廖 冲，曾凡萍，刘 澍

（萍乡市环境监测站，江西 萍乡337000）

萍乡市是江南重要的工业城市，位于江西省西部，湘赣两省边界。其自然条件优越，是江西省重要的粮食基地，土壤的环境质量与当地居民的健康有密切的联系，其土壤特征在江西具有典型意义。随着社会经济的发展，萍乡市土壤正面临着重金属污染的威胁。

土壤重金属污染是指人类活动将重金属带进土壤并累积到一定程度，对土壤生态系统造成损害的现象。近些年来，污水灌溉、污泥农用、施用含有重金属元素的肥料和使用农药等，使得农业土壤重金属含量明显升高，这不仅影响土壤理化性质，降低土壤生物活性，造成农产品产量下降，而且通过食物链、水体、大气等多种途径直接或间接对人体健康造成威胁[1-5]。因此，农用土壤重金属含量调查、污染评价、来源分析以及重金属污染与城市化之间的关系等方面的研究受到广泛关注[3-12]。但有关萍乡地区农用土壤重金属含量系统的调查研究尚未见报道。为此，本研究在获取萍乡地区农用土壤重金属含量实测数据的基础上，对该地区农用土壤的重金属含量及其污染现状进行研究分析，以期为萍乡市土地利用规划、农用土壤环境治理提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

萍乡地处亚热带季风气候区，全年光照充足，雨量充沛，四季分明。极端最高气温达41.0℃，极端最低气温为-9.3℃，年平均气温为17.3℃。全年平均降水量为1 603 mm，日照数约1 600 h，无霜期270 d，是江西省重要的粮食基地。近十几年来，由于城区的急速外扩，大量农田和菜区被吞噬、切割和包围，城市化对土壤环境的影响强烈。

1.2 样品采集与处理

本研究以萍乡市5个县区为研究区域，共布置29个监测点位，实际有效样品29个，监测金属元素11项，研究区布设样点位见图1。

图1 萍乡市土壤采样布点位置

采样多选择乡镇、园区有代表性的地块(主要包括农田、农业园区、蔬菜基地等农业用地)，采用梅花多点（5～12点）混合取样法，采样深度为0～20 cm，各样点取土1.5～2.0 kg，样品装于聚乙烯塑料袋，袋内及袋外皆置标签。将采集到的土壤样品转移到用硝酸处理过的、干净的聚乙烯塑料盘或搪瓷盘中，自然风干后，用竹片等器物轻轻搅拌，除去沙石、贝壳、动植物碎片等明显的异物，然后混合均匀，用碾钵将土样研细过100目尼龙筛，用四分法进行缩分得土壤样品，装入用硝酸处理过的聚乙烯塑料袋或广口聚乙烯塑料瓶中，放入干燥器在低温下保存备用。

1.3 样品消解

采用氢氟酸+高氯酸消解[13]。称取0.5 g左右过100目的烘干样品，放入50 ml聚四氟乙烯烧杯中，加入5 ml高氯酸，再加25 ml氢氟酸，盖上盖子，在控温电炉上进行消解。

1.4 元素含量的测定

对土壤样品中的重金属元素砷、镉、钴、铬、铜、汞、锰、镍、铅、钒和锌进行分析。其中，砷和汞用原子荧光法测定，钴、铬、铜、锰、镍和锌用火焰原子吸收分光光度法测定，镉、铅和钒用石墨炉原子吸收分光光度法测定。测定过程用中国环境监测总站的标样（ESS-1）进行全程控制，最后将所有样品的重金属含量的原始数据进行标准化。

1.5 数据处理

数据分析采用Excel软件完成。

2 结果与讨论

2.1 土壤重金属元素的含量特征

萍乡市农用土壤中重金属的含量特征见表1。

由表中数据可知，萍乡市地区农用土壤中砷、镉、钴、铬、铜、汞、锰、镍、铅、钒和锌的平均值分别为14.6 mg/kg、0.15 mg/kg、9.2 mg/kg、80.2 mg/kg、32.6 mg/kg、0.087 mg/kg、312.1 mg/kg、33.3 mg/kg、39.8 mg/kg、66.8 mg/kg 和134.1 mg/kg，均未超过国家土壤环境质量二级标准，这说明土壤对重金属污染物仍有一定的环境容量。但从各检测样点的最大值来看有个别样点砷、镉、铜、镍、锌的最大含量超过此标准。与江西省土壤背景值相比，除钴、钒外，萍乡地区农用土壤中其他重金属元素平均含量都超过该土壤背景值，其中尤以锌较为显著，达到该背景值的1.94倍，接下来依次为镍、铬、铜、镉、砷、铅、锰、汞，分别为背景值的1.75倍、1.67倍、1.56倍、1.50倍、1.40倍、1.24倍、1.21倍和1.1倍。相比其他金属元素，镍、铜和锌这3种元素的污染指数相对较高，累积较为明显。

