沈阳市部分农田土壤重金属污染评价-中国环境生态网

许宇飞　付玉华　张　炜
（沈阳市农业环保监测站，沈阳　110034）

　　摘　要　以土壤重金属含量为依据，以土壤环境背景值为评价标准，对沈阳市部分农田土壤的重金属污染状况作了初步评价，并分析了土壤重金属含量与农作物的关系，为防治土壤重金属污染提供了科学依据。
　　关键词　重金属　土壤　污染评价

　　沈阳市粮食作物以水稻为主，蔬菜种植面积也比较大，所以这两种农作物的质量（有害残留物）直接关系到沈阳市人群健康状况。沈阳市是重工业城市，工业“三废”排放量很大，致使一部分农田受到不同程度的污染。如果农作物生存环境之一的土壤受到污染，就有可能导致农作物体内有害物的积累。本文依据几年来的监测结果，对沈阳市部分土壤的重金属污染状况作一初步评价和研究。

1　土壤重金属污染物的来源

　　据有关部门统计，沈阳市1995年工业废水排放量42　928万t，废气1　240亿m³，废渣450万t。含有重金属的工业废水、生活污水经过排污口排入到灌区和河流，并用来灌溉农田，导致重金属进入土壤并积累起来。土壤一旦遭受重金属污染，是难以彻底消除的。

　　随着农药、化肥的大量施用，农业自身污染问题也逐渐暴露出来。如有机汞农药及含镉、汞磷肥的施用，都可能造成土壤污染。

　　土壤不像大气和水体那样，污染物会直接进入人体危害健康，土壤和人体之间的物质平衡关系比较复杂，故确定土壤污染物的卫生标准难度较大；另外土壤有其固有的地域成因，均一性差，这也是难以确定统一的土壤污染卫生标准的原因之一。本文采用的评价方法是指数法，这也是国内普遍采用的方法之一。计算公式为：

式中：Pi—土壤中污染物i的环境质量指数
Ci—污染物i的实测浓度（mg／kg）
Si—污染物i的评价标准（mg／kg）
　　采用土壤背景值确定沈阳市土壤污染起始值和污染分级。污染起始值是当地土壤背景值平均值加2倍标准差（见表1），并以此为评价标准计算污染指数。土壤污染按以下几级划分：
　　Ⅰ　安全级：实测值与土壤背景值相近，属清洁区。
　　Ⅱ　警戒级：土壤污染物实测值高于土壤背景值，而低于污染起始值，污染物在土壤中有积累，作物生长发育正常（Pi＜1）。
　　Ⅲ　轻污染级：土壤污染物实测值高于污染起始值，土壤受到污染，农产品亦有污染物积累（Pi＞1）。
　　Ⅳ　中污染级：土壤污染物实测值超过污染起始值1倍，农作物生长受抑制（Pi＞2）。
　　Ⅴ　重污染级：土壤污染物实测值超过污染起始值2倍，作物受害严重（Pi＞3）。

表1　沈阳市土壤区域背景值^〔1〕、污染起始值（mg／kg）

	Cu	Pb	Zn	Cr	Cd	Hg	As
土壤背景值	24.57	22.15	59.04	57.66	0.16	0.05	8.79
污染起始值	39.97	37.47	95.70	91.29	1.62	0.09	6.70

3　沈阳市部分土壤重金属污染评价

3.1　部分蔬菜区菜田土壤重金属污染评价

　　为了掌握沈阳市菜田土壤重金属污染状况，分别在城郊的7个村采集了153个土壤样品，检测项目有Cu、Zn、Pb、Cr、Cd。评价结果见表2。
　　从表2上看，问题比较严重的是Pb、Zn，其中有2个样点为重污染级，其它样点也都不同程度地受到了污染。部分样点的Cu也超标。Cd有一个样点超标，二个接近于污染起始值，其它都不同程度地高于背景值多倍，也是一个值得警惕的污染元素。只有Cr皆为安全级。

3.2　污灌区土壤重金属污染评价

　　沈阳污灌区污灌历史比较长，为了解污灌区农田土壤重金属污染状况，在污水灌区采集了13个水稻土土样，检测项目为Cu、　Pb、　Zn、　Cr、　Cd、　Hg、　As。　评价结果见表3。
　　从表3看出，在所调查的13个测点中，有10个测点的Cu为轻污染级，9个测点的As为轻污染级，Zn只有一个测点为轻污染级，4个测点为警戒级，此三种元素其余测点为安全级；各测点的Pb、Hg、Cr、Cd皆为安全级。

表2　沈阳市部分蔬菜区菜田土壤重金属污染评价表

采样点号		Cu	Zn	Pb	Cr	Cd
1—1	Ci	32.83	275.78	41.57	55.5	0.75
	Pi	0.82	2.9	1.11	0.61	0.46
1—2	Ci	36.72	112.22	47.23	43.71	0.56
	Pi	0.99	1.16	1.26	0.47	0.35
1—3	Ci	42.17	692.40	49.72	45.8	0.76
	Pi	1.06	7.29	1.33	0.50	0.47
1—4	Ci	149.45	461.69	152.6	78.75	1.9
	Pi	3.74	4.86	4.07	0.86	1.17
1—5	Ci	62.48	190.87	78.14	60.71	1.58
	Pi	1.56	2.01	2.09	0.67	0.97
1—6	Ci	26.55	86.64	64.01	34.67	0.67
	Pi	0.66	0.91	1.71	0.38	0.41
1—7	Ci	68.14	241.46	151.97	57.01	1.48
	Pi	1.7	2.54	4.05	0.62	0.91

