申义珍，徐俊兵，马丽丽　(江苏省扬州市农业环境监测站，江苏扬州 225002)



扬州市耕地土壤重金属污染现状与演变趋势

申义珍，徐俊兵，马丽丽(江苏省扬州市农业环境监测站，江苏扬州 225002)

摘要[目的]研究2012年扬州市耕地土壤重金属污染现状及2002年以来的变化趋势。[方法]采集扬州市耕地土壤样品，分别测定总镉、总砷、总铬、总汞、总铅含量，加权统计计算平均值、标准差、变异系数等，并与2002年的数据进行对比分析。[结果]2012年扬州市不同重金属元素污染指数从高到低依次为总镉、总砷、总铬、总汞、总铅，不同重金属元素污染超标面积比例从高到低为总镉、总汞、总砷、总铅，总铬全部合格。与2002年相比，土壤中总镉、总铅含量均显著上升，总汞、总铬含量上升未达显著水平，总砷含量则显著下降；总镉、总汞、总砷、总铅超标面积比例均上升。[结论]重金属污染特别是总镉、总汞污染亟需引起高度重视。土壤总镉、总汞、总铅含量变异系数明显增大，说明总镉、总汞、总铅有明显的点源污染特点。

关键词土壤；重金属；现状；演变；扬州市

近年来，重金属污染是环境污染的主要问题之一，当前环境中重金属主要指汞、砷、铅、镉、铬等生物毒性显著的元素，学者对这几种重金属污染的研究较多。徐俊兵等[1]在2005年进行了扬州市土壤重金属含量的调查；段文艳等[2]在2007年研究了扬州市农产品主要重金属含量状况；易强等[3]研究发现，扬州市某工业用地存在重金属污染潜在生态危害。为了全面掌握扬州市耕地土壤的重金属污染现状与演变趋势，笔者于2012年采集了扬州市2 924个耕层土样，测定了汞、砷、铅、镉、铬5种重金属含量，并与2002年的相关测定数据[1]进行了比较，旨在为重金属污染土壤的修复及农产品的安全生产提供科学依据。

1材料与方法

1.1样品采集2012年在扬州市采集土壤耕层样品，一般农田每100 hm2采1个土样，疑似工业污染区及大中城市郊区每10 hm2采1个土样，委托国土资源部南京矿产资源监督检测中心进行检测。

1.2项目测定土壤中总铅、总镉、总铬的测定，采用硝酸-氢氟酸-硫酸全消解-电感耦合等离子体质谱仪法(NJTC/DM07—CH14)；土壤中总汞、总砷的测定，采用硝酸-盐酸混合试剂在沸水浴中加热消解-原子荧光光度计法(GB/T 22105—2008)。

1.3数据分析对土壤重金属含量测定结果进行统计分析，计算加权平均值、加权标准差、变异系数等，以土壤环境质量标准GB 15618—1995中的中性土2级土壤为标准，计算各重金属平均单项污染指数，并与2002年的测定数据进行比较。

2结果与分析

2.1土壤总镉含量由表1可知，2012年2 924个耕层土样，总镉含量为0.041～12.700 mg/kg，加权平均总镉含量0.178 mg/kg，变异系数88.80%，平均污染指数0.59，其中，Ⅰ 级污染土壤面积占比77.40%，Ⅱ 级占比16.40%，Ⅲ 级占比6.01%，劣于Ⅲ级占比0.24%。与2002年相比，土壤镉含量上升了0.058 mg/kg，统计学检验差异达极显著水平(t=14.96，t0.01=2.58)，上升幅度达48.33%，导致Ⅰ 级污染土壤减少14.30个百分点，而Ⅲ级及劣于Ⅲ级污染土壤上升了4.65个百分点。2012与2002年结果相比，土壤镉含量变异系数明显增大，标志着镉具有明显的点源污染特点。2.2土壤总汞含量由表2可知，2012年2 924个耕层土样，总汞含量为0.004～2.000 mg/kg，加权平均总汞含量0.113 mg/kg，变异系数112.00%，平均污染指数0.23，其中，Ⅰ 级污染土壤面积占比85.60%，Ⅱ 级占比12.50%，Ⅲ级占比1.87%，劣于Ⅲ级占比0.05%。与2002年相比，土壤汞平均含量变化不大，增加2.73%，统计学检验差异不显著(t=0.60)，变异系数明显增大，说明汞具有明显的点源污染特点。Ⅰ 级污染土壤面积增加了4.80个百分点，而Ⅲ级及劣于Ⅲ级污染土壤则上升了1.42个百分点。土壤汞含量变异系数增大，Ⅰ 级与Ⅲ级及劣于Ⅲ级土壤比例同时增加，标志着汞含量呈现出2种变化趋势，对于未受到点源污染影响的土壤，汞含量有下降趋势，这可能与近年来农业生产中使用的汞制剂明显减少有关；对于受到点源污染影响的土壤，则汞含量有上升趋势。

