第46卷第庁期2021年5月
Vol.46No.5
May2021环境科学与管理
ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT
文章编号：1674-6139(2021)05-0055-04
倪洁
无触点稳压电源(河北省衡水生态环境监测中心，河北衡水053000)
彩印业务摘要：土壤重金属污染问题日益严峻，影响生态环境的可持续发展，因此，提出对土壤重金属污染特征及生态
风险展开监测，根据土地利用现状图与遥感影像等数据资料，结合地势走向与土壤特征等情况，在研究区域中
设立监测点，基于国家土壤质量二级标准的重金属含量，利用单因子指数法与内梅罗综合污染指数法，评价土
壤当前污染状态。经分析发现,Cu元素对土壤污染程度的影响最大，依据土壤潜■在生态风险系数与风险指数
可知，该元素具有超高的生态风险，是土壤重金属污染的主要元素。
关键词：土壤；重金属浓度；污染特征；潜在生态风险指数；单因子指数法；重金属元素
中图分类号：X53文献标志码:A
Characteristics of Soil Heavy Metal Pollution and Ecological Risk Monitoring
Ni Jie
(Hebei Province Ecology Environmental Monitoring Center,Hengshui053000,China) Abstract:The problem of heavy metal pollution in soil is becoming more and more serious and affects the sustainable development of the ecological environment.Therefore,the characteristics of soil heavy metal pollution and ecological risks are monitored.According to data such as land use status maps a
nd remote sensing images,combined with terrain trends and soil characteristics,etc.,the paper establishes the monitoring points in the study area,based on the heavy metal content of the national soil quality secondary standard.It uses the single factor index method and the Nemeiro comprehensive pollution index method to evaluate the current soil pollution status.It is found that Cu element has the greatest impact on the degree of soil pollution.According to the soil potential ecological risk coefficient and risk index,it can be known that this element has a super high ecological risk and is the main element of soil heavy metal pollution.
Key words:soil；heavy metal concentration；pollution characteristics；potential ecological risk index；single factor index method;heavy metal elements
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刖旨
经济与工农业快速发展，城市化进程加快，导致环境问题备受关注，土壤重金属污染造成的环境污染程度已严重威胁农产品安全与农业健康的可持续发展，其来源主要是自然环境与人为活动⑴，前者是土壤母质与残落的生物物质，对生态收稿日期：2021-02-15
作者简介：倪洁(1978-)，女，在职研究生，工程师，研究方向：环境监测。环境不产生威胁，而后者通过开发金属矿山、堆积固体废弃物、施用农药化肥等活动，令土壤中大量累积重金属，是造成污染的主要因素。重金属元素存在形态多种多样，地球化学行为也大相径庭，因此，深入研究土壤重金属污染问题具有重要的现实意义。文章提出一种土壤重金属污染特征及生态风险监测方法，利用单因子指数法与内梅罗综合污染指数法，从多方面评价土壤当前污染状态，采用潜在生态风险指数法评价该区域土壤的
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潜在生态风险，加强生态风险评估有效性与真实性，为土壤治理与生态优化提供参考。
1准备阶段
1.1研究区域概况
所选研究区域位于某省东南部的丘陵平原，属亚热带湿润季风气候，气候较为温和，雨量充沛，是中国有金属基地之一。地势呈东南向西北倾斜，地形为长34公里、宽9公里的带状。南、中、北各部分别是剥蚀低山地区、剥蚀丘陵、临江冲积平原。该地区具有丰富的矿产资源，农产业与植物、药类也相对发展较好。该地区由于受到变形断陷与强烈的岩浆活动，生成了次生富集性矿床⑵O
表1主要设备及试剂信息表
齿轮齿条转向器
设备型号
微型植物试样粉碎机理102
电子天平FA1604
箱式电阻炉SX-5-12
电热恒温干燥箱202
电热板SB-18-4
原子吸收分光光度计AA-6300C
低速离心机TDL-40B降压散
回贱振荡器HY-5
全温振荡培养箱HZQ-F160
电热恒温水浴锅HHS
pH计HQ40d
分光光度计WFJ7200
试剂规格
超纯水18兆欧分析纯
分析纯
盐酸分析纯
硫酸分析纯
冰乙酸分析纯
高氯酸分析纯
