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文档简介
1、东北土壤重金属污染情况简介一、综述中国地质调查局发展研究中心对东北黑土地 1 : 25万土地质量地球化学调 查,已经完成近28M04km2,其他正在开展,初步查明了东北地区黑土地耕地土 壤肥力、土壤有机质分布特征、土壤重金属污染现状等,对东北平原粮食主产区 耕地的地球化学总体状况形成了初步认识和基本判断。土壤环境质量优良,无重 金属污染的清洁土壤达99%以上。据已完成的松辽平原中南部土地质量地球化学 调查结果,重金属污染土壤仅占0.07%,主要分布在沈阳等城市及周边。其中, 符合绿色食品产地A级、AA级土地基本覆盖粮食主产区,面积合计约为1698万公顷,占92%以上,主要分布在辽宁东部、吉林中
2、部和黑龙江东部及北部的耕 地区。差等土地面积282万公顷,主要分布在松辽平原西部沙化、 盐碱化的非耕 地区。而环境保护部和国土资源部联合发布全国土壤污染状况的调查公报显示东 北老工业基地等部分区域土壤重金属污染问题较为突出。二、分述1、辽宁省辽宁省是东三省中相对污染最严重的一个省, 所以有关辽宁省农田土壤重金 属污染的研究论文也最多(见上述文献计量学分析部分)。通过文献阅读,归纳 分析出如下地区的重金属污染状况。1)沈阳根据沈阳市环境监测中心站 20052008年对沈阳市66.5万hm2农田土壤 和污灌区土壤进行的监测,沈阳市土壤环境质量整体状况良好,神、铜、总铭含 量均值低于沈阳市土壤背景值
3、;镉、铅含量均值接近于背景值;总汞含量均值为 0.09 mg/kg,超过背景值0.8倍。有92.5%的监测点位达到土壤环境质量标准 (GB15618-1995)规定的二级标准,主要分布在新民、法库、康平、新城子等 远郊地区;超标点位仅占7.5%,主要分布在于洪、辽中细河沿岸部分地区。所 有点位铅、铜、总铭含量都达标;但镉、汞出现超标现象,超标率分别为 3.8% 和2.5%。沈阳市农田土壤监测结果和背景值见表 1。表1沈阳市农田土壤重金属监测结果和背景值项目镉汞铅神铜总铭结果范围(mg/kg)未检出-2.67未检出-1.668.6-84.12.7-21.633.5-66.84.06-113均值(
4、mg/kg)0.140.0922.006.4015.1037.81超标率 (%)3.82.5背景值(mg/kg)0.160.050.058.7924.5757.69鉴于土壤重金属污染最严重的地区主要分布在细河沿岸的污灌区,所以沈阳市环境监测中心站于2007年进一步对细河沿岸的农田土壤进行了加密监测。监 测结果显示,细河沿岸农田土壤铅含量范围为16.7340.6mg/kg,均值77.2mg/kg; 镉含量范围1.288.23mg/kg,均值2.95 mg/kg。按照国家土壤环境质量二级标准 衡量,土壤铅超标率12.5%;镉超标率100%,平均超标8.8倍,最大超标倍数 达26.4倍。由此可见,细
5、河沿岸土壤全部处于重污染水平,而且污染分布呈现 上游污染较重,距细河越近污染越重及 025cm的土壤表面耕层污染物含量最 高的规律。沈阳地区重金属污染的主要原因是,沈阳市是重工业城市,铁西老工业基地 原有金属冶炼、化工、纺织、机械加工等行业。过去由于生产工艺落后,每年有 大量含重金属的工业三废”排放。同时,沈阳市郊区过去普遍采用未经有效处理 的城市污水灌溉农田,污水灌溉长达 30余年。1993年沈阳市政府才采取措施, 停止沈阳西部部分地区工业污水灌溉农田的历史。2)鞍山根据辽宁省鞍山市环境监测中心张乃英 5对鞍山市郊蔬菜基地66种重金属 神、铜、铅、铭、汞和镉污染状况进行的分析,基地已受到不同