2.3土壤总砷含量由表3可知，2012年2 924个耕层土样，总砷含量范围0.400～81.200 mg/kg，加权平均总砷含量8.724 mg/kg，变异系数36.60%，平均污染指数0.35，其中，Ⅰ级污染土壤面积占比98.70%，Ⅱ 级占0.94%，Ⅲ级占0.25%，劣于Ⅲ级占0.08%。与2002年相比，土壤砷含量减少了1.036 mg/kg，统计学检验差异达极显著水平(t=5.23)，减少幅度达10.59%，Ⅰ 级污染土壤面积增加7.30个百分点，而Ⅲ级及劣于Ⅲ级污染土壤则上升了0.33个百分点。由此可以看出，除了极少数受点源污染的土壤砷含量增加外，绝大多数土壤砷含量减少，这可能与近些年来农业生产中使用的砷制剂大幅度减少直至完全消失有关。

2.4土壤总铅含量由表4可知，2012年2 924个耕层土样，总铅含量范围12.900～1 062.000 mg/kg，加权平均总铅含量27.553 mg/kg，变异系数51.60%，污染指数0.09，其中，Ⅰ 级污染土壤面积占比92.50%，Ⅱ 级占比7.45%，劣于Ⅲ级占比0.02%。与2002年相比，土壤铅含量上升了2.85 mg/kg，统计学差异达极显著水平(t=6.24)，上升幅度为11.60%，土壤铅含量变异系数也明显增加，具有明显的点源污染特点。

2.5土壤总铬含量由表5可知，2012年2 924个耕层土样，总铬含量范围 31.100～172.000 mg/kg，加权平均总铬含量72.000 mg/kg，变异系数13.90%，污染指数0.24，其中，Ⅰ 级污染土壤面积占比96.53%，Ⅱ 级占比3.47%，无Ⅲ级及劣于Ⅲ级土壤。与2002年相比，土壤铬含量上升了1.500 mg/kg，统计学检验差异未达显著水平(t=2.13，t0.05=2.71)，上升幅度为2.13%，而土壤铬含量变异系数减小。

2.6不同重金属元素含量的相关性由表6可知，不同重金属元素间存在着明显的相关性(r0.01=0.081)，其中以镉与铅之间的相关性最大，其次是砷与铬之间的相关性，说明镉与铅之间、砷与铬之间存在着某种程度的污染同源性。

表6不同重金属元素含量相关性

Table 6Correlatiion of the contents of different heavy metals

2.7土壤总体污染情况土壤污染既有单元素污染，又有多元素复合污染。2 924个土壤样品检测结果，土壤重金属超标面积比例为7.110%。其中，3种重金属元素同时超标的面积比例为0.008%，超标重金属为铅、镉、砷；2种重金属元素同时超标的面积比例为1.000%，主要为镉、汞；其他超标面积均为单个重金属元素超标。

3结论与讨论

(1)2012与2002年相比，土壤中总镉、总汞、总铅、总铬含量均上升，其中总镉上升48.33%，总汞上升2.73%，总铅上升11.55%，总铬上升2.13%，上升幅度以总镉最高，其次为总铅，总镉、总铅含量上升达统计学极显著水平，总汞、总铬含量增加未达显著水平；而总砷含量则明显下降，下降幅度为10.59%，统计学检验达极显著水平。

