全 文 ： * ?教育部博士点专项基金 ( 20030290010) 资助
收稿日期 : 2003-12-28 改回日期 : 2004-03-26
徐州市北郊农业土壤重金属污染评价 *
刘红侠 韩宝平 郝达平
(中国矿业大学环境与测绘学院 徐州 221008) (江苏省淮宿水文水资源勘测局 淮安 223001)
摘 要 研究评价徐州市北郊农业土壤重金属污染状况结果表明 , 该区农业土壤中 Cu、Cd、Pb、Zn和 Cr 5 种重金
属平均含量均高于土壤背景值 ,其农业土壤 Cd、Cr 为重污染 , 土壤 Zn为污染警戒级 (尚清洁水平 ) , 其他 2 种元素
为安全级 (清洁水平) ,其综合污染指数为 Cr> Cd> Zn> Cu> Pb。
关键词 农业土壤污染 重金属 污染指数 评价
Evaluation to heavy metals pollution in agricultural soil in northern suburb of Xuzhou City . L IU Hong-Xia, HAN Bao-
Ping (School of Environmental Science and Spatial Informatics, China University of Mining and Technology, Xuzhou
221008, China) , HAO Da-Ping(Survey Office of Huai-Su Hydrology and Water Resources in Jiangsu Province, Huai’an
223001,China) , CJEA ,2006,14(1) :159～161
Abstract The situation of soil contamination with heavy metals inagricultural soil in the northern suburbof Xuzhou City
wasstudied . The results indicate that the averagecontents of heavy metals(Cu, Cd, Pb, Zn, Cr) in the soil exceed the
background values . The soil has been seriously contaminated with Cd and Cr . Pollution of Zn is at the warning-grade,
whileothers areat the safe-grade . The order of integrated contamination index is Cr> Cd> Zn > Cu> Pb .
Key words Agricultural soil pollution, Heavy metal, Contamination index, Evaluation
(Received Dec . 28, 2003; revised March 26, 2004)
1 研究区域概况与研究方法
江苏省徐州市拥有百万人口 ,为我国煤炭、电力工业重要基地之一 , 工业污染较重 , 该市北郊为化工、冶
金和制革等行业密集区域 ,是该市主要污灌区和严重污染典型区域 , 由于污灌、底泥和垃圾的施用以及大气
降尘 ,该区域农业土壤已遭受重金属严重污染。
本研究根据土壤类型、地貌特征、重点污染源分布及耕作方式等自然环境和社会环境因素等共布设耕
层土壤采样点 20个 , 用梅花形采样法采集 0～20cm表层土壤样品 , 每样品取土 1～2kg, 且采样时凡接触铁
器的土壤均用塑料铲剥去 , 样品置阴凉处自然风干后研磨过 100 目尼龙筛备用。用王水-高氯酸-氢氟酸消
解 ,以北京普析原子吸收分光光度计测定土壤 Cu、Cd、Pb、Zn和 Cr含量 [ 1] ,全测试过程按规范要求进行质量
控制 ,以保证数据准确可靠。
2 结果与分析
耕层土壤重金属含量变化。研究区内 20个耕层土壤样品 5 种重金属含量变化见表 1。由表 1可知与
徐州市农业土壤背景值比较发现 ,研究区内土壤 5种重金属平均含量均远高于徐州农业土壤背景值 , Cu平
均含量为其背景值的 1. 8倍 , Cd为 16.1倍 , Pb为 3. 2倍 , Zn为 3.5倍 , Cr 为 14.8倍。所有样点 Cd含量均
远超出土壤 2级标准 ,这除与整个北郊工业污染有关外 , 还与农田长期施用 P 肥造成土壤中 Cd累积有关。
重金属含量范围较宽 ,尤以 Cr 含量差值最大 ,其最高含量为最低含量的 367倍。Cr 的最高点即样点 2出现
在皮革厂附近 ,是由于皮革厂堆放革渣污染农田所致。Pb、Zn最高点均出现在徐钢附近 , 均与钢铁厂污染源
密切相关。
耕层土壤重金属污染评价。本研究根据监测资料 ,选择 Cu、Cd、Pb、Zn和 Cr 5项指标作为评价因子。土壤