6、程度的重金属污 染。除神外,其余5种重金属含量均不同程度超过背景值,以汞为最大。与土 壤环境质量标准(GB15618-1995)中二级标准值对照,只有镉超标,超标率为 44.4%。止匕外,分析结果还表明,大田菜地土壤中种、汞、铅的含量比大棚菜地 略高。3)阜新2007年西南大学的徐超理在其硕士学位论文中,对阜新市矿业密集区周围 约2650平方公里范围内农田耕层土壤中的神、镉、铜、锲、铅、锌 6种重金属 的污染状况进行了分析评价。结果表明,这6种重金属污染在研究区内均属中等 水平,其中镉相对污染程度最高,其后依次是锌、铜、锲、铅、神。另外,通过 对不同类型农田土壤重金属的积累差异进行比较发现,菜
7、地土壤中种、镉、铜、铅、锌5种重金属的含量显著高于粮田。4)的产岛对于萌产岛,有多篇论文从不同的取样角度对该市的多个区域开展了重金属 污染研究,对其研究结果归纳如下。(1)的产岛市五里河沿岸五里河是荫产岛地区主要的河流,发源于葫产岛市的四新乡,全长 23km, 流经葫产岛市区,在稻池乡汇入锦州湾。根据辽宁省锦州市环境保护研究所赵连 娣和彦惠芬8对萌产岛市五里河沿岸6个村9的大田及菜田土壤进行的汞含量测 定结果,大田土壤汞含量 0.3737.633mg/kg,平均1.604 2533mg/kg;菜田土壤 为0.5276.798mg/kg,平土匀2.823 R065mg/kg,分别比自然本底值高
8、2239倍。 污染指数显示,大田和菜田土壤汞重度污染分别达37.5%和81.25%。菜田污染程度 要比大田污染严重得多,这与菜田倒荏频繁,灌溉水量大,以及蔬菜对汞 污染比大田作物敏感有关。另外,土壤中汞含量的变化呈随五里河垂直距离增大 而逐渐减少的趋势,这与该河流污染水质对沿岸土壤长期渗透,以及河床底质中 汞含量 很高的沉积物随着河水向地表迁移、运动以及泛洪等过程致使汞在河道 邻近土壤 的长期淤积有关。不过,该地区土壤汞污染的初始原因主要是当地大 型工矿企业排污所致。(2)的产岛市的连山区和龙港区中国科学院东北地理与农业生态研究所的郑娜等10以锌冶炼一氯碱生产复合区为中心进行布点采样,对的产岛
9、市的连山区和龙港区的土壤重金属污染状况 进行了研究。研究结果显示,该区域镉、锌污染属于重污染,汞、铅、铜属于中 度污染。土壤中汞、铅、镉、锌、铜的污染主要呈现以葫产岛锌厂为中心,向外 围辐散降低的规律,其中汞还受到氯碱工业的影响。(3)的产岛市典型功能区的产岛市典型功能区包括四类:重污染企业及周边、固体废弃物集中处理处 置场及周边、采矿区及周边、畜禽养殖场周边。根据的产岛市环境监测中心站杨 畅等11及马宏伟12分别对这些典型功能区开展的重金属污染分析:重污染企业 及周边地区、固体废弃物集中处理处置场地,重金属铭、锌、神、铅、铜、锲、 汞存在健康风险,主要以锌、铭为主,是调查区域严重的污染风险因
10、子;在采矿 区及周边、畜禽养殖场周边,重金属铭、铅、铜、锌、神、汞、锲存在生态风险, 主要以铭、铅、铜为主。此外,沈阳农业大学的刘翠华等13专门针对葫产岛锌厂14周围土壤进行的 重金属污染分析结果表明,该锌厂向环境中排放的废水、废气、废渣,尤其是烟 尘排放对周围土壤造成了较严重的污染。 锌厂南部和西南部表层土壤镉的含量已 达到当地土壤背景值的220倍,土壤污染起始值的84倍,土壤环境质量标准的 10倍。锌厂北部810km、西部25km污染也十分严重,无论以哪种标准进 行评价 均证明所研究区域内土壤已受到了严重的镉污染。另外,下层土壤也受 到了严重 污染(表层土壤含镉量是下层土壤的 1.817.
