南京市土壤重金属污染调查评价

1、南京市土壤重金属污染调查评价 房世波 1, 潘剑君 2, 杨武年 1, 姜小三 2, 林 健 2(1. 成都理工大学遥感与 GIS 研究所 , 成都 610059; 2. 南京农业大学 , 南京 210095 摘要 :在南京地区总共采集土样 36个 , 以 土壤环境质量标准 G B 15168 1995二级标准为评价标准 , 对南京市土 壤重金属 Pb 、 Z n 、 Cr 、 Hg 、 Cu 的污染状况作了初步评价。 研究发现南京近郊重金属污染以汞和锌为主 , 江宁县附近为污 染重区。 污染原因有 :工矿企业废物的排放 ; 各类肥料和农药的施用 ; 生活垃圾的农用。 在评价的 3种主要土地利

2、用 类型中污染比较严重的是受人为影响比较大的菜地和水田 , 说明人为影响是土壤重金属污染的主要原因。关键词 :南京 ; 重金属污染 ; 土壤 ; 环境质量评价中图分类号 :X53 文献标识码 :A 文章编号 :1002-1264(2003 04-0004-03I nvestigation and Assessment on Pollution of Soil H eavy Metals inFANG Shi 2bo 1,PAN Jian 2jun 2,Y ANG Wu 21,J I 2(1. Institute of RS &GIS , Chengdu T , ,China ;2. ,Chin

3、a Abstract :On the of s metals in Nanjing region ,the pollution status of s oil heavy metals , which Pb , Cr , Hg and Cu , were evaluated according to the Standard o f Soil Environ 2 ment Quality (G B 15168 1995 . The result showed that the pollution of s oil metals in Nanjing suburb was mainly on H

4、g and Zn , and the m ost seriously polluted area was around Jiangning region. The analyses of the reas ons of s oil pollution showed that it was m ostly caused by the wastes of industries and mineral factories , or by the using of fertil 2 izers and pesticides , or by reutilization of living garbage

5、. The vegetable land and the paddy fields am ong the three kinds of lands investigated ,are m ore seriously polluted and man 2made disturbance is the main reas on of s oil heavy metal pollution.K ey w ords :Nanjing ; pollution of heavy metal ; s oil ; environment quality assessment. 城市近郊的土壤由于市区的工业污染

6、物质和 生活废弃物的大量输入 , 土壤环境质量受到严重影 响 , 而市郊是城市菜篮子的主要补给区 , 因此研究 城市郊区土壤环境质量 , 具有特别重要的意义。 笔 者曾用遥感影像得出南京城市化进程是加速发展 的 1, 城市化进程促进了南京市郊土壤中重金属的 积累 2, 那么南京市土壤污染现状怎样究竟呢 ? 本 文根据对南京市郊 36个土壤样品实验分析的结 果 , 采用 土壤环境质量标准 G B 15168 1995二级 标准对南京近郊土壤重金属的污染情况进行了评 价并制图。 着重调查了土壤重金属污染的种类和 程度 , 并对造成污染的原因进行了分析。1 样品的采集与分析1. 1 采样 根据南京地

7、区土壤的分布情况 , 以南京城区 为中心 , 环城由近及远呈辐射状分 7条路线 (向 东 、 东南 、 南 、 西 、 西北 、 东北 、 北方向 设定采样点 , 在具体的采样过程中 , 我们又根据土地利用类型 , 具体设定采样点的位置 。 每个土壤混合样品均取 2030个采样点组合成一个混合样品 。土壤采 样时尽量避开垃圾填埋场 、 加油站等直接污染源 。 每个样品在采集过程中 , 都考察了各个采样点附 近的地理状况 , 调查各样点附近的可能污染源情 况并作记录 。土壤混合样去除石头和植物的根 、 叶等 , 放在通风处自然风干 。1. 2 土样分析将自然风干的土壤碾磨 , 运用四分法去除多

8、余的部分 , 然后在玛瑙研钵上研磨 , 使剩下的部分 完全通过 100目的筛子 , 装袋以备用 。铅 、 锌 、 铬的测定 :用 HF -HClO 4-H NO 3消 化 , 原子吸收分光光度法 3; 铜的测定 :用 HCl -HClO 4-H NO 3进行消化 , 原子吸收分光光度法 3; 汞的测定 :用硫酸 -高锰酸钾消解法对土壤进行 消解 , 冷原子吸收法 3。4 第 16卷 4期2003年 8月城市环境与城市生态URBAN E NVIRONME NT &URBAN ECO LOGYV ol 16,N o. 4 Aug. 2003基金项目 :国家自然科学基金资助项目 (49771043