评价标准采用《土壤环境质量标准 ( GB15612—1995)》中 2级评价标准 , 即 Cu为 100mg/ kg, Cd为 0.60mg/ kg,
第 14 ?卷第 1期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol .14 No .1
2 0 0 6 ?年 1 月 Chinese Journal of Eco-Agriculture Jan ., 2006
表 1 耕层土壤 5 种重金属含量变化
Tab.1 Thecontent of heavy metals in the grain yield soil
序号 采样点 重金属含量/ mg·kg - 1 ?Heavy metal content
No . Sampling location Cu Cd Pb Zn Cr
1 ?皮 革 厂 北 麦 地 30. 00 3. 13 48 9. 88 91 . 38 111 S.53
2 ?皮 革 厂 北 麦 地 38. 10 2. 38 79 9. 80 124 . 50 13914 S.60
3 ?皮 革 厂 北 麦 地 38. 05 2. 60 57 9. 35 104 . 50 156 S.35
4 ?皮 革 厂 北 麦 地 37. 75 2. 70 57 9. 35 144 . 00 188 S.35
5 ?皮 革 厂 北 麦 地 39. 85 2. 65 57 9. 70 95 . 00 149 S.40
6 ?玻 璃 厂 西 麦 地 43. 45 1. 95 56 9. 85 229 . 00 116 S.50
7 ?玻 璃 厂 西 麦 地 44. 90 1. 90 59 9. 65 233 . 00 237 S.15
8 ?玻 璃 厂 西 麦 地 39. 38 3. 33 61 9. 23 244 . 13 92 S.38
9 ?源 源 化 工 厂 西 北 麦 地 28. 70 2. 20 43 9. 80 257 . 00 116 S.65
10 ?电 化 厂 西 麦 地 29. 80 2. 70 44 9. 75 170 . 50 97 S.10
11 ?新 庄 村 油 菜 地 34. 05 2. 70 49 9. 80 131 . 00 200 S.25
12 ?淮 海橡 胶 厂东 南菠 菜 地 28. 70 2. 15 57 9. 00 98 . 50 66 S.50
13 ?淮 海橡 胶 厂东 南油 菜 地 31. 45 2. 45 43 9. 55 129 . 00 233 S.90
14 ?淮 海 橡 胶 厂 东 南 麦 地 28. 95 2. 60 50 9. 55 87 . 50 69 S.65
15 ?荆马河三环路交界处麦地 36. 45 2. 25 71 9. 45 97 . 00 87 S.00
16 ?徐 钢 西 麦 地 42. 65 2. 70 90 9. 70 138 . 00 83 S.75
17 ?徐 钢 西 麦 地 42. 15 2. 85 59 9. 65 269 . 00 163 S.55
18 ?徐 钢 西 麦 地 37. 58 3. 18 54 9. 80 134 . 75 120 S.65
19 ?知 青 桥 西 南 麦 地 21. 58 2. 80 39 9. 38 60 . 88 37 S.90
20 ?东 王 庄 白 菜 地 32. 10 2. 25 39 9. 75 155 . 00 161 S.60
平 均 值 35 ?. 28 2. 57 56 9. 20 149 . 68 820 S.24
背 景 值 ( 均 值 ) 19 ?. 62 0. 16 17 9. 39 43 . 28 55 S.43
土 壤 2 ?级 标 准 100. 00 0. 60 350 9. 00 300 . 00 250 S.00
检 出 率 / % 100 ?. 00 100. 00 100 9. 00 100 . 00 100 S.00
超 标 率 / % 0 ?100. 00 0 90 5 S
Pb为 350mg/ kg,Zn为 300mg/ kg, Cr为 250mg/ kg。评价方法采用中国绿色食品发展中心 1994 年编制的
《绿色食品产地环境质量现状评价纲要 ( 试行 )》( 以下简称《纲要》) 中推荐的单项污染指数法和综合污染指
数法。单项污染指数评价式为 :
P i = Ci/ Si (1)
式中 , P i 为土壤重金属元素 i 的污染指数 , Ci 为土壤重金属元素 i 的实测浓度 , Si 为重金属元素 i 的限量标
准值。当 P i≤1时 ,表示土壤未受污染 , Pi≥1 时 , 表示土壤受到污染 , 且 P i 值越大则污染越严重。为全面
反映各重金属对土壤的不同作用 ,突出高浓度重金属元素对环境质量的影响 , 采用内梅罗综合污染指数法 ,
其评价式为 :
P综 = { [ ( Ci/ Si )2max + ( Ci/ Si ) 2ave ]/ 2}1/ 2 (2)