11、9倍)。东北师范大学的曲蛟15也专门针对辽宁省葫产岛铝矿区矿场、选矿厂、矿 物运输区及尾矿区开展了土壤重金属污染分析。 结果表明,该矿区土壤污染是以 汞、镉、锌、神为主的多金属复合污染,土壤中重金属神、镉污染较为严重,汞、 锌为中度污染。不同片区间重金属污染程度存在明显差别, 污染强度以选矿厂污 染区最高,其次是矿场、矿物运输区及矿区附近山地, 矿区周边农田土壤污染强 度以选矿区周边农田最高,其次是矿山周边农田及尾矿区周边农田; 各农田土壤 的重金属元素以残余态为主,酸可提取态比例最小,不同元素之间、不同片区土 壤之间各形态所占比例差别不大,汞的酸可提取态占全量比例较大,是影响农作 物正常生长
12、的主要因素。5)污灌区辽宁省主要有8个污灌区,见表2。中国科学院东北地理与农业生态研究所 的李名升和佟连军16专门针对辽宁这些污灌区作了土壤环境质量和重金属潜在 生态风险评价。其研究结果显示:镉是辽宁省污灌区首要重金属污染物, 是土壤 背景值的8.4倍。汞、铅、锲污染较为普遍,超标率在 95%99%之间。污染来 源主要是灌溉污水和农田施肥。止匕外,研究结果还显示:以工业废水为灌溉用水 的灌区污染情况比以河水为灌溉用水的灌区污染严重;污灌区重金属元素污染程度大小依次为:镉铅锲汞铜 铭神,而重金属潜在生态风险从大到小则依 次为:镉 汞铅铜锲/铭。总体来看,辽宁省污灌区存在一定程度的重金 属污染,且
13、具有较为明显的复合型污染特点,其潜在生态风险超出警戒水平,各灌区应根据各自污染特点和风险等级制定相应的污染防治对策。表2辽宁省8个污灌区的基本情况污灌区位置回积(hm )灌溉水来源备注沈抚沈阳、抚顺交界1200工业、生活* 水1960年开始灌溉,1999年停止沈阳市于洪区392工业污水1982年开始逐步停;耕,30余年历史浑蒲沈阳市于洪区,新民 市,辽中县,浑河与 蒲河之间4520工业污水建于1957年八一沈阳市苏家屯区1700大伙房水库 (IV)和浑心 水(劣V)q建于1958年,沈阳 市水稻主产区旗口营口市东北部210多动河水柳壕辽阳市柳壕河下游320柳壕河水(乡A建于1958年V)宋三鞍
14、山市宋三镇340鞍钢工业废 水及城巾生 活污水我国污灌历史最长 的灌区小凌河凌海巾120小凌河河水30余年历史6)小结根据上述有关辽宁省农田土壤重金属污染研究的文献报道,从行政区划的角度对辽宁省有关地区的重金属污染状况进行总结概括,见表3。表3辽宁省有关地区农田土壤重金属污染状况总结地区污染状况污染原因沈阳市远郊地区新民、 法库、康平、新城子等污灌神、铜、铭、镉、铅、汞含量达到土壤环、 境质量标准(GB15618-1995)规止的一级标准,木超标沈阳市细河沿岸鞍山市郊(蔬菜基地)镉、铅超标,达到重度污染水平不H程度由巾、铜、铅、铭、汞和镉污染。除 神外,其余5种重金属含量均不同程度超过 背景值
15、,以汞为最大。与土壤环境质量标 准(GB15618-1995)二级标准值对照,只有镉超标,超标率为44.4%。污灌阜新市(矿业密集区周 边)神、镉、铜、锲、铅、锌6种重金属在研究 区内均属中等污染水平,其中镉污染程度相 对最高,其后依次是锌、铜、锲、铅、Wo葫芦岛市五里河6村庄:大田和菜田土壤汞重度污染分别达 37.5%当地大型1地区污染状况污染原因齐屯、范山村、稻池村、 玉皇阁村、局把屯村和 锦中村和 81.25%工矿企业 排污所到葫产岛市的连山区和龙 港区镉、锌污染属于重污染,汞、铅、铜属于中 度污染。汞、铅、镉、锌、铜污染呈现以葫 产岛锌厂为中心,向外围辐散降低的规律受当地锌 冶炼和氯
16、碱工业的影响营口市东北部的旗口污 灌区*首要污染物是铅、锲、汞,但其污染负荷系 数均未超过30%,对总体污染的贡献不大。污灌沈阳市苏家屯区的八一 污灌区*首要污染物是铅、锲、汞,但其污染负荷系 数均未超过30%,对总体污染的贡献不大污灌辽阳市柳壕河下游的 柳壕污灌区*首要污染物为镉污灌沈阳、抚顺交界处的沈 抚污灌区* 1 首要污染物为镉工业废水 灌溉凌海市的小凌河污灌区首要污染物为镉|污灌鞍山市宋三镇的宋三污 灌区*首要污染物是铅、锲、汞,但其污染负荷系 数均未超过30%,对总体污染的贡献不大。工业废水 灌溉沈阳市于洪区,新民市, 辽中县,浑河匕蒲河间 浑蒲污灌区*首要污染物为镉,污染负荷系数