　　注：Ci为一个村的平均值，单位：mg／kg

表3　沈阳市污灌区土壤重金属污染评价表

样　点		Cu	Zn	Pb	Cr	Cd	Hg	As
2—1	Ci	42.62	52.09	1.92	52.16	0.13	0.0057	14.16
	Pi	1.07	0.55	0.05	0.57	0.08	0.059	1.03
2—2	Ci	31.31	50.36	3.19	57.74	0.13	0.019	12.88
	Pi	0.78	0.53	0.08	0.63	0.08	0.19	0.94
2—3	Ci	30.41	45.35	7.02	56.88	0.19	0.0015	12.12
	Pi	0.76	0.48	0.66	0.62	0.12	0.016	0.88
2—4	Ci	42.36	65.46	6.66	55.16	0.15	0.002	15.41
	Pi	1.06	0.69	0.18	0.60	0.09	0.02	1.13
2—5	Ci	46.26	72.67	8.65	53.06	0.14	0.001	11.57
	Pi	1.16	0.77	0.23	0.58	0.08	0.01	0.85
2—6	Ci	42.62	83.76	1.92	53.16	0.13	0.0006	15.16
	Pi	0.17	0.88	0.05	0.58	0.08	0.006	1.11
2—7	Ci	42.62	81.54	8.37	71.92	0.06	0	1.64
	Pi	1.07	0.86	0.22	0.79	0.04	0	0.12
2—8	Ci	47.15	82.09	5.10	73.50	0.05	0	11.53
	Pi	1.18	0.86	0.14	0.81	0.03	0	0.85
2—9	Ci	40.36	92.67	8.65	73.06	0.19	0.011	1.57
	Pi	1.01	0.98	0.23	0.80	0.12	0.11	0.11
2—10	Ci	40.30	95.46	6.66	55.16	0.14	0.012	15.41
	Pi	1.01	1.01	0.18	0.60	0.09	0.125	1.13
2—11	Ci	30.86	48.13	2.63	51.86	0.04	0.0005	6.38
	Pi	0.77	0.51	0.07	0.57	0.02	0.005	0.47
2—12	Ci	50.07	48.97	2.10	52.41	0	0	9.86
	Pi	1.25	0.52	0.05	0.57	0	0	0.72
2—13	Ci	51.67	45.90	1.84	55.44	0	0	10.43
	Pi	1.29	0.48	0.05	0.61	0	0	0.76

　　注：Ci单位：mg／kg

4　土壤重金属污染对农作物质量的影响

　　在对土壤检测的同时，也分析了水稻和蔬菜中重金属的含量，详见表4、5、6。从结果看出，污灌区土壤中的Cd、Cr、Hg为安全级，水稻中这几种污染物都没有检出；土壤中的As、Cu为轻污染级，水稻籽实中这两种污染物就有所积累，还有可能随着土壤中有害物含量的增加而增加。菜田土壤受到重金属的污染，其蔬菜体内重金属积累量也比较高。有些样点的检测结果表明：土壤中重金属污染物含量越高，蔬菜污染也越重。如土壤中Pb、Zn普遍含量较高，蔬菜中也有许多样本超标；土壤污染较轻的Cu，蔬菜中只有个别样本超标；土壤污染皆为安全级的Cr，其蔬菜基本都不超标。由此可见土壤污染与否与农作物的质量（重金属污染物残留）具有直接关系。

表4　沈阳市部分灌区水稻（糙米）重金属含量实测值　　采样时间：1994年10月　mg／kg

样点号	Cu	Zn	Pb	Cr	Cd	Hg	As	采样地点
2—1	6.09	21.36	0.01	0	0	0	0.21	沈抚灌区
2—2	6.35	21.78	0.06	0	0	0	0.22	沈抚灌区
2—3	9.41	20.18	0.08	0	0	0.0019	0.29	沈抚灌区
2—4	5.40	19.95	0.07	0	0	0.0010	0.23	沈抚灌区
2—5	3.40	18.02	0.12	0	0	0.0025	0.22	沈抚灌区
2—6	5.36	16.79	0.10	0	0	0	0.17	沈抚灌区
2—7	8.14	27.78	0.10	0	0	0	0.17	细河流域
2—8	7.57	19.41	0.06	0	0	0	0.13	细河流域
2—9	3.36	15.79	0.12	0	0	0	0.14	细河流域
2—10	3.36	15.65	0.05	0	0	0.0026	0.22	细河流域
2—11	4.12	15.79	0.09	0	0	0	0.20	清水灌区
2—12	5.78	17.74	0.07	0	0	0	0.15	清水灌区
2—13	6.25	17.98	0.12	0	0	0	0.18	清水灌区