表1 萍乡市农用地土壤无机污染物监测结果统计

变异系数是反映样品变异程度的一个统计量，能在一定程度上反映样品的来源和受人为因素影响的程度。从变异系数来看，锰、锌、钒、铬、铜、铅的变异系数明显高于其他元素，均达到16以上，尤其是锰，达到了228.76，其他元素除镉、汞外变异系数都介于10左右。这表明，萍乡市耕地土壤中的无机元素分布很不均匀，区域分异很大。根据地球化学理论可知，单一地球化学过程形成的土壤中的元素概率分布服从正态分布，多阶段或多过程形成的土壤中的元素分布则为偏态分布。因此，萍乡市无机污染物在土壤中的分布受到外界因素影响很大，内源污染影响较小。以上分析表明，在人为活动的影响下，萍乡地区农用土壤中重金属含量已存在一定程度的累积，其中以镍、铜和锌最为明显，锰、锌、钒、铬、铜、铅在土壤中的分布很不均匀，受人为活动的影响最大。但各项重金属的含量普遍低于国家《土壤环境质量标准》中的二级标准限值，没有出现超标的情况。可见从整个萍乡地区范围来看，其农用土壤中的重金属累积现象还不是很严重，土壤整体环境质量较好，对重金属污染仍有一定的容量，萍乡市的农业生产处于较低的生态风险范围内。

2.2 土壤重金属元素的空间分布

萍乡市各县区农用土壤中重金属含量见表2。

由表中数据可知，各县区农用土壤中砷、镉、钴、铬、铜、汞、锰、镍、铅、钒和锌的平均值均未超过国家土壤环境质量二级标准，但除钴、钒外，其他元素在各县区土壤中的含量均超过了江西省的土壤背景值，这说明萍乡市各县区的农用土壤已经受到人为影响，但对重金属污染仍有一定的环境容量。

表2 萍乡市各县区农用地土壤监测结果 mg·kg-1

虽然全市5个县区农用土壤中重金属的含量平均值均未超过国家土壤环境质量二级标准，但在布置的29个采样点中有14个测点的重金属含量超出了标准值（见表3）。其中，安源区有1个测点的镍超标；湘东区有1个测点的铜超标；芦溪县有1个测点的镉、1个测点的锌超标；莲花县有2个测点的镍超标；而上栗县所布设的8个测点都有重金属含量超标，超标元素有铜、锌、镍、镉。这表明，湘东区虽然是萍乡市的工业区，里面工业企业分布较多，但由于工业企业排放的废弃物能集中处理，其对湘东区农用地土壤的影响并不大。上栗县虽然工业企业相对不多，但由于其传统产业为有着1 300多年历史的烟花爆竹生产，且在2000年以前一直以家庭作坊方式生产，生产单位的分散导致了烟花爆竹生产原料中的重金属对土地的大面积影响。家庭生活垃圾堆肥的农业施肥方式，更加剧了重金属对农业用地的影响，以致上栗县农用土壤出现大面积的重金属超标现象。这种情况不能不令人担忧，不能不引起大家的重视。但令人欣慰的是上栗县从2000年开始对烟花爆竹行业进行整顿，将烟花爆竹生产家庭作坊全部取缔，引导业主上山建基地，由作坊式生产到基地化生产，从而将这种分散式的生产集中起来，也使分散的污染物集中起来，从而有利于污染物的集中式、专业化处理。

表3 萍乡市各县区农用地土壤超标元素

3 结论

3.1 重金属含量

萍乡市地区农用土壤中砷、镉、钴、铬、铜、汞、锰、镍、铅、钒和锌含量的平均值均未超过国家土壤环境质量二级标准，这说明土壤对重金属污染仍有一定的环境容量。但锌、镍、铬、铜、镉、砷、铅、锰、汞含量均超过了江西省土壤重金属相应元素的背景值，这表明土壤受到了人为活动的影响。

3.2 重金属空间分布

从研究区各区域所在的空间位置来看，在全市5个县区布置的29个采样点中，安源区有1个测点的镍超标；湘东区有1个测点的铜超标；芦溪县有1个测点的镉、1个测点的锌超标；莲花县有2个测点的镍超标；而上栗县有8个测点的重金属含量超标。这很可能与上栗县传统产业——烟花爆竹家庭作坊式分散型生产有关。

从整个萍乡市范围来看，各重金属的平均含量都处于《土壤环境质量标准》的二级标准值范围内，没有出现超标的情况，萍乡市农用土壤整体环境质量较好，农业生产处于较低生态风险范围内。但同时也要看到，随着社会经济的快速发展，工农业生产等人为活动对土壤的影响越来越大，萍乡市土壤受污染的情况正在逐渐加重，防治土壤污染、保障土壤环境质量已刻不容缓。

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