上海市不同區(qū)域中農(nóng)田土壤重金屬含量與區(qū)域分布狀況研究

孫杰威

摘要：通過(guò)在土壤狀況調(diào)查過(guò)程，對(duì)上海市金山、青浦、松江、閔行、浦東和寶山農(nóng)田區(qū)域布設(shè)點(diǎn)位，取表層、深層和飽和帶的土壤，測(cè)試土壤中As、Cd、Cu、Pb和Ni共5項(xiàng)重金屬在不同區(qū)域分布情況，通過(guò)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析，As、Cd、Cu、Pb和Ni的平均濃度分別為8.19、0.11、26.08、24.82和29.07mg/kg，與上海背景值差異較小，為上海市背景值分析和后續(xù)土地開(kāi)發(fā)利用提供數(shù)據(jù)支撐。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田土壤;重金屬;檢測(cè)分析

Abstract：Based on the investigation of soil conditions，the sites were set up in Jinshan，Qingpu，Songjiang，Minhang，Pudong and Baoshan farmland areas in Shanghai，and the soil samples were taken from the surface，deep and saturated zones，The distribution of As，Cd，Cu，Pb and Ni in different areas was tested，the average concentrations of As，Cd，Cu，Pb and Ni were 8.19，0.11，26.08，24.82 and 29.07 mg/kg，respectively，There is little difference with Shanghai background value，which provides data support for Shanghai background value analysis and follow-up land development and utilization.

Key words：farmland soil;heavy metals;test and analysis

上海作為中國(guó)國(guó)際經(jīng)濟(jì)、金融、貿(mào)易、航運(yùn)、科技創(chuàng)新中心，隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，工業(yè)現(xiàn)代化加速進(jìn)行中，工業(yè)發(fā)展帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題也日益突出，城市以及周邊郊區(qū)環(huán)境造成嚴(yán)重環(huán)境污染情況。在工業(yè)發(fā)展進(jìn)程中場(chǎng)中，農(nóng)田土壤在周邊工業(yè)企業(yè)的影響下對(duì)造成重金屬富集，從而影響農(nóng)作物的生產(chǎn)情況，進(jìn)而影響農(nóng)作的產(chǎn)量，甚至對(duì)食用農(nóng)作物的動(dòng)物以及人類造成健康危害。因此在分析對(duì)上海市不同區(qū)域的農(nóng)田土壤中重金屬濃度分析是十分緊迫和必要的，同時(shí)為后續(xù)上海市背景值分析提供數(shù)據(jù)支撐

1 樣品采集

參照《建設(shè)用地土壤污染狀況調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.1-2019）規(guī)范，在各個(gè)市區(qū)選取具有代表性的農(nóng)田區(qū)域，采用系統(tǒng)布點(diǎn)法，選取具有代表性的點(diǎn)位進(jìn)行采樣。使用美國(guó)Geoprobe 7822DT雙套管無(wú)擾動(dòng)取樣專業(yè)鉆探設(shè)備進(jìn)行土壤樣品采集，采樣深度設(shè)計(jì)為6.0 m，記錄土壤類型、是否存在污染跡象等，同時(shí)，采用土壤氣體檢測(cè)器（PID）對(duì)取出的土壤進(jìn)行初步篩選，以判斷土壤中是否有揮發(fā)性污染物，用XRF檢測(cè)土壤重金屬的濃度，來(lái)判斷土壤是否受重金屬污染。從每個(gè)土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)至少采集3個(gè)不同深度的土壤原狀樣品，包括表層土壤（0～0.5 m）、下層土壤（表層土壤底部～地下水水位以上）及飽和帶土壤（地下水位以下）樣品。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察和XRF、PID讀數(shù)來(lái)選擇土樣用作實(shí)驗(yàn)室分析?，F(xiàn)場(chǎng)篩選出的土壤樣品轉(zhuǎn)移至放有冰排的保溫箱中低溫避光保存并盡快送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行預(yù)處理和分析檢測(cè)。

2 測(cè)試方法

（1）砷

檢測(cè)方法參照《土壤和沉積物12種金屬元素的測(cè)定王水提取-電感耦合等離子體質(zhì)譜法》（HJ 803-2016），測(cè)試儀器為電感耦合等離子體質(zhì)譜儀Agilent 7900;

