佀国涵，饶雄飞，赵书军，徐大兵，向必坤，上官力，任晓红

摘要：通过对利川市烟区空气和灌溉水进行采样、监测和分析，并采用综合污染指数法进行评价，结果表明，利川市烟区空气综合质量状况达到Ⅰ级标准，且随着距利川市城区距离的缩短，空气的综合污染指数呈逐渐升高的趋势，且9月份的环境空气综合污染指数较5月份和7月份均呈不同程度的升高趋势;灌溉水综合质量状况达到Ⅰ级标准，灌溉水中重金属种类主要为砷和铬，但其含量均低于《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005）所规定限值。

关键词：鄂西南烟区;空气;灌溉水;质量

中图分类号：X823;X824        文献标识码：A        文章编号：0439-8114（2014）23-5701-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2014.23.020

随着工农业的发展、人们生活水平的提高和公众生态环境意识的增强，全社会对农产品的品质要求越来越高[1]。烟草是一种嗜好品，其安全性也愈来愈引起关注。烟叶产地环境生态不仅是决定烟叶特色和内在质量的关键因子，而且是关系烟叶安全性的控制因子[2]。空气、水、土壤等环境中的外来有害物质或者背景有害物质通过吸收、转化进入烟株体内，对成品烟叶的安全性造成影响，因此对烟叶产地生态环境进行评价，对烟叶产区科学区划是生产低危害安全性烟叶的基础。

以往对产地生态环境的评价多集中在粮食作物、蔬菜和水果等农产品上[3-5]，而对烟叶的产地环境尤其是对产地空气和灌溉水进行系统分析和评价却较少，本研究以鄂西南烟区具有代表性的区域——恩施自治州利川市作为研究对象，对烟区空气和灌溉水的质量进行初步分析和评价，为制定湖北省烟叶产地生态环境标准及无公害烟叶生产技术提供理论支撑。

1  材料与方法

1.1  研究区域概况

利川市位于湖北省西南部，地跨东经108°21′-109°18′，北纬29°42′-30°39′，属云贵高原东北的延伸部分，地处巫山流脉与武陵山北上余脉的交汇部，平均海拔1 100 m。属亚热带季风性湿润气候，全年平均气温12.8 ℃、活动积温3 641 ℃、无霜期234 d、降雨量1 300 mm左右。利川市自 1963 年开始试种烤烟至今，已有近50余年的烤烟种植历史。全市常年种植烤烟面积达 7 000 hm2左右，是湖北省最大的烤烟种植县（市）。利川市的烟叶具有“甜雅香”品质特征，以浓透清香型和浓偏中香型为主，香气质好，工业可用性较强，是“清江源”特色品牌山地烟叶的重要组成部分，是浙江中烟、湖北中烟、山东中烟等知名卷烟品牌的主要原料基地之一[6]。

1.2  样品采集

空气样和灌溉水样的采集按照同心圆布点法布置采样点，以利川市城区为中心，向主要烟区的方向辐射，以5 km的间距设置采样点;采样点分别设置于利川市城区、元堡乡烟草站、元堡乡瑞坪村和元堡乡东曹村。采样时间分别选择在2013年的5月中旬、7月中旬和9月中旬进行。

空气样利用KC-6120型大气综合采样器进行采集，每天采样分3个时段进行，分别为8：00-10：00，12：00-14：00，15：00-17：00。

灌溉水样主要采集烟叶主产区（乡镇）内较大的河流、水库或者池塘（包括水窖），另外河流水源的取样应在流经主产烟区的河流段取样。

1.3  分析方法

空气中各项指标的分析方法：

二氧化硫采用甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法（HJ482-2009）测定;氮氧化物采用盐酸萘乙二胺分光光度法（HJ 479-2009）测定;总悬浮颗粒物采用重量法（GB/T 15432-1995）测定;氟化物采用氟离子选择电极法（HJ 480-2009）测定;铅及其化合物采用石墨炉原子吸收分光光度法（HJ 539-2009）测定。

灌溉用水各项指标的分析方法参照GB/T 5750.4-2006进行：

pH采用玻璃电极法测定;高锰酸盐指数采用酸性高锰酸钾法测定;汞采用双硫腙分光光度法测定;砷采用二乙氨基二硫化甲酸银分光光度法测定;镉采用无火焰原子吸收分光光度法测定;铅采用无火焰原子吸收分光光度法测定;氰化物采用异烟酸-吡唑酮比色法测定;挥发酚类采用4-氨基安替比林分光光度法测定。

1.4  评价标准与方法

1.4.1  环境质量评价标准  空气评价标准采用《环境空气质量标准》（GB 3095-2012），空气各项污染物浓度限值及其检出限见表1;灌溉水的评价标准采用《农田灌溉水质标准》（GB 5084-2005），灌溉水各项监测指标浓度限值及其检出限见表2。

1.4.2  评价方法

1）单项污染指数法。适用于严格指标和一般控制指标。计算公式为Pi=Ci/Si，式中，Pi为环境中污染物i的单项污染指数;Ci为环境中污染物i的实测浓度;Si为污染物i的评价标准。Pi≤1时，判断为合格，Pi>1时，判断为不合格。

2）综合污染指数法。大气综合污染指数：

P综=■

式中，max（Pij）为参与评价的最大单因子指数;ave（Pij）为参与评价的单因子指数平均值。P综≤0.6表明清洁、划分为Ⅰ级，0.62.8表明极重污染、划分为Ⅴ级[7，8]。

