指数［4］

本次采用单项污染指数法评价，公式如下：

式中：Pi——单项污染指数；Ci——调查土壤中污染物的实测浓度；Sip——污染物的评价标准值或参考值。

根据Pi的大小，将土壤污染程度划分为五级（详见表2）。

2　结果与分析

2.1土壤重金属含量分析结果

表2　单因子评价土壤环境质量评价分级

对研究区5个表层土壤样品重金属含量测定数据进行统计分析，土壤中各指标监测值范围、平均值、标准差、超标点位统计结果见表3。

表3　2014年莆田市东圳水库饮用水源地一级保护区土壤中重金属含量监测结果统计（单位：mg/kg　pH除外）

表4　2014年莆田市东圳水库饮用水水源地水质中重金属监测结果［5］（单位：mg/L　pH除外）

2.2各重金属元素含量与差异分析

从表3可以看出，东圳水库饮用水源一级保护区中土壤全部偏酸性，pH值最小为4.82，最大为6.28。土壤pH低的原因与大气降水、土壤本底值为酸性和土壤风化淋溶强烈有关。莆田市环境监测中心站自动室在东圳水库和本站楼顶设2个酸雨采样点，依据《2014年度莆田市环境质量报告书》，莆田市2014年大气降水pH均值为4.86，酸雨频率为63.2%，最低pH值为4.07，与2013年相比，降水酸雨污染程度基本保持稳定［6］。酸性成分的岩石发育的土壤呈酸性。湿润多雨的山区，岩石风化产生的一、二价阳离子组成盐类大量被淋失，剩下的三价铁铝等化合物尤其是铝的氧化物及其盐类在水中水解产生氢离子，致使土壤变酸。各重金属的浓度大小顺序依次为：Zn＞Pb＞Cr＞Cu＞Ni＞As＞Hg＞Cd。从镉、汞、砷、铅、铬、铜、锌、镍八项重金属元素浓度监测结果统计标准差来看，离散程度均不高，各点位监测因子浓度差异不大。土壤中铅数据超出了GB15618-1995《土壤环境质量标准》中表1的一级标准限值，但未超出二级标准限值。铅超标可能是由于库周土壤中铅的背景值较高。从表4可以看出，东圳水库水质监测结果铅均未检出，说明库水体未受到污染，因此作为饮用水水源是安全的。镉、汞、砷、铬、锌、镍各样本中均未超出GB15618-1995《土壤环境质量标准》中表1的一级标准限值，因本次调查的对象为旱地，铜没有对照标准，故不对其进行分析评价。

对照福建省红壤环境背景值，各测点的铅浓度均高于背景值，镉、砷浓度部分高于背景值，富集程度略突出，其余项目均低于背景值。这与母岩母质发育的土壤元素有关。土壤环境背景值揭示了当前土壤是否有污染物进入临界点，对超过土壤背景值的土壤可以予以警示并及早给予关注，从而控制污染源。

2.3莆田市主要饮用水源地周边土壤污染质量评价

从表5可以看出，以GB15618—1995土壤环境质量标准一级标准计算的单项污染指数平均值中，铅超过1.0，含量Ⅱ等级，属于轻微污染。镉、汞、砷、铬、铜、锌、镍均未超过1.0，未受到污染。单因子污染指数由大到小的顺序是：Pb＞Zn＞Hg＞As＞Cd＞Cu＞Ni＞Cr。

表5　东圳水库周边土壤重金属单因子污染指数

3　结论

（1）对莆田市东圳水库一级保护区土壤监测分析结果表明，水库一级保护区周边土壤pH值范围在4.82～6.28之间，全部偏酸性。土壤pH低的原因与大气降水、土壤本底值为酸性和土壤风化淋溶强烈有关。镉、汞、砷、铬、锌、镍均达到GB15618-1995《土壤环境质量标准》中表1的一级标准限值，铅超标，但未超出二级标准限值。铅超标可能是由于库周土壤中铅的背景值较高。但东圳水库水质监测结果铅均未检出，说明库水体未受到污染，因此作为饮用水水源是安全的。

（2）对照福建省红壤环境背景值，各测点的铅浓度均高于背景值，镉、砷浓度部分高于背景值，其余项目均低于背景值。这与母岩母质发育的元素较高有关。

（3）根据单项污染指数比较，土壤重金属污染程度由重到轻排序为：Pb＞Zn＞Hg＞As＞Cd＞Cu＞Ni＞Cr。

（4）在东圳水库饮用水源保护区内实施发展生态公益林，努力恢复森林生态系统。在一级保护区内加快居民点搬迁工程，建设库滨带，完善水生生态系统，净化水质。

（5）建立莆田市主要饮用水源地周边土壤监测系统网络，定期开展主要饮用水源地周边土壤环境监测，建立系统的档案资料，逐步建立起监测与评价体系［6］，从而切实提高莆田市主要饮用水源地周边土壤环境管理提供技术支撑的能力。

［1］魏复盛，寇洪茹，洪水皆.水和废水监测分析方法［M］.北京：中国环境科学出版社，2002.

［2］夏家淇，蔡道基，夏增禄，等.土壤环境质量标准，GB15618—95［S］.北京：国家环境保护局，1995.

［3］刘用清.福建省红壤元素背景值研究［J］.福建农业科技，2007（6）：59-61.

［4］邵学新，吴明，蒋科毅.西溪湿地土壤重金属分布特征及其生态风险评价［J］.湿地科学，2007，5（3）：253-259.

［5］莆田市环境保护局.莆田市环境质量报告书.2014.

［6］陈斌，王业耀，何立环，等.农村环境监测与评价技术进展［M］.北京：中国环境科学出版社，2013.