安康市山坡地区小麦秸秆及土壤中重金属含量及评价

唐艳茹，魏家巍，丁　鹏，张　敏

(1.长春师范大学化学学院，吉林长春 130032；2.长春希望高中，吉林长春 130022)



安康市山坡地区小麦秸秆及土壤中重金属含量及评价

唐艳茹1，魏家巍2，丁鹏1，张敏1

(1.长春师范大学化学学院，吉林长春 130032；2.长春希望高中，吉林长春 130022)

[摘要]为了研究陕西省安康市山坡地区小麦秸秆以及土壤中重金属铜、锌、镍的污染现状，对安康市山坡地区小麦植株以及土壤采样并进行调查与研究，结果表明：从单因子污染指数分析与综合污染指数分析来看，按照国家的划分标准，安康市山坡地区小麦植株及土壤未受到污染，铜、镍含量非常低，并不会对农作物以及土壤产生污染，土壤中金属锌的含量较高，超过了背景值，但对农作物的正常生长并没有产生严重的影响。

[关键词]小麦；土壤；秸秆；污染；重金属；分布规律

土壤是陆地表面具有一定肥力的疏松表层，能生长植物，是由岩石土壤母质风化两个过程集合而成的产物[1]。人类活动对土地影响越来越多，越来越大，重金属的积累也越来越严重。重金属主要通过大气、土壤、水循环等多种媒介进入植物体，并进行转化和累积，又经食物链进入人畜体内，危害人畜的生命与健康[2-4]。农业重金属污染，国内外均有大量研究，但大都集中于对土壤微生物及酶活性的研究[5-6]。重金属、病原体、化肥农药等与人类活动有关且对生物和人体有害的物质[5],都有污染物转移到土壤中的过程。小麦中重金属的含量体现了小麦所生长的土壤中重金属的含量，当小麦中重金属含量超标时，小麦生产地的土壤中重金属的含量也是超标的。

本文通过对安康市山坡地区3个采样点进行分析研究，测定重金属元素铜、锌、镍的含量，分析污染源及相关的危害，并对其进行了分析评价。此次的研究有助于人们了解由于人类自身造成的土壤重金属污染，对相关产业部门作出产业结构调整以及农户对化肥农药的合理使用有指导意义。政府机关根据此分析结果，可优化农业生产发展布局。

1实验部分

1.1样品的采集

1.1.1土壤样本的采集

本文采用蛇形采样法在安康市山坡地区内进行采样，该采样法适用于面积较小、地形不太平坦、土壤不够均匀、需要取采样点较多的地块。深度视采样目的而定，本文采集耕层0～20cm。取混合样1～2kg，如数量太多可用四分法将多余土壤弃去。将所采土样装入布袋或聚乙烯塑料袋，内外均附带标签，标明采样编号、名称、采样深度、采样地点、日期以及采集人。

1.1.2小麦秸秆样本的采集

在同一麦田里采用蛇形采样法，分多个点进行采样，每个点采集相同50～100g的小麦秸秆样品，将采集到的小麦秸秆样品充分混合均匀，在自然条件下风干，将所采集的小麦秸秆样品装入布袋或聚乙烯塑料袋，内外均附带标签，标明采集编号、名称、采样位置、日期以及采集人。

1.2样品的前处理

1.2.1土样的前处理

取出风干后的土样大约每份0.200kg，平铺于木板，用木棍碾碎，重复几次之后，用筛孔尺寸为2毫米的筛过滤，过筛的土壤搅拌均匀，并保存在广口容量瓶内，对这3个土样依次编号，密封存于阴凉处。

1.2.2小麦秸秆的前处理

取出风干后的小麦秸秆大约每份0.200kg，至于粉碎机内粉碎，用筛孔尺寸为2毫米的筛过滤(秸秆粉碎后不用过筛)，过筛的小麦搅拌均匀(秸秆不用过筛，直接搅拌均匀)，并保存在广口容量瓶内，对这3个小麦秸秆依次编号，密封存于阴凉处。