式中 , ( Ci/ Si ) max为土壤重金属元素污染指数最大值 , ( Ci/ Si )ave为土壤各污染指数平均值。根据 1994年制
定的《纲要》规定 ,土壤污染等级划分标准见表 2。表 3表明各样点单项污染指数中样点 2土壤 Cr严重污染 ,
表 2 土壤综合评价分级标准
Tab.2 Theclassification standards of soil comprehensiveevaluation
等级划分 P综 污染等级 污染水平
Classification Pollution grades Pollution level
1 { P综≤0 $. 7 安 全 清 洁
2 {0 ?. 7< P综≤1 警戒级 尚 清 洁
3 {1 ?< P综≤2 轻污染 土壤轻污染 ,作物开始受污染
4 {2 ?< P综≤3 中污染 土壤、作物均受中度污染
5 { P综 > 3 ?重污染 土壤、作物已严重受污染
全部样点土壤均受不同程度 Cd 污染 , 其他
样点各项污染因子尚未受污染 ; 各样点综合
污染指数中样点 6、7、9、12、15、20 均为中污
染 ,占全部样点的 30% ; 其余样点为重污染 ,
占全部样点的 70%。评价结果表明徐州市
北郊农业土壤 Cd和 Cr 为重污染 ,Zn为污染
警戒级 (尚清洁水平 ) , 其他 2种元素为安全
级 (清洁水平 ) ,其综合污染指数为 Cr > Cd>
Zn> Cu> Pb。
160 中 国 生 态 农 业 学 报 第 14 ?卷
表 3 土壤重金属污染指数
Tab.3 The soil pollution index of heavy metals
序号 重金属元素 Heavy metal element 各采样点综合指数
No . Cu Cd Pb Zn Cr Comprehensiveindexof samplinglocations
1 ?0. 30 5 l.21 0 .14 0 .30 0 7.45 3. 79
2 ?0. 38 3 l.96 0 .23 0 .42 55 7.66 40. 28
3 ?0. 38 4 l.33 0 .16 0 .35 0 7.63 3. 17
4 ?0. 38 4 l.50 0 .16 0 .48 0 7.75 3. 30
5 ?0. 40 4 l.42 0 .16 0 .32 0 7.60 3. 23
6 ?0. 43 3 l.25 0 .16 0 .76 0 7.47 2. 41
7 ?0. 45 3 l.17 0 .17 0 .78 0 7.95 2. 37
8 ?0. 39 5 l.55 0 .17 0 .81 0 7.37 4. 06
9 ?0. 29 3 l.67 0 .13 0 .86 0 7.47 2. 70
10 ?0. 30 4 l.50 0 .13 0 .57 0 7.39 3. 29
11 ?0. 34 4 l.50 0 .14 0 .44 0 7.80 3. 30
12 ?0. 29 3 l.58 0 .16 0 .33 0 7.27 2. 62
13 ?0. 31 4 l.08 0 .12 0 .43 0 7.94 3. 01
14 ?0. 29 4 l.33 0 .14 0 .29 0 7.28 3. 16
15 ?0. 36 3 l.75 0 .20 0 .32 0 7.35 2. 74
16 ?0. 43 4 l.50 0 .26 0 .46 0 7.34 3. 29
17 ?0. 42 4 l.75 0 .17 0 .90 0 7.65 3. 50
18 ?0. 38 5 l.29 0 .16 0 .45 0 7.48 3. 86
19 ?0. 22 4 l.67 0 .11 0 .20 0 7.15 3. 39
20 ?0. 32 3 l.75 0 .11 0 .52 0 7.65 2. 76
各元素综
合 指 数
0 ?. 40

4 l.96

0 .22

0 .73

39 7.42

3 小 结
徐州市北郊农业土壤 5 种重金属平均含量均远高于该市农业土壤背景值 , Cd、Cr 为重污染 , Zn为警戒
级 ,其他 2种元素为安全级 , 其综合污染指数为 Cr > Cd > Zn > Cu > Pb。针对此土壤污染状况 , 建议有关主
管部门必须引起高度重视 ,尽快制定各项有效措施 , 最根本是要从源头上控制污染物的排放 , 实行清洁生产
制度 ,加强管理 , 提倡废弃物综合利用[ 2] , 以保证农产品质量及其安全性。
参 考 文 献 h
1 国家环境保护总局水和废水监测分析方法编委会 .水和废水监测分析方法 .北京 : 中国环境科学出版社 , 2002 .433～438
2 夏立江 , 王宏康 .土壤污染与防治 .上海 :华东理工大学出版社 , 2001 .222～224
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