9、收稿日期 :2002-12-01; 修改稿日期 :2003-03-03 2 土壤重金属评价2. 1 评价因子 铅 、 锌 、 铬 、 铜 、 汞 。2. 2 评价标准国家环境质量标准中 II 类土壤评价标准主 要适用于一般农田 、 蔬菜地 、 茶园 、 果园 、 牧场等 , 土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污 染 。 二级标准为保障农业生产 , 维护人体健康的 土壤限制值 。 II 类土壤环境质量执行二级标准 。 本文评价的土壤都是与城镇居民饮食健康密切相 关的菜地 , 水田和林地 , 所以采用 土壤环境质量 标准 G B 15168 1995二级标准 。2. 3 评价方法P i =C

10、i /S i (1 式中 :P i i 的环境质量指数 ; C i 为污染物 i 的实测浓度 ; S 为污染物 i 的评价 标准 。 若 P i 1时超过了土壤环境质量标准 , 此时 土壤超标有污染 , 对作物的生长发育有影响 , 会进 而影响人体的健康 。 P i 1时土壤中的重金属含 量没有超标 , 作物生长发育正常 , 对人体无危害 。 2. 4 评价结果分析讨论2. 4. 1 菜园土评价结果 菜园土重金属污染评价表 (表 1 。表 1 菜园土重金属污染评价表项目 最大值 最小值 平均值 标准差 样本号 超标样本数 P i (铅 0. 240. 090. 140. 051140 P i

11、(锌 0. 970. 330. 620. 211140 P i (铬 0. 520. 200. 320. 101140 P i (铜 0. 810. 220. 420. 191140 P ( 由表 1可以看出 , 对菜园土壤数据进行国家 二级 标 准 处 理 后 , 铅 、 锌 、 铬 、 铜 因 子 的 P i 均 小于 1。 说明铅 、 锌 、 铬 、 铜在菜园土中的含量均 在国家二级标准范围之内 。 但其中锌的含量已经 接近国家二级标准了 , 如 3、 5和 6号点已经达到 了二级标准含量的 80%90%左右 , 应该引起警 戒 。 最严重的是汞的污染 , 有 3和 6两个采样点 的 P

12、 i 大于 1, 已经超标 。 3号采样点位于南京地 区鄢家营 , 周围没有显著的污染源 , 但这块菜地已 经种菜有 20多个年头 。根据张民和龚子同的研 究结果表明 , 菜园和粮田中 , 随着耕地历史的延 长 , 表层土壤中的重金属含量呈增加趋势 4。有 关的欧洲报道指出 , 有机肥 、 化肥和农药的大量使 用是土壤中锌污染的主要途径 5。 我国香港地区 农田中的锌污染和香港的农业生产的施用有机肥 的传统有关 6。 所以 3号点菜地多年有机肥 、 化 肥和农药的长期大量投入可能是造成污染的一个 原因 。 5号点的锌含量已经引起警戒 ,5号点位于 南京体育学院北 100m , 一直作为菜地使用

13、 , 在十 几年前曾经施用生活垃圾 , 生活垃圾中的重金属 含量一般都较高 , 所以对土壤有一定的污染 。 6号点是污染比较严重的一个点 , 它位于北苑小区 西 100m , 西 50m 为华菲电子公司 , 北 300m 为 网板电子有限公司 , 菜地北邻一条排放工业污水 的水沟 , 2, , 蔬菜的质量 直接关系到广大城镇居民的生活饮食健康 , 蔬菜 特别是叶菜重金属的积累量要较果菜或粮食作物 多的多 , 所以结合本研究 , 笔者认为需限制城市近 郊蔬菜地的发展或改种其他粮食作物 , 并加强城 市环境保护和城市土壤污染监测和评价工作 。 2. 4. 2 苗圃评价结果 苗圃土壤重金属污染评价表

14、 (表 2 。表 2 苗圃土壤重金属污染评价表样号 采样深度 (cm pH P i (铅 P i (锌 P i (铬 P i (铜 P i (汞 150156. 610. 110. 430. 260. 200. 54 由表 2可以看出 , 对数据进行国家二级标准 处理后 , 铅 、 锌 、 铬 、 铜 、 汞因子的 P i 均小于 1。说 明铅 、 锌 、 铬 、 铜在苗圃土壤中的含量均在国家二 级标准范围之内 , 没有发生土壤的重金属污染 。 2. 4. 3 水田评价结果 水田土壤重金属污染评价表 (表 3 。表 3 水田土壤重金属污染评价表指数 最大值 最小值 平均值 标准差 样本号 超标