水综合污染指数：

P综=■

式中，（Ci/Si）max为参与评价的单项污染指数最大值;（Ci/Si）ave为参与评价的单项污染指数平均值。P综≤0.7表明清洁、划分为Ⅰ级，0.73.0表明为重污染、划分为Ⅴ级[9，10]。

2  结果与分析

2.1  利川市烟区环境空气质量评价

2.1.1  采样时间对环境空气质量的影响  从环境空气监测结果（表3）来看，根据采样时间的不同，利川市烟区空气的监测结果有所不同。在不同监测点中，9月份采集的空气中总悬浮颗粒物、二氧化硫和氮氧化物的浓度均高于5月份和7月份，9月份空气中总悬浮颗粒物和氮氧化物的浓度较5月份分别提高了2.0%～56.9%和0%～45.7%，较7月份分别提高了10.9%-38.8%和5.3%～59.5%;除元堡烟草站监测点外，9月份的空气中二氧化硫含量较5月份和7月份分别提高了23.8%～45.0%和65.0%～83.9%。这可能与后期烟叶烘烤燃烧煤炭或其他燃料后向空气中排放出相应的污染物质有关。在三次取样时间中，空气中的氟化物含量均在0.9 μg/m3的检出限以下;而铅及其化合物除利川市区监测点外，均以7月份采集的空气样品中含量最高，其次为9月份，而以5月份的最低。

2.1.2  采样地点对环境空气的影响  以利川市城区为中心，向主要烟区辐射的方向设置监测点，其中元堡乡烟草站监测点距利川市区约5 km，瑞坪村监测点距利川市区约10 km，东槽村监测点距利川市区约10 km，但与瑞坪村监测点相距3 km。从表3可知，利川市城区空气中总悬浮颗粒物、铅及其化合物、二氧化硫和氮氧化物的浓度总体上均最高，利川市城区空气中的二氧化硫和氮氧化物的浓度值较元堡乡烟草站监测点分别提高了11.1%～87.5%和6.1%～36.4%，较距利川市区约10 km的监测点（瑞坪村和东槽村）分别提高了22.2%～71.8%和14.3%～61.2%。除5月份的空气中铅及其化合物和9月份空气中总悬浮颗粒物外，利川市区的空气中总悬浮颗粒物和铅及其化合物较元堡乡烟草站监测点分别提高了21.1%～27.3%和12.1%～93.7%，较距利川市区约10 km的监测点（瑞坪村和东槽村）分别提高了3.0%～68.7%、11.2%～94.2%。由此可见，环境空气的质量主要跟人口密集程度以及车辆的多寡有关。

2.1.3  环境空气质量的综合评价  由表3可知，利川市的空气质量的综合污染指数为0.084～0.330，均小于0.6，这表明该地区的空气质量等级可划定为Ⅰ级，达到了清洁水平。随着距利川市城区距离的缩短，环境空气的综合污染指数呈逐渐升高的趋势，其中以利川城区的空气综合污染指数最高;9月份空气的综合污染指数较5月份和7月份均有不同程度的升高趋势。

2.2  利川市烟区灌溉水质量评价

从利川市烟区灌溉水监测结果（表4）可知，利川市烟区灌溉水的综合污染指数为0.118～0.230，均小于0.7，这表明该地区灌溉水质量等级可划定为Ⅰ级，达到了清洁水平。从5月份、7月份和9月份的灌溉水的监测结果可知，环境水中的各项监测指标的浓度均低于GB 5084-2005所规定相应限值。灌溉水中的铅、镉、汞、氰化物和挥发酚的含量均低于最低检出限;而砷和总铬在5月份、7月份和9月份的取样中均有检出，利川清江河水中5月份和7月份的总铬含量分别为8.00 μg/L和10.00 μg/L，而砷的含量仅在7月份的取样中检出，为3.74 μg/L;利川元堡乡河水中总铬的含量仅5月份有检出，其含量为11.00 μg/L，而总砷于7月份有检出，其含量为1.63 μg/L。在瑞坪村和东槽村的池水中仅9月检出砷的含量，分别为3.74 μg/L和1.66 μg/L。由此可知，在利川市烟区灌溉水中的重金属主要为砷和铬，但其含量总体上低于《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005）所规定限值。利川市烟区灌溉水的pH均呈弱碱性（>7.5），河流水中的高锰酸钾指数和全盐量在不同取样时间均大于池水，这可能与河流水受有机物及还原性无机物的污染程度大于池水有关。

3  结论

1）利川市烟区空气的综合污染指数为0.084～0.330，空气质量达到了Ⅰ级标准。空气的综合污染指数随着距利川市城区距离的缩短呈逐渐升高的趋势，且9月份的环境空气综合污染指数较5月份和7月份均有不同程度的升高趋势，其中主要表现在空气中总悬浮颗粒物、二氧化硫和氮氧化物的浓度的升高。

2）利川市的烟区灌溉水的综合污染指数为0.118～0.230，灌溉水质达到了Ⅰ级标准。灌溉水的pH呈弱碱性，且水质中重金属主要为砷和铬，但其含量总体上仍在《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005）所规定限值范围内;河水中的高锰酸钾指数和全盐量在不同取样时间均高于池水。

参考文献：

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[2] 陈  楠，王  刚，王洪云，等.云南省南涧县绿色烟叶生产基地生态环境质量评价[J].云南农业大学学报（自然科学版），2012， 27（4）：545-550.

[3] 张庆利，史学正，黄  标，等.南京东郊蔬菜种植基地地表水氮、磷、重金属含量及影响因素[J].农村生态环境，2004，20（4）：1-5.

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