（2）鉛、鎘

檢測(cè)方法參照《土壤質(zhì)量 鉛、鎘的測(cè)定 石墨爐原子吸收分光光度法》（GB/T 17141-1997）測(cè)試儀器為原子吸收光譜儀ThermoFisher iCE3500;

（3）銅、鎳

檢測(cè)方法參照《土壤和沉積物 銅、鋅、鉛、鎳、鉻的測(cè)定 火焰原子吸收分光光度法》（HJ 491-2019）測(cè)試儀器為原子吸收光譜儀ThermoFisher iCE3500。

3 農(nóng)田土壤重金屬區(qū)域分析

采集的農(nóng)田土壤樣品經(jīng)過(guò)檢測(cè)和匯總分析后，可針對(duì)各個(gè)行政區(qū)重金屬背景情況進(jìn)行分析，同時(shí)于上海和國(guó)家土壤中重金屬的背景值進(jìn)行比對(duì)，可判斷各個(gè)不同行政區(qū)在城市發(fā)展進(jìn)程中重金屬情況是否有積累情況，為上海市背景值分析和后續(xù)土地開(kāi)發(fā)利用提供數(shù)據(jù)支撐，對(duì)城市發(fā)展建設(shè)規(guī)劃有著深刻的意義。

1、農(nóng)田土壤中砷的區(qū)域分析

土壤中砷的來(lái)源主要為工業(yè)源和農(nóng)業(yè)源，砷經(jīng)常以伴隨元素的方式存在于多種重金屬礦中，在采礦或冶煉區(qū)周邊，所排放的廢水、廢氣中砷的含量無(wú)疑更高，這些隨工業(yè)“三廢”排放到農(nóng)田的砷，是導(dǎo)致農(nóng)田砷超標(biāo)的重要原因。一些生活污水、廢棄物及醫(yī)學(xué)藥物中也常含有一定量的砷，這些物質(zhì)的隨意丟棄也在一定程度上增加了農(nóng)田中砷的累積風(fēng)險(xiǎn)。

由圖1可知，除金山區(qū)和青浦區(qū)，其他4個(gè)區(qū)的土壤砷含量普遍低于上海背景值[1]和國(guó)家背景值[2]，金山區(qū)農(nóng)田區(qū)域砷的平均含量達(dá)11.51 mg /kg，超過(guò)上海土壤環(huán)境背景值的28.54%，接近于國(guó)家背景值。青浦區(qū)農(nóng)田區(qū)域砷的平均含量為9.26 mg /kg，接近上海土壤環(huán)境背景值，低于國(guó)家背景值。6個(gè)區(qū)分析樣品砷的平均濃度為8.19 mg /kg，與上海土壤環(huán)境背景值接近。

2、農(nóng)田土壤中鎘的區(qū)域分析

土壤鎘污染主要來(lái)源于大氣中鎘的沉降，農(nóng)藥、化肥和塑料薄膜使用，污水灌溉，污泥施肥，含重金屬?gòu)U棄物的堆積，金屬礦山酸性廢水污染等。

由圖2可知，金山區(qū)、青浦區(qū)、松江區(qū)、閔行區(qū)和浦東新區(qū)土壤鎘的含量普遍低于上海背景值，接近于國(guó)家背景值，寶山區(qū)農(nóng)田區(qū)域鎘的平均含量達(dá)0.18 mg /kg，超過(guò)上海土壤環(huán)、境背景值的33.26 %，高于國(guó)家背景值80%。青浦區(qū)農(nóng)田區(qū)域鎘的平均含量為9.26 mg /kg，接近上海土壤環(huán)境背景值，低于國(guó)家背景值。松江區(qū)農(nóng)田區(qū)域鎘的平均含量最低，為0.06 mg /kg，低于上海土壤環(huán)境背景值和國(guó)家背景值。6個(gè)區(qū)分析樣品鎘的平均濃度為0.11 mg /kg，與上海土壤環(huán)境背景值接近。

3、農(nóng)田土壤中銅的區(qū)域分析

銅是人體健康不可缺少的微量營(yíng)養(yǎng)素，對(duì)于血液、中樞神經(jīng)和免疫系統(tǒng)，頭發(fā)、皮膚和骨骼組織以及腦、肝和心等內(nèi)臟的發(fā)育和功能都有重要影響。銅鋅礦的開(kāi)采和冶煉、金屬加工、機(jī)械制造、鋼鐵生產(chǎn)、塑料電鍍銅化合物生產(chǎn)等產(chǎn)生的銅化合物，可能造成銅的污染情況。

