北京郊区小尺度农产品产地土壤重金属污染性评价.pdf

上海农业学报2 0 11 ，2 7 ( 3 ) ：8 9 9 3 A c t aA g r i c u l t u r a eS h a n g h a i 文章编号：1 0 0 0 3 9 2 4 ( 2 0 11 ) 0 3 0 8 9 0 5 北京郊区小尺度农产品产地土壤重金属污染性评价 尤冬梅1 ，王纪华1 弘，马智宏1 2 ( 1 北京农产品质量检测与农田环境监测技术研究中心，北京 ，潘立刚1 2 ，韩平1 ，陆安祥1 2 1 0 0 0 9 7 ；2 国家农业信息化工程技术研究中心，北京1 0 0 0 9 7 ) 摘要：选择京承高速公路沿线蔬菜地、粮田及果园3 块典型的农产品产地作为研究对象。采用地积累指数 法和生态危害指数法分别对其重金属污染状况进行评价。地积累指数法评价结果表明：蔬菜地中突出污染元素 为Z n ，地积累指数为0 1 7 ，达到轻度中等污染水平；粮田中主要污染元素为C u ，地积累指数为0 6 ，同样为轻 度中等污染水平；果园中突出污染元素为H g 已达到中等污染水平。潜在生态危害指数法评价结果显示：蔬 菜地中C d 的潜在生态危害系数为8 4 3 ，达到强度生态危害程度；粮田中各重金属元素均为轻度生态危害；果园 中H g 的潜在牛态危害系数为1 9 6 5 ，达到强度生态危害。潜在生态危害指数尺，计算结果表明：3 种不同土地 利用类型的重金属污染程度为果园 蔬菜 粮田，其中果园土壤中重金属污染程度达到中等生态危害水平，蔬 菜地和粮田土壤重金属污染程度均处于轻度生态危害水平。 关键词：农地；重金属污染；地积累指数；潜在生态危害指数；污染评价 中图分类号：X 5 3文献标识码：A A s s e s s m e n to fh e a v ym e t a lp o l l u t i o no fs m a l ls c a l ef a r m l a n d i nB e i ji n gs u b u r b s Y O U D o n g - m e i l ，W A N GJ i - h u a l 2 。，M AZ h i h o n 9 1 2 ，P A NL i - g a n 9 1 2 ，H A NP i n 9 1 ，L UA n - x i a n g I 2 ( 1B e i j i n gR e s e a r c hC e n t e rf o ，A g r o F o o dT e s t i n ga n dF a r m l a n dM o n i t o r i n g ，B e i j i n g1 0 0 0 9 7 ， C h i n a ：2N a t i o n a lE n g i n e e r i n gR e s e a r c hC e n t e rf o ，A g r i c u l t u r a lI n f o r m a t i o nT e c h n o l o g y ， B e i j i n g1 0 0 0 9 7 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：T oe v a l u a t et h eh e a v ym e t a lp o l l u t i o no ff a r m l a n di nB e i j i n gs u b u r b s ，t h ev e g e t a b l e f a r m ，g r a i nf i e l da n do r c h a r da l o n gt h eJ i n g c h e n gE x p r e s s w a yw e r ei n v e s t i g a t e di nt e r m so ft h ei n d e x o fg e o a c c u m u l a t i o n ( 1 肺) a n dt h ep o t e n t i a le c o l o g i c a lr i s ki n d e x ( R I ) T h eI 酗e v a l u a t i o nr e s u l ti n d i c a t e dt h a tZ nw a st h em o s ts e r i o u sp o l l u t i o ne l e m e n to nt h ev e g e t a b l ef a r m ，t h eI g e ow a s0 1 7 ，a n dt h e v e g e t a b l ef a r mw a sa tal o wo rm e d i u mp o l l u t i o nl e v e l ；C uw a sam a i np o l l u t i o ne l e m e n ti n t h eg r a i n f i e l d ，t h el 黔w a s0 6 ，a n da l s ot h eg r a i nf i e l dw a sa tal o wo rm e d i u mp o l l u t i o nl e v e l ；H gw a sam a i n p o l l u t i o ne l e m e n ti nt h eo r c h a r dw h i c hw a sa tam e d i u mp o l l u t i o nl e v e l T h eR Ie v a l u a t i o nr e s u l t s h o w e dt h a tt h ev e g e t a b l ef a r mw a s8 4 3i np o t e n t i a le c o l o g i c a lr i s kf a c t o r ( E 1 ) o fC d ，b e i n