无水乙醇分析纯
氢氧牝钠分析纯
硫酸铜分析纯
C t、C<1、Cu、M il、As、Hg、国家标准样品
Pb、Zn标准溶液1.2实验设备与试剂
表1为土壤重金属污染特征与生态风险分析实验所用主要设备与试剂。
1.3监测点设立
根据土地利用现状图⑶、总体规划图、复垦规划图与遥感影像等数据资料，结合地势走向与土壤特征等情况，在研究区域中设立近40个监测点，如图1所示。
图1监测点分布示意图
以该区域重金属元素成分浓度与所属地区土壤重金属浓度背景值为依据，基于相关国家与行业标准⑷，将监测的重金属对象选取为Cr.As.Cd. Ni、Cu、Zn。当种植区的玉米品种成熟后，从监测点处任意采集土壤样品，晾晒充分以备检测重金属；土壤pH值检测由玻璃电极法实现，而土壤样品中各重金
属元素的测定方法为：火焰原子吸收分光光度法⑸、石墨炉原子吸收分光光度法⑹、AFS（atomic fluorescence spectrometry，原子荧光光谱法）法E。
1.4土壤重金属污染评价标准
土壤生态研究与污染防治的基础是评价土壤重
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・
金属污染程度。通过监测与调查该地区的土壤重金属污染情况，利用单因子指数法与内梅罗综合污染指数法，评价土壤当前污染状态。前者是一种常用的土壤重金属污染评价策略，主要评价土壤中任意一种重金属污染物的污染程度，由下列计算公式解得：
Pi=l⑴
式(1)中，土壤污染物i的环境质量指数、实际测量浓度以及限量标准值分别为P；、C；、Sg单一污染物的指标等级如表2所示。
表2单一污染物环境质量指数等级划分标准
等级单因子污染指数分级程度
1Pi<0.6清洁
20.6W鬥<1尚清洁
31W巴<2轻度污染钉角机
42W化<3中度污染
5Pi M3重度污染
内梅罗综合污染指数法的作用是对每个污染物的污染平均水平进行更全面的反映，表达式如下所示：
PN=yPj严仃(2)
式(2)里，监测点综合污染指数为PN，监测点j 的污染物单污染指数极大值为Pg，该监测点全部污染物的单污染指数均值为P—
表3土壤环境质量执行标准mg/kg
元素一级自
然背景<6
二级
6-7>7
三级
>6
Cd0.10.20.20.40.9 As1035302535 Cu3050150150450 Pb30300350400500 Cr90200250300350 Zn100250300350500 Ni35354060250
与(GB15618-1995)土壤环境质量标准相结合，根据国家土壤质量二级标准的重金属含量(见表3)，采用潜在生态风险指数法评价该区域土壤的潜在生态风险。
其中，潜在生态风险指数策略对多元素协同作用、各重金属元素毒性水平差异、污染浓度以及敏感性等因素做综合考量，通过下列各式真实反映出污染情况，抑制区域差异与异源污染影响：
Cf=f⑶
E；=乃*C；(4)
ri=F==看
*宾(5)式(3)~(5)里，重金属i的相对参比值污染系数与评价参比值为G与C：，该重金属的生态风险指数与毒性响应系数分别是E；与乃，多元素生态风险综合指数为肌
2土壤重金属污染特征与生态风险监测结果分析
所得数据经excel、田M SPSS Statistics软件整理分析后，利用Arc GIS10.2绘制相关图像。结合监测区域重金属污染情况，将其划分成五个部分，探究土壤重金属污染特征与对应生态风险。
2.1土壤重金属污染浓度整体特征
根据土壤重金属污染浓度特征(见表4)可以看出，研究区域土壤中Cd、As、Zn的浓度均值符合国家土壤环境质量二级标准，而Ni、Cr、Cu浓度均值则超出该标准，且超标率较高，其中以Cu污染现象最为严重。
2.2土壤重金属污染生态风险分析
由土壤潜在生态风险系数与风险指数统计表5可知，各重金属元素的潜在生态风险指数均值排序是Cr>Cd>Zn>Ni>As o重金属Cu污染系数与平
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均污染指数较高，被判定为超高生态风险，较大程度影响研究区域的重金属污染情况。
表4土壤重金属污染浓度特征mg/kg 重金属区域1区域2区域3区域4区域5均值Ni151.19149.44101.83146.75168.89143.62 Cd0.190.110.090.020.220.13 As15.6510.319.7712.8313.
8414.48 Cr432.8419.75534.86587.18483.88491.69 Cu830.08815.46821.9291&65916.84860.59 Zn129.78125.89131.38126.21130.69128.79
表5土壤潜在生态风险系数与风险指数统计表
生态风险系数区域1区域2区域3区域4区域5均值Ni0.060.030.05 1.130.090.27
Cd 2.160.660.74 1.920.63 1.22
As0.030.010.020.030.010.02
Cr 3.13 2.8519.73 5.16 2.82 6.74
Cu965828762832867850.8
Zn 4.340.63 1.490.680.23 1.47生态风险指数974.72832.18784.03840.92870.78860.53
3结论
土壤是生活生产的主要自然资源，也是赖以生存与和谐发展的主要物质基础。因粗放式生产形式与缺乏环保意识等因素，使得土壤在开采、利用过程中受到了严重污染，对周边生态环境有着严重的威胁，
为此，文章提出对土壤重金属污染特征与生态风险展开监测，指出土壤恢复治理指导性方向，为改善环境质量提供重要数据。在今后的工作中，应从有机物污染与无机物污染角度，更深入地探讨污染特征与生态风险；需根据不同的土壤类型均匀布设监测点，结合监测点、污染源间距，完善监测结果的准确性与全面性。
酸性硅溶胶
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土,2019,40 (6)
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