山東綠色農(nóng)業(yè)產(chǎn)地環(huán)境土壤評(píng)估及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警探究

　　摘要：選取山東?。保返厥芯G色農(nóng)業(yè)產(chǎn)地環(huán)境農(nóng)田土壤，系統(tǒng)采集１５０余份土壤樣品，測(cè)定其砷、汞、鉛、鎘、鉻、銅６種重金屬元素的含量，采用綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法判斷土壤污染狀況，并對(duì)土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：①監(jiān)測(cè)點(diǎn)的６種重金屬元素中鎘、汞、銅的算術(shù)平均值均超過了山東省土壤背景值，表明這３種重金屬元素在土壤中存在明顯的富集。②鎘和鉛主要來源于工業(yè)“三廢”、交通排放以及農(nóng)藥化肥的施用；鉻為自然源因子，受到成土母質(zhì)的控制；砷和汞來源于煤炭燃燒和鋼鐵冶煉，銅受自然與人為因素共同影響。③監(jiān)測(cè)區(qū)總體上處于低等與中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)臨界水平。

　　關(guān)鍵詞：山東；綠色農(nóng)業(yè)；產(chǎn)地環(huán)境；土壤；評(píng)估；風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警

　　土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，既是重金屬的歸宿，又是重金屬向大氣、生物和水體傳播的媒介。大多數(shù)重金屬在土壤中相對(duì)穩(wěn)定，但是大量重金屬進(jìn)入土壤后，就很難在生物循環(huán)和能量交換過程中分解，更難從土壤中遷出，逐漸對(duì)土壤的理化性質(zhì)、生物特性和微生物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良影響，進(jìn)而影響土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定。吸收到植物體內(nèi)的重金屬能誘導(dǎo)其產(chǎn)生某些對(duì)酶和代謝具有毒害作用和不利影響的物質(zhì)，間接引起植物傷害。由于重金屬不能為土壤微生物所分解，并具有持久性和累積性［１，２］，可轉(zhuǎn)化為毒性更大的甲基化合物，有的污染物甚至?xí)ㄟ^各種食物鏈，經(jīng)過逐級(jí)生物富集對(duì)人體健康產(chǎn)生危害［３］。土壤重金屬污染已經(jīng)成為世界性的嚴(yán)重問題，引起了社會(huì)和學(xué)術(shù)界的巨大關(guān)注［４］。開展重金屬污染土壤的環(huán)境質(zhì)量研究一方面可以了解土壤重金屬的污染程度和現(xiàn)狀，并且以直觀的數(shù)據(jù)方式表達(dá)出來，有利于進(jìn)行判斷；另一方面可以針對(duì)現(xiàn)有的情況進(jìn)行合理的農(nóng)業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)布局，同時(shí)還可以有計(jì)劃、有步驟地開展防治和修復(fù)工作［５］。因此，本研究在２０１４年第三季度選取山東?。保返厥芯G色農(nóng)業(yè)產(chǎn)地環(huán)境農(nóng)田土壤，系統(tǒng)采集１５０份土壤樣品，測(cè)定其砷、汞、鉛、鎘、鉻、銅６種重金屬元素的含量，采用綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法判斷土壤污染狀況，通過ＳＰＳＳ軟件統(tǒng)計(jì)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，最后對(duì)土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

　?。辈牧吓c方法

　?。保敝笜?biāo)體系構(gòu)建

　　按照國(guó)家有關(guān)綠色農(nóng)業(yè)環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，在山東１７地市綠色農(nóng)業(yè)產(chǎn)地布點(diǎn)，采集土壤１５０余份。重點(diǎn)監(jiān)測(cè)土壤中鎘、汞、砷、銅、鉛和鉻的含量。

　?。保玻斗N重金屬元素的測(cè)定及土壤環(huán)境質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

