山东绿色农业产地环境土壤评估及风险预警探究

　　摘要：选取山东省１７地市绿色农业产地环境农田土壤，系统采集１５０余份土壤样品，测定其砷、汞、铅、镉、铬、铜６种重金属元素的含量，采用综合指数评价法判断土壤污染状况，并对土壤重金属潜在生态风险进行评价。结果表明：①监测点的６种重金属元素中镉、汞、铜的算术平均值均超过了山东省土壤背景值，表明这３种重金属元素在土壤中存在明显的富集。②镉和铅主要来源于工业“三废”、交通排放以及农药化肥的施用；铬为自然源因子，受到成土母质的控制；砷和汞来源于煤炭燃烧和钢铁冶炼，铜受自然与人为因素共同影响。③监测区总体上处于低等与中等生态风险临界水平。

　　关键词：山东；绿色农业；产地环境；土壤；评估；风险预警

　　土壤是陆地生态系统的重要组成部分，既是重金属的归宿，又是重金属向大气、生物和水体传播的媒介。大多数重金属在土壤中相对稳定，但是大量重金属进入土壤后，就很难在生物循环和能量交换过程中分解，更难从土壤中迁出，逐渐对土壤的理化性质、生物特性和微生物群落结构产生不良影响，进而影响土壤生态结构和功能的稳定。吸收到植物体内的重金属能诱导其产生某些对酶和代谢具有毒害作用和不利影响的物质，间接引起植物伤害。由于重金属不能为土壤微生物所分解，并具有持久性和累积性［１，２］，可转化为毒性更大的甲基化合物，有的污染物甚至会通过各种食物链，经过逐级生物富集对人体健康产生危害［３］。土壤重金属污染已经成为世界性的严重问题，引起了社会和学术界的巨大关注［４］。开展重金属污染土壤的环境质量研究一方面可以了解土壤重金属的污染程度和现状，并且以直观的数据方式表达出来，有利于进行判断；另一方面可以针对现有的情况进行合理的农业和工业生产布局，同时还可以有计划、有步骤地开展防治和修复工作［５］。因此，本研究在２０１４年第三季度选取山东省１７地市绿色农业产地环境农田土壤，系统采集１５０份土壤样品，测定其砷、汞、铅、镉、铬、铜６种重金属元素的含量，采用综合指数评价法判断土壤污染状况，通过ＳＰＳＳ软件统计各个监测点的数据，最后对土壤重金属潜在生态风险进行评价。

　　１材料与方法

　　１．１指标体系构建

　　按照国家有关绿色农业环境评价标准，在山东１７地市绿色农业产地布点，采集土壤１５０余份。重点监测土壤中镉、汞、砷、铜、铅和铬的含量。

　　１．２６种重金属元素的测定及土壤环境质量分级标准

　　根据绿色农业土壤环境要求，按照ＧＢ／Ｔ１７１４１、ＧＢ／Ｔ１７１３、ＧＢ／Ｔ２２１０５．１、ＧＢ／Ｔ２２１０５．２、ＨＧ４９１、ＮＹ／Ｔ１３７７等国家及行业标准进行检测，本研究重点分析农田、旱地中镉、铅、汞、砷、铅、铬、铜的区域检测数据，其评价标准参照表１。

　　２结果与分析

　　２．１山东地区土壤重金属元素含量

　　由表３可以看出，山东各监测点６种土壤重金属的平均值只有镉、汞和铜高于山东省土壤背景值，但均未超过国家标准。其中金属镉变异系数最大，污染重，处于较高生态风险水平；其次是铜，变异系数较高，污染较重，处于中等生态风险水平。国际癌症研究组织把金属镉归为致癌物质，作物种植区土壤金属镉过量，农产品会吸收金属镉，致使人体过量摄入金属镉而危害健康。相对来讲，汞、砷、铬、铅的污染较小，处于低生态风险水平，需要进一步关注。

　　２．２山东地区土壤污染状况

　　根据试验数据，导入ＳＰＳＳ软件建立模型进行分析，利用Ｅｘｃｅｌ作柱状图，见图１。可见烟台、济宁、莱芜、淄博监测点的土壤污染综合指数较高。

　　３讨论与结论

　　农业产地环境风险分析是指农产品生产过程中，风险管理部门对可能遇到的各种风险因素进行识别、分析、评估。农产品产地环境污染问题主要表现在三个方面：大气污染、农业用水污染和土壤污染。污染物主要来源包括：重金属、化肥以及农药。２０世纪９０年代之后，研究人员开始偏重于重金属风险评价。目前土壤重金属污染评价方法众多，如单因子指数评价法、尼梅罗综合污染指数法、几何均值综合评价模式、污染负荷指数法、地积累指数法、沉积物富集系数法、潜在生态危害指数法、模糊数学法、灰色聚类法、基于ＧＩＳ的地统计学评价法、健康风险评价方法、环境风险指数法等，各种评价方法都有其适用范围、评价目的、优点及不足［１０］。本试验在前人研究的基础上，采用内梅罗综合污染指数法、潜在生态危害指数法，依据测定的山东省１７地市土壤重金属含量，进行了重金属潜在生态风险分级，并通过模型分析了土壤环境污染综合指数及山东１７地市综合生态风险现状。研究结果表明：

　　（１）监测点６种土壤重金属的平均值只有镉、汞和铜高于山东省土壤背景值，均未超过国家二级标准，表明这３种重金属存在一定程度的积累。

　　（２）监测点土壤重金属来源可分为４类：镉和铅主要受工农业及交通等人类活动影响，铬主要来源于成土母质，砷和汞来源于钢铁冶炼和煤炭燃烧，而铜则受自然与人为因素共同控制。

　　（３）监测点整体上处于低与中等生态风险的临界水平。莱芜监测点综合生态风险指数最低，其次是威海监测点，潍坊、青岛两个监测点处于中等生态风险水平，其他监测点均处在低生态风险中。

　　参考文献：

　　［１］吕建树，张祖陆，刘洋，等．日照市土壤重金属来源解析及环境风险评价［Ｊ］．地理学报，２０１２，６７（７）：９７１－９８４．

　　［3］王祖伟，徐利淼，张文具．土壤微量元素与人类活动强度的对应关系［Ｊ］．土壤通报，２００２，３３（４）：３０３－３０５．

　　［4］ＧＢ１５６１８－１９９５．土壤环境质量标准［Ｓ］．

　　［5］杜艳，常江，徐笠．土壤环境质量评价方法研究进展［Ｊ］．土壤通报，２０１０，４１（６）：７４９－７５６

《山东绿色农业产地环境土壤评估及风险预警探究》

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