1.3样品的测定

(1)土样含水量和pH的测定；(2)样品中铜、锌、镍三种重金属的含量测定。

2结果与讨论

2.1土壤中含水量及pH测定结果

表1　安康市山坡地区土壤含水量测定结果

表2　安康市山坡地区土壤pH测定结果

2.2小麦、秸秆和土壤中重金属含量测定结果

表3　小麦、秸秆和土壤中重金属含量测定结果

表4　土壤环境质量标准值(GB 15618-1995)　 mg·kg-1

2.3单因子污染指数分析

单因子污染指数法： Pi=Ci /Si,式中：Ci为试验中所测污染物i的实际浓度；Pi为污染物i的单项污染指数；Si为评价标准中所规定的污染物i的浓度(表5)。

表5　各取样点重金属单项污染指数Pi

陕西省安康市山坡地区土壤中的单项污染指数检测值整体远小于1，小于标准值，所以可以近似地认为污染情况是不存在的。

从数据分析来看，山坡地区因远离城镇和工业区等排污场所，污染指数较小，对农作物的生长与生产几乎没有造成影响。各种重金属在小麦、秸秆以及土壤中的富集能力是不一样的，小麦中金属含量最高，土壤次之，秸秆中含量最低，因此应该将秸秆的利用率最大化。3种重金属在小麦、秸秆以及土壤中的含量是锌最高，镍次之，铜最少。

2.4综合污染指数分析

表6　重金属的综合污染指数

按照国家关于重金属污染等级的划分标准，安康市小麦植株及土壤中金属锌的含量程度最高，而其余两种重金属铜和镍含量较低。

3结论

本文采用可见分光光度法测定陕西省安康市山坡地区土壤中3种重金属Cu、Zn、Ni的含量，测量结果表明：小麦植株不同器官对同种金属，不同种金属的吸收能力不同，秸秆与小麦粒相比而言，小麦粒的吸收能力更强。与土壤重金属含量的背景值相比较，铜、镍含量均在背景值之下，但锌的含量远高于背景值。从3种金属在小麦秸秆与土壤中的含量来看，小麦对金属镍与金属铜的吸收能力较强，而对于金属锌的吸收能力较弱。小麦植株以及土壤并未受到3种重金属的污染，但是我们也应该注意，在以后的生活中尽量避免重金属对农作物以及土壤造成污染。

[参考文献]

[1]邢克孝,胡建楠,尚德龙,等.土壤重金属污染与城郊蔬菜作物吸收量相关性的研究[J].环境保护科，1979(3):27-31.

[2]郭平,谢忠雷,李军,等.长春市土壤重金属污染特征及其潜在生态风险评价[J].地理科学,2005,25(1):108-112.

[3]朱桂芬,张春燕,王建玲,等.新乡市寺庄顶污灌区土壤及小麦重金属污染特征的研究[J].农业环境科学报,2009,28(2):263-268.

[4]钟晓兰,周生路,赵其国.长江三角洲地区土壤重金属污染特征及潜在生态风险评价[J].地理科学,2007,27(3):395-400.

[5]林文杰.莲花山钨矿区土壤重金属污染与理化特征[J].土壤通报,2014(1):232-236.

[6]陈中云,闵航,张夫道,等. 4种重金属污染对稻田土反硝化细菌的影响[J].中国环境科学,2003,23(3):305-310.

Heavy Metal Contents and Evaluation of Wheat Straw and Soil in Ankang Municipality Mountains City

TANG Yan-ru1,WEI Jia-wei2, DING Peng1,ZHANG Min1

(1.Faculty of Chemistry, Changchun Normal University, Changchun Jilin 130032, China;2.Changchun Hope High School,Changchun Jilin 130022,China)

Abstract:In order to study heavy metals copper, zinc, pollution status of Ankang City, Shaanxi wheat straw and soil in hilly areas of nickel, Ankang City, Shaanxi Province in the hillside area of wheat plants and soil sampling and investigation and research, the results showed that: from a single factor pollution index analysis comprehensive pollution index analysis, according to the national criteria for the classification, wheat plants and soil Ankang City in hilly areas unpolluted, copper, nickel content is very low, will not have crops and soil pollution, but metallic zinc content of the soil than higher than the background value, but for normal growth of crops did not have a serious impact.

Key words:wheat;soil;straw; pollution; heavy metal; distribution

[作者简介]唐艳茹(1962- )，女，高级实验师，从事应用化学、实验室建设研究。

[收稿日期]2015-12-01

[中图分类号]X13

[文献标识码]A

[文章编号]2095-7602(2016)02-0054-04