金屬制品企業(yè)周邊的土壤Pb和Cd含量測(cè)定及其污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

葉珂彤 刁銀軍

摘要：目的 測(cè)定浙江省金華市某金屬制品企業(yè)周邊土壤中鎘（Cd）和鉛（Pb）的含量并進(jìn)行污染指數(shù)分析。方法 金屬制品企業(yè)周邊的土壤采用網(wǎng)格法設(shè)置采樣點(diǎn)，每次土壤采集量不少于500g，石墨爐原子吸收法檢測(cè) Pb 和 Cd 元素，采用單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法對(duì)土壤中Pb、Cd的污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果 金屬制品企業(yè)周邊土壤中Pb、Cd的平均值分別75.65mg /kg、 0.88mg /kg，以浙江省土壤環(huán)境背景值作為標(biāo)準(zhǔn)，Pb、Cd的平均值分別為背景值的1.49倍、3.68倍，Cd 元素的單因素風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)值為2.7，屬于輕度污染;內(nèi)梅羅綜合指數(shù)中，Cd元素的P值為4.45，屬于重度污染。結(jié)論 金屬制品企業(yè)周邊的土壤Pb和Cd均有不同程度的污染，建議相關(guān)部門加大對(duì)土壤的綜合整治與修復(fù)。

關(guān)鍵詞：金屬制品企業(yè);重金屬;污染指數(shù)法;污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

金屬元素與人體健康密切相關(guān)，許多重金屬在人體內(nèi)可能會(huì)對(duì)人的身體健康造成一定的危害，如鉛、鎘等[1]。鉛、鎘等是土壤中普遍存在，并且過(guò)量后會(huì)對(duì)土地造成危害較大的主要污染物，并且在人體內(nèi)過(guò)量會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p傷[2]。鉛是可在人體和動(dòng)物組織中蓄積的有毒金屬，通過(guò)呼吸道、消化道進(jìn)入人體，損害人體的血液系統(tǒng)、消化系統(tǒng)，對(duì)兒童危害更大，主要毒性效應(yīng)是導(dǎo)致貧血癥、神經(jīng)機(jī)能失調(diào)和腎損傷，是我國(guó)實(shí)施排放總量控制的指標(biāo)之一。鎘對(duì)于人來(lái)說(shuō)毒性很大，可在人體內(nèi)蓄積，主要蓄積在腎臟，引起泌尿系統(tǒng)的功能改變[3]?；すS附近的重金屬污染較其他地區(qū)來(lái)說(shuō)相對(duì)嚴(yán)重，土壤一旦被鉛、鎘污染，在短時(shí)間內(nèi)很難消除，因而監(jiān)測(cè)土壤中的鉛、鎘并且對(duì)于相關(guān)的治理很重要[4-5]。采用非火焰原子化系統(tǒng)，其原子化效率高，靈敏度高，可以測(cè)定樣品中某些含量較低元素，如鉛、鎘等。本研究金屬制品企業(yè)周邊土壤中鎘（Cd）鉛（Pb）重金屬元素含量，評(píng)估該區(qū)域土壤中鉛、鎘風(fēng)險(xiǎn)，為管理部門制定風(fēng)險(xiǎn)控制措施提供依據(jù)。

1 儀器與材料

1.1儀器

900Z 石墨爐原子吸收光譜儀：美國(guó)PE公司;美國(guó) Milli-Q超純水系統(tǒng);BSA2202S電子天平（德國(guó)賽多利斯）。

1.2 試劑

硝酸（德國(guó)merk）;Cd、Pb混標(biāo)準(zhǔn)溶液購(gòu)于國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心，濃度均為 1000 μg·mL-1。介質(zhì)為20%HCl，5%HNO3。（購(gòu)于國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心）濃度為1000 μg·mL-1。

1.3土壤前處理及空白溶液的制備

將采集的土壤樣品（一般不少于500g）混勻后用四分法縮分至約100g。縮分后的土樣經(jīng)風(fēng)干后，除去土樣中石子和動(dòng)植物殘?bào)w等異物，用木棒研壓，通過(guò)2mm尼龍篩（除去2mm以上的砂礫），混勻。用瑪瑙研缽將通過(guò)2mm尼龍篩的土樣研磨至全部通過(guò)100目（孔徑0.149 mm）尼龍篩，混勻后備用。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 分析方法

按照《土壤鉛、鎘的測(cè)定 石墨爐原子吸收分光光度法（GB/T（17141-1997）》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)。

2.2 評(píng)價(jià)方法

采用單項(xiàng)污染指數(shù)法和綜合污染指數(shù)法對(duì)土壤中鉛、鎘的污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，單項(xiàng)污染指數(shù)法公式為Pi=Ci/Si，其中 Pi 為單項(xiàng)污染指數(shù)，Ci 為污染物實(shí)測(cè)值，Si為污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值。綜合污染指數(shù)法公式為P綜合 =[（Pmax2+Pave2）/2]1/2，其中P綜合污染指數(shù)，Pmax 為污染物中污染指數(shù)最大值，Pave 為污染物中污染指數(shù)平均值。單因子污染指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分別見表1和表2[6]。