由圖3可知，金山區(qū)、松江區(qū)和浦東新區(qū)土壤銅的含量明顯高于上海背景值和國(guó)家背景值，金山區(qū)、松江區(qū)和浦東新區(qū)農(nóng)田區(qū)域銅的平均含量達(dá)31.55 mg /kg、31.86 mg /kg和27.00mg /kg，分別超過(guò)上海土壤環(huán)境背景值的34.26 %、35.58%和14.89%，分別高于國(guó)家背景值39.60%、40.98%和19.47%。6個(gè)區(qū)分析樣品銅的平均濃度為26.08 mg /kg，與上海土壤環(huán)境背景值接近。

4、農(nóng)田土壤中鉛的區(qū)域分析

鉛是一種對(duì)人體危害極大的有毒重金屬，因此鉛及其化合物進(jìn)入機(jī)體后將對(duì)神經(jīng)、造血、消化、腎臟、心血管和內(nèi)分泌等多個(gè)系統(tǒng)造成危害，若含量過(guò)高則會(huì)引起鉛中毒。隨著工業(yè)市場(chǎng)的迅速發(fā)展，鉛被廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)，鉛對(duì)環(huán)境的污染越來(lái)越重，對(duì)人體的健康危害也越來(lái)越大。在金屬礦床開(kāi)發(fā)、城市化建設(shè)、固體廢棄物堆積、交通過(guò)程中尾氣排放和輪胎磨損以及為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，施用化肥、農(nóng)藥、污泥和污水灌溉過(guò)程中，都可以使鉛在土壤中大量積累。

由圖4可知，除寶山外，其他5個(gè)區(qū)土壤的鉛的濃度均高于上海背景值，其中僅松江和浦東新區(qū)土壤的鉛的濃度高于國(guó)家背景值，松江區(qū)和浦東新區(qū)農(nóng)田區(qū)域鉛的平均含量達(dá)27.6 mg /kg和27.5 mg /kg，分別超過(guò)上海土壤環(huán)境背景值的29.39 %和29.11 %，與國(guó)家背景值接近。6個(gè)區(qū)分析樣品銅的平均濃度為24.82 mg /kg，與上海土壤環(huán)境背景值接近。

5、農(nóng)田土壤中鎳的區(qū)域分析

鎳最重要的特點(diǎn)就是能與其他金屬形成合金以提高金屬材料的強(qiáng)度、耐高溫性和耐腐蝕性，因而被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)工業(yè)機(jī)械和精密電子儀器、冶金和電鍍等領(lǐng)域。土壤中Ni的人為來(lái)源主要是金屬礦產(chǎn)的開(kāi)采、金屬的冶煉、化石燃料的燃燒、農(nóng)藥和化肥的施用、車輛廢氣排放、房屋拆遷廢物的處理、垃圾的堆放與焚燒、大氣沉降等。另外，生活和工業(yè)產(chǎn)生的污水、污泥可能攜帶Ni，而后被用作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的灌溉水及肥料。

由圖5可知，松江和浦東新區(qū)土壤的鎳的濃度高于上海背景值和國(guó)家背景值，松江區(qū)和浦東新區(qū)農(nóng)田區(qū)域鉛的平均含量達(dá)38.59 mg /kg和35.00 mg /kg，分別超過(guò)上海土壤環(huán)境背景值的23.72%和12.22 %，超過(guò)國(guó)家背景值43.45%和30.11%。6個(gè)區(qū)分析樣品鎳的平均濃度為29.85 mg /kg，與上海土壤環(huán)境背景值接近。

4結(jié)語(yǔ)

在上海六個(gè)區(qū)農(nóng)田土壤采樣，分析Cd、Cu、Pb和Ni的土壤樣品濃度，得到As、Cd、Cu、Pb和Ni的平均濃度分別為8.19、0.11、26.08、24.82和29.07mg/kg，與上海背景值差異較小，通過(guò)與上海市土壤背景值和國(guó)家土壤背景值對(duì)比分析為后續(xù)土地開(kāi)發(fā)利用提供數(shù)據(jù)支撐，作為參考數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]龐金華. 上海郊縣土壤和農(nóng)作物中金屬元素的污染評(píng)價(jià). 植物資源與環(huán)境，1994，8（1）：20-26;

[2]陳秀端.中國(guó)城市土壤重金屬空間分布與污染研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2011，S2：60-65.

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