郑婉娴 刘晶 赵鑫

摘要：通过测量土壤的磁化率和重金属含量以及淋溶柱模拟金华市降水对土壤重金属的淋洗等对金华市婺城工业园区内不同功能区的土壤进行重金属污染状况进行研究。结果表明：该区域部分土壤中有不同程度的重金属污染，横向上电子厂、机械厂的污染比较严重；纵向上金华市的降水能促进土壤中重金属的释放，在制定城市环境污染防治对策中需要对此给予足够的重视。

关键词：工业区；土壤；重金属污染；淋溶

土壤是人类赖以生存和可持续发展的基础，是地理环境的重要组成要素，不仅是农业生产的基础，而且还提供人类生存所需的各种营养物质，是人类环境的重要组成部分[1]。随着中国经济迅猛发展，人类活动不断加强，使得土壤污染问题愈发严重。土壤污染一旦发生，仅依靠切断污染源的方法往往很难恢复，有时要靠淋洗土壤。污染土壤中重金属的长期淋洗和迁移可污染地表水和地下水，使水文环境恶化，危害人体健康及生态系统的健康发展，而土壤重金属治理技术的研究也已成为国内外研究热点。

1 研究区域

金华市位于浙江省境中部，地处金衢盆地东段，为浙中丘陵盆地地区，地势南北高、中部低，属亚热带季风气候。总的特点是四季分明，年温适中，热量丰富，雨量丰富，但雨量的季节变化和年际变化、地域差异都很大。

2 研究过程

2.1 样品的采集与处理

金华市婺城工业园区用地43.6平方公里，已形成建材、化工、机电、汽配、电子、纺织、服装、食品等工业体系，是金华城市化建设中的一个重要组成部分。选取塑料、五金机械、电子、服装企业这四个功能区，每个功能区至少采取2个具有代表性的样点，采样时取0～20cm深度的土样，并且在金华市郊区没有被污染的地点采取1个土样，初步采集样本共计17个。土壤样品采集风干后尽可能剔除碎石，金属碎块，未分解的有机物残体等， 以尽量减少对重金属元素及有机物含量测定的影响。土样经研磨，混匀后，分别过筛储存，以备进一步使用。

2.2 实验方法

2.2.1 磁化率测定

平均称取5g研磨好后的土样，装于边长为1.5cm的无磁性小方盒中，采用英国Bartington MS2磁化仪进行低频（470Hz）磁化率、高频磁化率（4700Hz）的测定，在算出高频磁化率（Xhf）和低频磁化率（Xlf）的基础上计算样品的频率磁化率，计算公式如下：

Xfd=100×（Xlf-Xhf）/Xlf

2.2.2土壤重金属含量的测定

利用原子吸收分光光度法测定土壤中重金属含量。配制土壤消解液。要用实验称称取0.5g的风干土样， 然后放在聚四氟乙烯坩埚中，同时用少许的水润湿，再加入10mL 优级纯的盐酸放在电热板上面低温缓慢加热，大约蒸发到只剩下5mL的时候，加入10mL硝酸。之后要对其进行持续的缓慢加热，直至溶液渐渐成为粘稠状，然后再加入氢氟酸，选择优级纯氢氟酸，用量在5mL，并继续对其进行缓慢加热，同时时常摇动坩埚，更好地达到除硅的效果。最后加入高氯酸，并继续加热，当其开始冒白烟，要停止加热。这个时候要注意观察，如果土壤分解物开始呈白色、淡黄色，那么可以将坩埚倾斜，坩埚内的液体应该呈不流动的粘稠状。此时，还需要对残渣进行温热溶解，待到其冷却之后，可以加入50mL 的水，作为实验备用。然后，放入原子分析仪测试区域进行结果测定，得到测试光谱图进行定量计算。

2.2.3 土壤淋洗

用10mL移液管自制为淋滤柱，柱内填充物自下而上分别为玻璃棉、脱脂棉、3克表层土壤样品、脱脂棉。用pH值为5的酸雨对土壤样品进行淋溶，具体的淋滤速度控制为4min/ml，收集淋溶液，用原子吸收分光光度计法测定淋滤液中各重金属元素的含量。

3 研究结果与讨论

3.1 工业区表层土壤磁化率状况

由于重金属污染源中大都含有磁性矿物，所以探讨磁性矿物和重金属元素等污染物之间的关系，对实际生产和科学研究具有重要意义。土壤磁化率反映土壤中磁性矿物的数量，土壤χLF（低频磁化率）之所以与重金属元素显著相关，是因为土壤磁性主要由磁性矿物、近Fe 元素（ Mn、Ni、Cr、Al 和Mg 等） 形成的矿物以及某些重金属（ Cd、Hg、Cr、As 等） 与含Fe元素结合形成含菌的络合物、螯合物或其他化合物产生的。与土壤χLF相关系数最高的重金属是Zn，其次分别为Cu、Cd、Pb、As、Cr 和Ni。这说明城市土壤低频磁化率能夠反映土壤重金属的污染程度[3-4]。通过数据的测量和计算，我们可以得出：研究的17个样品中，土壤低频质量磁化率平均值为18.18×10-8m3/kg，变幅为（5.3--53.86）×10-8m3/kg，其中最大值出现在金华震飞电子设备厂，最小值出现在金华万通塑织制品公司；17个样品中，30%的土壤低频磁化率< 30×10-8m3/kg；94%的土样低频磁化率< 50×10-8m3/kg。因此，从整体上看，研究区范围内的土壤的低频磁化率普遍较低，且不同区域的差异相对较小。

3.2 工业区表层土壤中重金属的含量状况

在所调查的元素中Pb的含量较低，低于全国土壤背景值和二、三级国家土壤环境质量标准。电子厂和机械厂中Zn的污染比较严重，高于全国土壤背景值。Cu的含量大部分低于全国土壤背景值，部分电子厂的含量高于全国土壤背景值。可以看出得到工业园区内电子设备厂和机械厂的污染较重，塑料厂和服装厂的污染较轻，郊区的土壤质量较好。电子产品加工和机械加工中经常伴随Ni 、Cr 、Cu 、Zn 等重金属元素的排放， 矿业冶金， 金属加工， 石油化工等特定污染点污染源以外， 路面灰尘，大气的干湿沉降， 机动车尾气排放， 汽车汽油， 发动机，轮胎， 润滑油和镀金部分的燃烧与磨损， 部分重金属含量较高的垃圾堆放而使重金属渗漏等也是土壤中重金属积累的重要途径.

3.3 重金属的潜在可淋溶性

实验表明，在模拟酸雨淋溶条件下，表层土壤中的重金属均有释放现象。Pb、Zn、Cu的淋洗量分别占总量的0.2%、0.51%、0.43%。可以看出金华市的降水对土壤具有淋洗性，因此有可能会造成水体污染。

4 结论

重金属含量在很大程度上可以反映土壤受重金属的污染状况。研究结果表明：横向上金华市婺城工业园区内的土壤受到重金属的污染，特别是不同功能区中的电子厂和机械厂；纵向上金华市的降水会对土壤中的重金属进行一定程度的淋洗，因此在进行土壤修复和保护水资源污染时应当考虑到降水对重金属淋洗的影响。

参考文献：

[1]国家自然科学基金委员会.土壤学[M].科学出版社，1997.

[2]土壤污染及质量状况调查

[3]余涛，杨忠芳等.磁化率对土壤重金属污染的指示性研究[J].现代地质，2008，22（6）：1034-1040.

[4]陈秀瑞，卢新卫，杨光.城市表层土壤磁化率与重金属含量分布的相关性研究[J].环境科学，2013，34（3）：1087-1093.