宁国市城市远景规划区土壤重金属积累特征及其污染评价

王文庆， 王守沛

(安徽省地质环境监测总站，安徽 合肥 230001)

0 引言

城市土壤是城市环境的重要组成部分。随着城市人口的增长，城市土壤因人类活动导致重金属污染。土壤重金属污染具有隐蔽性、不可逆性及难以恢复性等特点，其被学界喻为“化学定时炸弹”[1]，对其开展研究已成为当今土壤环境领域的重要内容之一。

宁国市位于安徽省东南部，近年来由于矿业开发、农业面源排放、居民生产生活等造成了土壤重金属污染，如宁国市农药化工总厂周边地块。2019年，宁国市政府发布《关于印发宁国市污染地块风险管控实施方案的通知》，通知指出需进一步加强污染地块环境管理，防范土壤环境风险。本文以宁国市城市远景规划区为研究对象，对研究区表层土壤重金属积累特征进行了分析，对土壤重金属污染进行了评价，以期为城市绿色发展提供参考。

1 材料与方法

1.1 采样点布置及处理

根据区域土壤类型情况，采用网格布样法在研究区内采样。本次在研究区的工业区、交通区、居住区和公园区四类功能区中采集表层(0～20 cm)土壤样品，研究区面积约432.1 km2，共采集66个有效土壤样品，采样点见图 1。土样采集后，剔除与金属采样器接触部分，然后在阴凉通风处风干，筛除根系、残渣等，研磨后过200目筛，再装袋备用。采用电感耦合等离子质谱法测定土壤中铜、铅、锌、铬、镉、砷、汞7种重金属含量，测定过程中严格按照相关规范操作，以保证测试数据的可靠性。

图1 研究区土壤样点图

1.2 评价方法

采用单项指数法与内梅罗综合指数法对土壤重金属污染进行评价。评价分级标准是依据国家《土壤环境质量技术标准》(GB15168—2008)及袁新田[2]、陈兴仁等[3]的研究成果。结合研究区实际情况，土壤重金属污染程度分级标准见表1。评价方法如下：

单项指数法计算公式为：

Pi=Ci/Si

(1)

式中：Pi为土壤中重金属i的污染指数；Ci为重金属i的含量，mg/kg；Si为重金属i的分级标准。

表1 土壤重金属污染分级标准

内梅罗综合指数法的计算公式为：

(2)

2 分布特征及污染评价

2.1 研究区土壤重金属分布特征

研究区浅层土壤重金属含量统计分析结果见表2。从表2可以看出，研究区除重金属 Cr、Cu外，Pb、Zn、Cd、As、Hg等5种重金属含量均不同程度超过全省土壤背景值，其中Cd平均含量达到0.18 mg/kg ，超过安徽省土壤背景值195.08%，这说明土壤中Cd重金属有外源物质的进入，并存在一定程度的积累。研究区7种重金属含量均在国家土壤环境质量二级标准范围内。

表2 研究区表层土壤重金属元素含量统计

2.2 宁国市与其他城市土壤重金属含量进行对比

将研究区土壤重金属含量与我国兰州、西安、上海、广州、临汾等城市进行比较[4]，结果见表3。从表3可以看出，宁国市与其他城市之间的土壤重金属含量存在明显差异，其中，Pb、Zn、Cr、As、Hg含量低于上述城市，但Cd和Cu的含量已处于中等水平。宁国市Cd和Cu的污染究其原因主要是由于工矿、农业面源排放、人口规模等因素综合所致，因此，Cd和Cu的污染需引起重视。

表3 宁国研究区土壤重金属含量和其他城市对比(mg/kg)

2.3 宁国市城区表层土壤重金属污染评价

表4为宁国市不同功能分区分别采用单项指数和内梅罗综合指数对土壤重金属污染的计算结果。单项指数显示，Cd的最高指数为3.08，为重度污染级别；Cu、As、Hg和Pb的单项指数为轻度污染级别，Zn和Cr为警戒级别。研究区四大功能区土壤重金属综合污染指数均大于1，这意味着区内表层土壤重金属已积累有一定程度，且达到了轻度污染级别。全市土壤重金属综合污染指数均值为1.93，处于轻度污染级别。考虑到宁国市主体功能定位为重点生态功能区，研究区土壤重金属污染虽级别不高，但应引起重视。

从表4可以看出，各功能分区土壤重金属综合指数的排序为：工业区>交通区>居住区>公园区，土壤重金属含量受土地利用方式影响显著。人类活动是造成综合指数值差异的主要原因：工业区由于农药化工厂“三废”的排放，因此受到的影响程度最重，达到中度污染级别；交通区与区内交通流量水平持续增大有关，受到的污染次之；居住区则主要是受到居民生产生活的影响；公园区受到的影响程度最小，但区内土壤重金属已达轻度污染级别。公园区作为社会公众生活休闲的经常去处，应引起有关部门的关注。

表4 宁国市不同功能区土壤重金属污染评价结果

3 结论

(1)宁国市城市远景规划区表层土壤中Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As、Hg的平均含量分别为22.8、25.4、70.0、56.8、0.18、12.6和0.11 mg/kg。对比全省土壤背景值，Pb、Zn、Cd、As、Hg 5种重金属含量均有超标，尤以Cd含量超土壤背景值最为严重。

(2)宁国市土壤重金属含量与我国其他部分城市进行对比，结果显示，宁国市土壤中Pb、Zn、Cr、As、Hg含量均低于其他城市，但Cd和Cu的含量属于中等水平，宁国市Cd和Cu的污染应引起重视。

(3)宁国市各功能分区土壤重金属综合污染指数排序为：工业区>交通区>居住区>公园区，且工业区已达中度污染级别。