17、达到 50% 以上,是镉污染最严重的地区工业废水 灌溉沈阳市于洪区张土污灌 区*首要污染物为镉,污染负荷系数达到 50% 以上,是镉污染最严重的地区工业废水 灌溉注:*这8个污灌区总体环境质量等级为 1.34,属轻微污染,但其中张土灌区 污染较 为严重,达到2级以上。土壤环境质量由高到低依次为:旗口、八一、柳壕、沈抚、小凌河、宋三、浑蒲、张士。“一一蓑示污染原因在论文中未被分析或未受污染不需要分析。2、吉林省根据文献报道,对吉林省农田土壤开展的重金属污染研究主要集中在长春地 区。长春地区位于世界三大黄金玉米带”之一的松辽平原,是全国重点商品粮生 产基地和玉米出口基地。下辖南关区、宽城区、朝阳区
18、、二道区、绿园区、榆树 市、九台市、德惠市及农安县。下面根据文献中涉及到的有关区域归纳总结各地的重金属污染状况。1)长春市郊区根据中国科学院东北地理与农业生态研究所张虎成等17对长春市获批的城郊无公害农业土壤18环境中的种含量水平开展的调查研究,该区域的种含量存 在不均衡性,浓度范围在 4.12ug/g18. 60ug/g之间,平均值为12.17ug/g,浓度 呈现出从西南至东北增加的带状趋势,基本与长春市主导风向一致,说明长春市 城区大气污染物对城郊农业土壤环境中种污染有贡献。另外,以农产品安全质量无公害蔬菜产地环境要求中 GB/T18407.1-2001规定的种的质量标准作为评价标准进行评
19、价,长春市城郊农业土壤环境中种的标准污染指数均小于1,属于未受种污染的土壤类型。吉林农业大学资源与环境学院王勇和窦森 19对长春市西北郊的水稻种植区 20的镉、汞、神、铜、铅、铭、锌及锲 8种重金属污染状况进行了分析。单项 污染指数表明,该区域符合一般农田要求,土壤质量基本上对植物和环境不造成 危害和污染。但锲和镉的平均污染指数超过 0.6,要严格控制这两种元素的引入 量;综合污染指数显示区域内土壤的重金属含量均未达到污染水平。2)长春市榆树市根据中国科学院东业地理与农业生态研究所曹会聪等21对榆树市黑土汞含量状况的调查,该区内各样点的土壤汞含量基本都高于本地汞含量的平均背景值, 榆树市区及其
20、近郊的环城、靳家、福安和闵家镇的汞含量较高,但各采样点的土壤汞含均未超出国家土镶环境质量的标准限值。3)长春市农安县长春地区的农安县一个以粮食生产为主、为长春市提供主要农副产品的农业 大县,全县辖22个乡镇,土地总面积5.4 X05hm2,其中耕地占60.9 %。其不仅 每年为国家提供上百万吨的商品粮, 还是蔬菜,特别是土辣”产品的优质产区和 养殖鸡、牛、羊等所需饲料的供应基地。东北师范大学城市与环境科学学院的孙 蕾等22对该县耕地,包括旱田、水田、菜田等的土壤进行了重金属汞、 镉、铭、 神、铅污染状况分析。结果表明,以绿色食品产地环境技术条件(NY/P39122000) 为参照标准,该地区土
21、壤未被铅、镉、铭、种污染,但已受到汞污染,污染地点 分布最多的是哈拉海、三盛玉和农安镇,其次是永安、万金塔、合隆、巴吉垒、 开安、烧锅、小城子等乡镇。4)其他区域有的研究论文涉及的区域比较多,如吉林农业大学的王宇等23对长春的多 个地区一一主要包括长春市郊及农安、德惠、九台、榆树、双阳等市(县、区) 开展了研究。根据其对这些地区基本农田保护区玉米农田进行的重金属污染分析, 与土壤环境质量标准 GB15618-1995对比,这些农田土壤中的铜、锌、锲、 铅、镉、铭、汞、种含量符合一般农田相关标准的要求,但锲和镉的含量与标准 限值最为接近,要严格控制这两种元素的引入量。止匕外,有的论文涉及的区域是