2.3 重金屬含量測(cè)定

2.3.1土壤消解

準(zhǔn)確稱取0.1～0.3g（精確至0.002g）試樣于50 mL聚四氟乙烯堆鍋中，用水潤(rùn)濕后加人5mlL 鹽酸，于通風(fēng)櫥內(nèi)的電熱板上低溫加熱、使樣品初步分解，當(dāng)蒸發(fā)至約2～3 mL時(shí)，取下稍冷.然后加人5mL硝酸，4mL氫氟酸，2mL高氯酸，加蓋后于電熱板上中溫加熱1h左右，然后開蓋，繼續(xù)加熱除硅，為了達(dá)到良好的飛硅效果，應(yīng)經(jīng)常搖動(dòng)堆鍋。當(dāng)加熱至冒濃厚高氯酸白煙時(shí)，加蓋，使黑色有機(jī)碳化物充分分解。待堆鍋上的黑色有機(jī)物消失后，開蓋驅(qū)趕白煙并蒸至內(nèi)容物呈粘稠狀。視消解情況，可再加人2mL硝酸，2mL.氫氟酸，1mL高氯酸，重復(fù)上述消解過(guò)程。當(dāng)白煙再次基本冒盡且內(nèi)容物呈粘稠狀時(shí)，取下稍冷，用水沖洗堆鍋蓋和內(nèi)壁，并加入1mL硝酸溶液溫?zé)崛芙鈿堅(jiān)Ｈ缓髮⑷芤恨D(zhuǎn)移至25mL容量瓶中，加入3mL磷酸氫二銨溶液冷卻后定容，搖勻備測(cè)。由于土壤種類多，所含有機(jī)質(zhì)差異較大，在消解時(shí)，應(yīng)注意觀察，各種酸的用量可視消解情況酌情增減。土壤消解液應(yīng)呈白色或淡黃色（含鐵較高的土壤），沒(méi)有明顯沉淀物存在。

2.3.2 空白試驗(yàn)

采用和（2.3.1）相同的步驟和試劑，制備全程序空白溶液，并按步驟進(jìn)行測(cè)定。每批樣品至少制備2個(gè)以上的空白溶液。

3 結(jié)果

3.1土壤中Pb、Cd的污染狀況

浙江省金華市某化工廠周邊土壤中含Pb、Cd檢測(cè)結(jié)果表3，Pb、Cd的平均值分別75.65mg /kg、 0.88mg /kg，以浙江省土壤環(huán)境背景值作為標(biāo)準(zhǔn)，Pb、Cd的平均值分別為背景值的1.49倍、3.68倍，10份土壤樣品中 Pb、Cd的超標(biāo)率分別為50 %、89.5%，2種元素的最大值、平均值均超過(guò)浙江省土壤環(huán)境背景值，說(shuō)明化工廠區(qū)周邊土壤均受到了Pb和Cd的蓄積，尤其是Cd的污染及其嚴(yán)重，超標(biāo)率達(dá)到了89.5%。參照GB15618-2008《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，Pb、Cd的平均值分別為標(biāo)準(zhǔn)值的0.95倍、1.8倍，最大值也超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值，說(shuō)明化工廠區(qū)周邊土壤不符合國(guó)家土壤環(huán)境二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2土壤中重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果見表1和表2，就單因子污染指數(shù)而言，在所采集的10份土壤樣品中，Pb元素的Pi值為1.23，屬于輕微污染;再看內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)，Pb元素的P值為0.92，表明土壤尚清潔。

Cd 元素的Pi值為2.7，屬于輕度污染;內(nèi)梅羅綜合指數(shù)中，Cd元素的P值為4.45，屬于重度污染。

3.3 結(jié)論

金屬制品企業(yè)周邊土壤中重金屬對(duì)土壤的危害不可忽視，其中Pb對(duì)土壤的危害在土壤重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中處于相對(duì)清潔，Cd對(duì)于土壤造成重度危害。在我國(guó)的科技能力不斷增強(qiáng)的情況下，即使工業(yè)、農(nóng)業(yè)和重金屬業(yè)等化工污染對(duì)于土地的破壞不能徹底根除，但是對(duì)于我國(guó)各地區(qū)的環(huán)境且對(duì)于工農(nóng)業(yè)的污染需要在我們有限范圍內(nèi)需要引起極度重視，并加以改善。

參考文獻(xiàn)

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項(xiàng)目：金華市重大科技項(xiàng)目新浙八味產(chǎn)業(yè)提升關(guān)鍵技術(shù)研究（計(jì)劃編號(hào)：2019-2-001b ）;浙江省公益技術(shù)應(yīng)用研究分析測(cè)試項(xiàng)目（2016C37009）;金華市公益類項(xiàng)目（2018-4-104）

作者簡(jiǎn)介：葉珂彤（2001年2月）女，浙江金華人，金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院在讀學(xué)生，應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)，主要從事環(huán)境檢測(cè)研究。

通訊作者：刁銀軍（1976年5月）男，漢族，江蘇泰州人，金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，碩士，主要從事分析檢測(cè)應(yīng)用研究。