ga tah e a v y e c o l o g i c a lr i s kl e v e l ；t h eg r a i nf i e l dw a sa tal o we c o l o g i c a lr i s kl e v e li nt e r m so fa l lh e a v ym e t a le l e m e n t s ；b u tt h eo r c h a r dw a s1 9 6 5i nE io fH g ，r e a c h i n gt h em o s th e a v ye c o l o g i c a lr i s k T h ed e s c e n d i n g o r d e ro fh e a v ym e t a lp o l l u t i o nl e v e l sw a so r c h a r d ： v e g e t a b l ef a r m S g r a i nf i e l d ，a n dt h es o i l so ft h o s e t h r e ek i n d so ff a r m l a n dw e r er e s p e c t i v e l ya tm e d i u m ，l o wa n dl o wp o l l u t i o nl e v e l s K e yw o r d s ：F a r m l a n d ；H e a v ym e t a lp o l l u t i o n ；I n d e xo fg e o a c c u m u l a t i o n ；P o t e n t i a le c o l o g i c a l r i s ki n d e x ；P o l l u t i o na s s e s s m e n t 随着社会和经济的迅速发展，人类在工农业生产和生活消费过程中向土壤环境排放了大量的污染 物，其中重金属污染是一种较为严重的污染类型，因为土壤及沉积物中的重金属不能为微生物所分解，可 收稿日期：2 0 1 0 0 5 1 7 初稿；2 0 1 1 0 6 2 5 二改稿 基金项目：国家高科技技术研究发展专项( 2 0 0 8 A A l 0 0 8 0 3 ) ；北京市科委课题京产大宗农产品质量检测与监测科技支撑工程 ( 2 0 9 0 9 0 0 0 1 0 4 0 0 0 0 ) 资助 作者简介：尤冬梅( 1 9 8 1 一) ，女在读博士，主要从事农田土壤重金属空间分布与风险评估研究。E - m a i l ：d m e i y o u y a h o o t o n i c n * 通讯作者，E - m a i l ：w a n g j h n e r c i t a o r g c n 万方数据 尤冬梅，等：北京郊区小尺度农产品产地土壤重金属污染性评价 以被生物富集 t 。环境中的重金属元素主要包括汞( H g ) 、铅( P b ) 、镉( C d ) 、铬( C r ) 、砷( A s ) 等生物毒性显 著的元素，也包括正常时为营养元素、过量时有一定毒性的铜( C a ) 、锌( Z n ) 等。北京市正在发展都市型 现代农业，农业类型由数量型向质量型转变E 2 , 3 3 ，因此。对农产品产地的土壤重金属污染状况进行评价显 得尤为重要。目前的研究主要集中在探讨农田重金属积累状况，研究的重点是重金属在土壤中的积累特 征及对人体健康的风险 4 。9 ，关于对北京市农田土壤重金属评价的研究较少。同时，在对土壤重金属污染 状况进行评价的同时，有必要评估土壤重金属污染所引发的生态环境效益。通常，地积累指数和潜在生 态危害指数可用来评估土壤重金属污染的生态环境效益。地积累指数( I n d e xo fg e o a c c u m u l a t i o n ) 又称 M u l l 指数法，是M u l l e r 于1 9 6 9 年利用地积累指数评价沉积物中的重金属污染程度，并提出了分级标准， 该指数是2 0 世纪6 0 年代晚期在欧洲发展起来的广泛用于研究沉积物及其他物质中重金属污染程度的定 量指标，可以定量评价沉积物中的重金属污染程度，也可用来评价土壤中重金属的污染程度及其分级情 况。该方法不仅考虑到人为污染因素、环境地球化学背景值，还考虑到由于自然成岩作用可能会引起背 景值变动的因素n0 | 。潜在生态危害指数法( P o t e n t i a le c o l o g i c a lr i s ki n d e x ) 是根据重金属性质及环境行 为特点，从沉积学角度提出来的，对土壤或沉积物中土壤重金属污染进行评价的方法 1 “。该法不仅考虑 土壤重金属含量，而且将重金属的生态效应、环境效应与毒理学联系在一起，采取具有可比性、等价属性 指数分级法进行评价u 引。 本研究通过对北京郊区京承高速公路附近3 种不同农产品产地土壤的重金属含量进行地积累指数 和潜在生态危害指数评价，以期获取不同土地利用方式下土壤重金属污染状况，并评估土壤重金属污染 的生态环境效应，对于北京郊区不同种植模式下土壤中重金属污染的评价、控制及其监管具有重要意义。 1 材料与方法 1 1 采样地点概况 本研究的土壤样品分别取自京承高速公路沿线蔬菜地、粮田及果园3 块不同土地利用类型的耕地， 代表了北京郊区3 种典型的土地利用类型。其中，蔬菜地以蔬菜花卉等经济作物为主，粮田以旱作粮食 作物为主，果园以樱桃为主，3 块样地面积均为6 7h m 2 左右。 1 2样品采集与测定 于2 0 0 7 年采用规则网格法对上述3 个样地进行采样，样品的采集采用多点采样混合法n 引，即为了避 免偶然性因素的影响，在约1 0 0m 1 0 0m 的范围内采集3 5 个点的土壤样品，所取土壤样品均采集自 耕作层( 0 2 0c m ) ，充分混合，形成土壤混合样，并置于聚乙烯袋内封存。三地共取样1 3 0 个，其中花