城市土壤受人類活動的城市测強烈影響, 重金屬汙染就是其中之一。通過監測掌握重金屬汙染狀況是表层保證人類自身不受到傷害的必然途徑。為此,土壤 本文對城市表層土壤重金屬汙染監測進行了研究。

土壤是重金人類賴以生存和發展的自然環境資源之一。隨著人類活動強度的属污增加, 土壤受到不同程度的汙染, 進而影響到人類的生存質量。汙染物的染监性質決定了土壤汙染的類型, 含重金屬的汙染物進入土壤就會造成土壤重金屬汙染。由於表層土壤接納了大部分的城市测汙染物, 所以表層土壤也成為重金屬汙染的“重災區”。重金屬在自然環境中難降解,表层 易累積, 進入人體並積累到一定程度就會產生危害。土壤監測是土壤摸清土壤重金屬汙染“家底”的前提, 因此, 對城市表層土壤重金屬汙染進行監測具有重要意義。

1 城市表層土壤重金屬汙染監測技術概述

1.1 樣品采集

城市表層土壤重金屬汙染監測項目的重金樣品采集應根據《土壤環境監測技術規範》 (HJ/T 166-2004) 4~6章規定進行。采樣前應收集資料和進行現場調查,属污 然後製定采樣方案。為了消除采樣誤差,染监 保證采樣的代表性, 應選擇合適的布點方案, 但也要兼顧經濟性和可操作性。HJ/T 166-2004推薦簡單隨機、城市测分塊隨機和係統隨機三種方法。表层為了全麵反映土壤環境質量,土壤 實際操作過程中除了要將重點風險源作為核心布點以外, 應盡量采用係統布點法 (網格布點法) 。土壤采樣分為表層樣和分層樣, 表層樣通常采集0~20cm深度範圍內的樣品。為了消除采樣工具對樣品質量的影響, 表層樣采集應采用木鏟、竹片等工具, 采集後裝入塑料袋或布袋內保存。采樣時應做好記錄, 標記點位編號、采樣位置、氣象條件、樣品描述等。

1.2 樣品製備

土壤樣品製備分風幹和磨樣兩個環節。為了避免製樣過程中樣品受到汙染, 樣品製備場所應遠離公路, 環境安靜, 無揚塵。樣品風幹可采用白色搪瓷盤, 粗碎樣品采用木錘、木棒、木滾、竹勺等純天然樣品, 細磨樣品采用陶瓷內膽的球磨機, 攤置縮樣采用聚四氟乙烯薄膜, 過篩采用尼龍篩 (細磨後過100目篩) 。為避免玻璃瓶材質帶重金屬成分, 盛裝容器宜采用無色聚乙烯瓶。樣品分裝後采用熱塑材料封口, 貼好標簽並避光保存。

1.3 分析測定

土壤重金屬的分析測定分為實驗室測定法和現場快速測定法[3]。實驗室測定法屬於比較傳統的方法, 準確度高, 精密度好, 基體幹擾小, 線性範圍寬, 但檢測繁瑣, 一般需要前處理, 檢測時間較長, 檢測費用較高。實驗室測定常用方法包括原子吸收光譜法 (AAS) 、原子熒光光譜法 (AFS) 、分光光度法、電感耦合等離子體發射光譜法 (ICP-AES) 、電感耦合等離子體質譜法 (ICP-MS) 等, 此外還可以采用電化學分析法、極譜分析法、化學分析法等。現場快速測定法可以原位分析, 檢測速度快, 成本低。目前已廣泛應用的快速測定法有激光誘導擊穿光譜法 (LIBS) 、X射線熒光光譜法 (XRF) 、酶抑製法、免疫分析法、生物傳感器分析法、磁化率法、遙感高光譜法等。

1.4 汙染評價

土壤重金屬汙染程度評價的簡單方法是單因子汙染指數法, 即將每個評價因子與《土壤環境質量標準》 (GB 15618-1995) 標準值進行比較, 確定每一個評價因子的土壤質量級別, 最差級別判定為該區域土壤環境質量級別。用這種方法可確定主要汙染因子, 但不能反映土壤重金屬整體汙染程度, 所以HJ/T 166-2004又給出了內梅羅汙染指數法、綜合汙染指數法。

2 城市表層土壤重金屬汙染監測技術應用

2.1 項目背景

華南某城市, 南亞熱帶季風氣候, 年均氣溫21~23℃, 年降雨量1600~2300mm。成土母岩主要是河流及三角洲衝積物、花崗岩或砂岩殘積體, 土壤以紅壤、赤紅壤為主。

2.2 樣品采集

以項目區為單位, 采用網格法布點, 共采集17個表層土壤樣品。采樣後帶回實驗室, 經風幹、粗碎、細磨、過篩、混勻, 保存於封口塑料瓶內, 待測。

2.3 樣品預處理

待測銅、鎳、鋅、鉛、鉻元素的樣品采用硝酸-氫氟酸-高氯酸法消解, 待測砷元素的樣品采用硫酸-硝酸法消解, 待測汞元素的樣品采用硫酸-硝酸-重鉻酸鉀法消解。

2.4 樣品測試

銅、鎳、鋅、鉛、鉻5種元素采用電感耦合等離子體發射光譜法 (ICP-AES) 測試, 砷元素采用原子吸收光譜法 (AAS) 測試, 汞元素采用原子熒光光譜法 (AFS) 測試。

2.5 數據處理

數據錄入采用Excel 2007, 統計分析采用SPSS 19.0。

2.6 評價方法

城市表層土壤汙染評價采用單項汙染指數法和內梅羅汙染指數法, 計算公式及評價標準參見HJ/T 166-2004第12.1、12.2節。

2.7 結果與討論

城市表層土壤樣品測試結果見表1。對照GB 15618-1995, 鉛、鉻、汞三種元素達到了一、二級標準, 而銅元素大部分隻能達到二、三級標準, 鋅、砷兩種元素大部分處於二級標準, 鎳元素均勻分布在一、二、三級標準中。由此可見, 項目區銅元素汙染程度較深, 其次為鎳和砷元素。變異係數反映重金屬汙染的空間分布均勻性, 汞、鉛變異係數均大於0.5, 表明空間分布較不均衡。

單項汙染指數法與內梅羅汙染指數法以GB 15618-1995二級標準作為參照, 計算結果見表2。單項汙染指數中銅、砷、鎳均值較高, 表明這三種元素汙染汙染程度較深。內梅羅汙染指數法結果顯示, 銅、砷、鎳三種元素汙染程度較深, 鋅元素也達到警戒級, 鉛、鉻、汞三種元素處於安全級。

3 結語
土壤是人類賴以生存的重要環境要素。由於受到重金屬汙染, 土壤對人和生物而言將變得非常不安全[4]。為了人類社會的可持續發展, 必須對土壤重金屬進行控製。監測是環境管理的“前哨站”, 為此, 必須加強土壤重金屬監測技術的研究和應用, 隻有準確、可靠的監測才能為重金屬的治理與決策提供相應基礎數據。

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