农田土壤重金属污染情况监测分析及防治策略①

姚洋

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2016.18.061

摘 要：该文将选取我国某地部分农田土壤对其中富含的汞、铜以及铅等重金属元素进行检测分析。通过内梅罗综合指数法及Hakanson潜在生态风险指数法对土壤中的重金属污染状况及当地农田土壤中潜存的生态风险进行评估。

关键词：农田土壤 重金属污染 监测分析 防治

中图分类号：D922.68 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）06（c）-0061-02

重金属元素种类多、污染危害大、污染过程隐蔽及污染结果不可逆性，因此使农田土壤重金属污染防治成为我国农业发展的重点。

1 农田土壤重金属污染监测分析概况

此文所选试验区为我国某地一典型的农业城市，在该试验区内随机选取9个不同自然村，设置75个随机数据采样点进行分析采样。通过对角线布点方式对2～20 cm内的农田土壤进行采样分析。在检测分析中需将地表土壤中的根系植物及相关砾石等杂物清理干净，并保证土壤土质均匀。通过四分技术称量1 kg土壤装入试验袋送农业实验室检测分析[1]。

2 农田土壤重金属污染情况检测分析

在实验室检测分析前，先将所选取的土壤样品自然风干并碾碎，先后分别经过20目与100目的尼龙筛筛选，然后利用比例为1∶1的王水进行消解，对样品农田土壤中的As元素和Hg元素进行测定。随之采用HCl-HNO3-HClO4-HF对土壤进行消解后，对其中富含的Ni元素、Cu元素及Cr元素和Pb元素、Zn元素等重金属元素的实际含量进行测定。在检测过程中，分别采用火焰原子吸收分光光度法和石墨炉原子吸收分光光度法测定样品土壤中的Cu、Zn、Cr、Ni等重金属元素的实际含量及Pb、Cd元素的实际含量，采用原子荧光法科学测定样品土壤中Hg及As元素的实际含量[2]。

3 农田土壤重金属污染情况风险评估

此文通过对农田土壤重金属分析过程中使用的内梅罗综合污染指数分级标准进行分析发现，当P值逐渐增大时，表明该地农田土壤重金属污染情况逐渐变得严重。因此，在具体分析评估中，此文利用以下评估计算公式进行指数分析：

其中，在上述公式中，梅罗综合污染指数采用PN表示，该农田土壤中重金属i的单项污染指数采用Pi表示，其主要表示该农田土壤检测样品中重金属i的实测含量与其评价参考指标之间的比值。通过研究发现，这种污染综合评估方式可有效提高该农田土壤中污染相对严重的重金属元素的计算权值。这种评估计算方式的优点是可对数据分析计算结果进行控制与调整，从而使数据分析结果更加客观、准确地反映该地块中重金属污染实际状况，同时也可从总体数据变化趋势中看出污染农田土壤中污染程度严重的重金属元素。此文在梅罗综合污染指数模型的计算分析基础上，通过单项污染指数法模型经过计算，从而获得该地区农田土壤中重金属污染元素的单项污染参数。

通过上述数据评估可知，该地农田土壤中重金属元素的实际含量均超标，其中Cu元素超标现象最严重，为70%，其他部分重金属元素的实际含量均较低。

当土壤中重金属污染物质量、扩散系数相同时，重金属元素瞬时点污染源的扩散范围随时间增加而扩大。而当污染物扩散质量、时间相同时，重金属污染物的扩散系数越大，扩散范围将越大，污染源浓度也会不断降低。因此，文章通过数据分析以及模型分析，最终认为该农田土壤中重金属污染源扩散浓度在二维空间上符合正态分布变化规律，其污染的具体概率密度函数可表达为[3]：

4 监测分析结果及风险防治对策

综上风险评估可知，该市农田中Cr元素及Cd元素和Cu元素及Pb元素等几种重金属元素的实际含量均超出该地农田土壤的背景值，但该地农田土壤中Hg、As、Cu、Pb、Zn、Cr等几种不同重金属元素的平均含量值远远低于我国现阶段《农田土壤环境质量监测标准》中的相关要求。

文章通过内梅罗污染指数法对该地区农田土壤中重金属元素进行污染评价分析，最终通过采样检测，实验数据结果表明，不同采样点所检测的Hg、As、Cu、Pb、Zn、Cd、Ni 和Cr等8种不同重金属元素实际含量从大到小依次为Ni>As>Cd>Cu>Cr>Zn>Pb>Hg。因此，经过综合评估，最终得出结论，该地区农田土壤中所含重金属元素较少，属于潜在微生态污染风险。

对此，结合这一试验结果，当地政府部门及相关环保部门应建立、健全农田土壤防治的相关法律法规。首先，需推动有机食品生产加工场地建设；其次，在发展农业经济过程中，要大力开展农田水利灌溉，并对生活与农业用水的水质状况进行监测预警。除此之外，要积极按照当地农田土壤的实际属性及气候状况、农作物具体生长发育特点，对农业肥料及农药等进行质量检验，保证其使用量及质量标准达到国家相关安全使用标准。

5 结语

研究结果表明，当地农田土壤中富含的8种常见重金属元素的平均含量均低于我国土壤环境质量评价标准中的二级标准水平。但在检测分析过程中却发现铅及铜、汞等4种重金属元素的实际含量明显超过当地土壤背景值。但文章通过模拟试验认为，尽管上述相关重金属指标超过了农田土壤中污染物的实际含量标准，但该农田土壤中重金属污染源扩散浓度在二维空间上符合正态分布变化规律，并不会对当地生态环境造成严重威胁。综上两种不同评估方式，我国某地农田土壤存在潜在轻度生态风险，因此该地农业部门应对此现象引起高度重视，同时需采取科学的措施进行污染风险防治。

参考文献

[1] 陈平，翟超英，程洁.日本农田土壤环境质量监测综述[J].环境与可持续发展，2016（1）：117-123.

[2] 张小敏，张秀英，钟太洋，等.中国农田土壤重金属富集状况及其空间分布研究[J].环境科学，2014（2）：692-703.

[3] 田庆春，杨太保，石培宏，等.白银市土壤重金属污染源分析及防治措施[J].中国环境监测，2012（6）：40-45.