(2)以Ⅱ 级污染土壤为标准，2012年不同重金属元素平均污染指数从高到低为总镉(0.59)、总砷(0.35)、总铬(0.24)、总汞(0.23)、总铅(0.09)。而据扬州市农产品主要重金属污染状况研究[4]，农产品中镉、砷、铬、汞、铅的污染指数分别为0.19、0.97、0.43、0.24、0.63。土壤污染指数与农产品污染指数间，镉、铅的差异较为明显，镉的土壤污染指数明显高于农产品污染指数，而铅的土壤污染指数明显低于农产品污染指数。据王国庆等[4]研究，我国的GB 15618—1995《土壤环境质量标准》中镉的Ⅱ级标准值，比国际标准值更严格，这可能是造成镉的土壤污染指数显著高于农产品污染指数的原因。

(3)以Ⅱ 级污染土壤为标准，2012年不同重金属元素污染超标面积比例从高到低为镉(6.25%)、汞(1.92%)、砷(0.33%)、铅(0.02%)，铬全部合格，超标面积比例以镉最高，其次为汞，与2002年相比，镉、汞、砷、铅超标面积比例均上升，重金属污染特别是镉、汞污染亟需引起高度重视。易强等[3]在扬州市工业用地重金属污染潜在生态危害分析研究中，也得到了相似结论。

(4)2012与2002年相比，土壤总镉、总汞、总铅含量变异系数明显增大，说明镉、汞、铅有明显的点源污染特点。

参考文献

[1] 徐俊兵，徐青，吴家跃.扬州市土壤重金属含量的调查[J].土壤与肥料，2005(3)：13-16.

[2] 段文艳，申义珍，魏林阳，等.扬州市农产品主要重金属含量状况研究[J].农业环境与发展，2007，24(6)：110-112.

[3] 易强，彭涛.扬州市工业用地重金属污染潜在生态危害分析[J].四川环境，2011(3)：34-36.

[4] 王国庆，邓绍坡，冯艳红，等.国内外重金属土壤环境标准值比较：镉[J].生态与农村环境学报，2015，31(6)：808-821.

Heavy Metal Pollution Situation and Changing Tendency in Farmland Soil of Yangzhou City

SHEN Yi-zhen, XU Jun-bing, MA Li-li

(Yangzhou Agricultural Environment Monitoring Station, Yangzhou,Jiangsu 225002)

Key wordsSoil; Heavy metal; Present situation; Changing tendency; Yangzhou City

Abstract[Objective] To research the heavy metal pollution situation in farmland soil of Yangzhou City in 2012 and the changing tendency since 2002. [Method] Farmland soil samples in Yangzhou City were collected. The contents of total cadmium, arsenic, chromium, mercury and lead were detected. The average value, standard deviation and coefficient of variation were calculated by weighting statistics, and compared with the data in 2002. [Result] According to the pollution index, the order of heavy metal elements from high to low was total cadmium, total arsenic, total chromium, total mercury and total lead in Yangzhou City in 2012. Excessive polluting area ratios of heavy metal elements were in the order of total cadmium, total mercury, total arsenic, total lead and total chromium, which were all qualified. Compared with data in 2002, contents of total cadmium and lead enhanced significantly in 2012; contents of total mercury and chromium showed no significant enhancement; but content of total arsenic reduced significantly. Excessive area ratios of total cadmium, total mercury, total arsenic and total lead increased. [Conclusion] More attention should be paid to heavy metal pollution, especially total cadmium and mercury pollution. Variance coefficients of total cadmium, total mercury and total lead had obvious characteristics of point pollution.

基金项目2012年江苏省财政专项。

作者简介申义珍(1963- )，男，江苏姜堰人，推广研究员，从事农业环保工作。

收稿日期2016-01-24

中图分类号S 158.4

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)07-179-03