22、跨市的,如吉林大学国土资源系的王冬艳等 24对吉林省5个主要大豆种植区(包括官地、桦甸、榆树、农安和白城)的 8 种重金 属铜、锌、铅、汞、铭、镉、神、锲等开展的污染分析不但涉及长春的 一些区域还涉及长春地区之外的一些区域。 其结果表明:只有敦化种植区铜、锲 和桦甸种 植区铜含量超标,并且为轻度污染,其他种植区土壤未受到重金属污 染。总的来 说,吉林省主要大豆种植区土壤中的重金属污染状况较轻,基本上不会对农作物产生重金属污染危害。5)小结根据上述文献报道,从吉林省行政区划的角度,对有关主要地区农田土壤的 重金属污染状况进行总结概括,见表 4。表4吉林省有关地区农田土壤重金属污染状况总结地区污染
23、状况污染原因长春巾农安县*耕地重金属污染较轻,尚属单因子的局部污染。 局部地区受到了汞污染,污染地点分布最多的是 哈拉海、三盛玉和农安镇,其次是永安、万金塔、 合隆、巴吉垒、开安、烧锅、小城子等乡镇。长孙巾榆树市*未受汞污染,各地的土壤汞含量均未超出国家土 导致汞含量高的因素镀环境质量的标准限值。但 是都高于本地的平土 匀主要是垃圾堆放和农背景 值,尤其是榆树市区及其近郊的环城、靳家、药 使用 福安和闵家镇的汞含量较高,需引起重视垃圾堆放 和农药使 用长春巾德惠巾未受汞、神、铜、铅、锌、铭、锲和镉污染|敦化市官地镇*铜、锲超标,为轻度污染|吉林市桦甸巾*铜含量超标,为轻度污染白城巾*未受铜、锌
24、、铅、汞、铭、镉、神、锲污染1K春巾城郊(无 公害农业土壤未受种污染长看巾西北郊镉、汞、神、铜、铅、铭、锌及锲8种重金属含 量均未达到污染水平,但要注意控制镉和锲厂注:*是吉林省的主要大豆种植区。“一一蓑示污染原因在论文中未被分析或未受污染不需要分析。3、黑龙江省黑龙江省是东三省中农田土壤受重金属污染相对最轻的省,相关研究论文也最少。根据相关文献,其有关地区的重金属污染状况如下。1)哈尔滨市郊区哈尔滨师范大学的罗娇赢25在其硕士毕业论文中对哈尔滨市西北郊菜地 (采样地点在道里区的新发镇 26和道外区的百菜村27) 土壤中8种重金属铅、 汞、神、铭、锌、铜、镉、锲的污染状况进行了研究。结果表明,
25、除了锲和铭在 个别样点的单因子污染指数大于 0.7外,其它样点的各种重金属单因子污染指数 均小于0.7。8种重金属的综合污染指数由高到低的顺序为:锲镉铜锌 铭种 汞铅。样地综合污染指数为 0.594,小于0.7, 土壤未受污染,处于 清洁状态。2)黑龙江省所属黑土区郭观林和周启星28对黑龙江省所属的22个县市的黑土可能发生重金属污染 的污染源进行了系统调查,并对土壤样品中镉、铅、铜、锌进行了检测分析。结 果显示,土样中至少有42.9%的样点受到较大的污染。其中镉污染最为严重,而 铅、锌、铜的污染严重程度尽管低于镉,但存在污染的趋势也非常明显,尤其是 铅和锌,至少有一半的表土样品超出其本身的自然
26、背景水平而受到不同程度的污 染。止匕外,从污染的空间分布和来源来看,南部土壤污染的几率较北部高,市区 和城乡结合部保护地,特别是一些大棚地和污灌地重金属污染较为明显。污染源主要集中在城市工业区和农药化肥使用较多的城乡结合部。在所采集的样区中,哈尔滨市、海伦市和北安市市内和市郊的土壤样点中重金属含量偏高的现象较为 明显,工矿生产、污灌、大棚作业等是造成当地土壤重金属污染的主要原因。3)小结根据上述文献分析,从行政区划的角度对研究的黑龙江省有关地区的重金属 污染状况进行总结概括,见表5。表5黑龙江省部分地区农田土壤重金属污染状况总结地区哈尔滨市道里区的新发 镇和道外区的百菜村 黑龙江省黑土区的 2
27、2 个县市:五常县、双城 市、阿城市、哈尔滨市、 宾县、呼兰县、巴彦县、 兰西县、绥化市、庆安 县、望奎县、青冈县、 明水县、海伦市、绥棱 县、北安市、克东县、克 山县、依安县、甘南县、 讷河市、德都县、五大 连池市、嫩江县污染状况未受铅、汞、碑、铭、锌、铜、镉、锲污染,处于清洁状态镉:镉污染较为普遍,近一半土 壤受 到不同程度的污染,其中约70%为中、 重度污染。污染主要集中在市区和城 乡结合部,如哈尔滨、海伦、北安等 市的市内和市 交最严重的2个点分 别在哈尔滨市工业区附近的保护地以 及绥棱市郊的蔬菜大棚地。铅、铜:未受重金属铅、铜污染锌:约20%样点受到轻度污染,主要 集中在城乡结合部和哈尔滨 市区。污染原因镉污染
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