15、样本数 P i (铅 0. 270. 080. 140. 0517270 P i (锌 1. 480. 300. 550. 3217271 P i (铬 0. 450. 190. 280. 0717270 P i (铜 0. 670. 170. 310. 1417270 P ( 由表 3可以看出 , 铅 、 铬 、 铜因子的 P i 均小于 1, 含量较低 , 在国家二级标准范围之内 。锌有 24号一个采样点的 P i 大于 1, 汞有 22、 24、 26号 3个 采样点的 P i 大于 1。 22号采样点位于金村南 300 m , 东 100m 为宁铜公路 , 汞超标原因不明 。 24采

16、样点位于殷巷东 500m , 附近就是秦淮河 , 污染的 江水可能加重了土壤中的重金属的含量 , 造成锌 和汞的超标 。 26号采样点位于江宁县其林镇城 5房世波 , 等 南京市土壤重金属污染调查评价 头村东面 , 汞超标原因不明 。2. 4. 4 旱地评价结果 旱地土壤重金属污染评价表 (表 4 。表 4 旱地土壤重金属污染评价表样号 采样深度 (cm pH P (铅 P (锌 P (铬 P (铜 P (汞 280156. 980. 120. 810. 310. 320. 76 表 4是旱地的土壤重金属污染情况 , 可知 , 铅 、 锌 、 铬 、 铜 、 汞因子的 P i 均小于 1。说明

17、铅 、 锌 、 铬 、 铜 、 汞的含量均在国家二级标准范围之内 , 没有发生土壤的重金属污染 。2. 4. 5 林地评价结果 林地土壤重金属污染评价表 (表 5 。表 5 林地土壤重金属污染评价表指数 最大值 最小值 平均值 标准差 样本号P i (铅 0. 320. 070. 180. 0 P i (锌 1. 290. 61P i (铬 0. 320. 11300 P i (铜 0. 430. 090. 1330360 ( 表 5是林地的土壤重金属污染情况 , 可知 , 铅 、 铬 、 铜 、 汞 P i 均小于 1。说明铅 、 铬 、 铜 、 汞在 林地土壤中的含量均在国家二级标准范围之

18、内 。 但是 35号采样点锌的 P i 值大于 1, 有锌的污染 , 采样点位于南象山墓地 , 附近有锌矿 , 所以有可能 污染原因有二 :可能是土壤本身的自然背景值比 较高 , 也有可能是锌矿对附近土壤的污染 。3 结论与讨论 在本次实验中总共采样 36个 , 共有超标点 6个 , 汞超标点 5个 , 锌超标 2个 , 其中一个点的锌 、 汞均超标 。 所以根据本次实验的结果可知 , 南京 市近郊的土壤重金属污染以锌 、 汞的污染为主 。 所以 , 以后在南京地区应该着重注意防止这两种 重金属的污染 。在本次的评价实验中 , 根据对 6个超标点的污染情况的分析 , 重金属污染比较严 重的区域

19、一般都是在工业区附近 , 工业废物和生 活废物是造成土壤重金属污染的重要原因 (如采 样点 6 。 有机肥 、 化肥 、 农药的长期大量使用也 造成了一定的重金属污染 , 有机汞农药及含镉 、 汞 磷肥的施用 , 都有可能造成土壤的重金属污染 7, 菜园和粮田中随着耕地历史的延长 , 表层土壤中 的重金属含量呈增加趋势 (如采样点 3 。另一方 面城市生活垃圾也会造成对土壤的污染 (如采样 点 5 。 由重金属污染点的区域分布情况看 , 如图 1所示 , 在 6个超标点中 , 有 3个点的位置在江宁县 的附近 。说明该区是南京地区重金属污染的重 区 , 应引起高度重视并加强对环境的保护和对污 染的治理 。1从土地利用类型来看 , 污染最严重的是菜地 土壤土和水田土壤 。在 3种主要土地利用类型 中 , 其中菜园土共采样 14个 , 有 2个点汞超标 ; 水 田土共采样 11个 , 有 2个点汞超标 , 有 1个点锌 、 汞超标 ; 林地土共采样 7个点 , 有一个点锌超标 , 而且主要是因为锌矿引起的土壤背景值偏高 , 非 人为污染所至 。 由此可见受人为影响比较大的菜 地和水田中土壤的重金属污染比较的严重 , 所以 人们应该合理的利用土壤 , 笔者认为应该限制城 市近郊蔬菜地的