　　根據(jù)綠色農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境要求，按照ＧＢ／Ｔ１７１４１、ＧＢ／Ｔ１７１３、ＧＢ／Ｔ２２１０５．１、ＧＢ／Ｔ２２１０５．２、ＨＧ４９１、ＮＹ／Ｔ１３７７等國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，本研究重點(diǎn)分析農(nóng)田、旱地中鎘、鉛、汞、砷、鉛、鉻、銅的區(qū)域檢測(cè)數(shù)據(jù)，其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參照表１。

　?。步Y(jié)果與分析

　　２．１山東地區(qū)土壤重金屬元素含量

　　由表３可以看出，山東各監(jiān)測(cè)點(diǎn)６種土壤重金屬的平均值只有鎘、汞和銅高于山東省土壤背景值，但均未超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。其中金屬鎘變異系數(shù)最大，污染重，處于較高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平；其次是銅，變異系數(shù)較高，污染較重，處于中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平。國(guó)際癌癥研究組織把金屬鎘歸為致癌物質(zhì)，作物種植區(qū)土壤金屬鎘過量，農(nóng)產(chǎn)品會(huì)吸收金屬鎘，致使人體過量攝入金屬鎘而危害健康。相對(duì)來講，汞、砷、鉻、鉛的污染較小，處于低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平，需要進(jìn)一步關(guān)注。

　?。玻采綎|地區(qū)土壤污染狀況

　　根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，導(dǎo)入ＳＰＳＳ軟件建立模型進(jìn)行分析，利用Ｅｘｃｅｌ作柱狀圖，見圖１?？梢姛熍_(tái)、濟(jì)寧、萊蕪、淄博監(jiān)測(cè)點(diǎn)的土壤污染綜合指數(shù)較高。

　?。秤懻撆c結(jié)論

　　農(nóng)業(yè)產(chǎn)地環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析是指農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，風(fēng)險(xiǎn)管理部門對(duì)可能遇到的各種風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別、分析、評(píng)估。農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境污染問題主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：大氣污染、農(nóng)業(yè)用水污染和土壤污染。污染物主要來源包括：重金屬、化肥以及農(nóng)藥。２０世紀(jì)９０年代之后，研究人員開始偏重于重金屬風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。目前土壤重金屬污染評(píng)價(jià)方法眾多，如單因子指數(shù)評(píng)價(jià)法、尼梅羅綜合污染指數(shù)法、幾何均值綜合評(píng)價(jià)模式、污染負(fù)荷指數(shù)法、地積累指數(shù)法、沉積物富集系數(shù)法、潛在生態(tài)危害指數(shù)法、模糊數(shù)學(xué)法、灰色聚類法、基于ＧＩＳ的地統(tǒng)計(jì)學(xué)評(píng)價(jià)法、健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法等，各種評(píng)價(jià)方法都有其適用范圍、評(píng)價(jià)目的、優(yōu)點(diǎn)及不足［１０］。本試驗(yàn)在前人研究的基礎(chǔ)上，采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法、潛在生態(tài)危害指數(shù)法，依據(jù)測(cè)定的山東?。保返厥型寥乐亟饘俸浚M(jìn)行了重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)，并通過模型分析了土壤環(huán)境污染綜合指數(shù)及山東１７地市綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)狀。研究結(jié)果表明：

　?。ǎ保┍O(jiān)測(cè)點(diǎn)６種土壤重金屬的平均值只有鎘、汞和銅高于山東省土壤背景值，均未超過國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，表明這３種重金屬存在一定程度的積累。

　?。ǎ玻┍O(jiān)測(cè)點(diǎn)土壤重金屬來源可分為４類：鎘和鉛主要受工農(nóng)業(yè)及交通等人類活動(dòng)影響，鉻主要來源于成土母質(zhì)，砷和汞來源于鋼鐵冶煉和煤炭燃燒，而銅則受自然與人為因素共同控制。

　　（３）監(jiān)測(cè)點(diǎn)整體上處于低與中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的臨界水平。萊蕪監(jiān)測(cè)點(diǎn)綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)最低，其次是威海監(jiān)測(cè)點(diǎn)，濰坊、青島兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處于中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平，其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)均處在低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)中。

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