随着近代工业的发展，人们对重金属资源的需求越来越大，在生产、加工的过程中产生的重金属废弃物也越来越多。

如果土壤中重金属含量超过一定范围，就会对生态环境造成一定的影响和破坏。

国家环境保护总局发布的2000年中国环境状况公报上的数据显示：在30万hm2基本农田保护区土壤有害重金属抽样监测中，有3.6万hm2土壤重金属超标，超标率达12.1%[1]。

日本重金属污染的农田面积达37029.4hm2，我国重金属镉污染的农田面积达1.2万hm2[2]。

沈阳张士灌区用含镉污水灌溉20多年后，污染耕地2500多hm2，稻田含镉5~7mg/kg[3]。

重金属进入环境后不易被环境中的微生物分解，易在土壤中积累，并在农作物中残留，最终通过食物链在动物、人体内积累，严重影响人体健康[4-11]。

如1955~1972年，日本富山县神通川流域的“骨痛病”，就是由于居民食用了镉含量高的稻米和饮用镉含量高的河水而引起的[12]，同样在1953~ 1972年由于日本熊本县水俣湾的居民食用被汞废水污染的鱼虾，导致近万人患中枢神经疾病—水俣病[13]。

由此可见，土壤重金属污染的危害是严重的，被污染的区域是广泛的，因此对土壤重金属污染评价方法的研究是十分必要的。

1重金属污染评价方法1.1单因子指数法单因子指数法是国内通用的一种重金属污染评价的方法，是国内评价土壤、水、大气和河流沉积物重金属污染的常用方法[14-16]。

计算公式如下：P i=C i S式中，P i为污染物单因子指数；C i为实测浓度，mg/kg；S为土壤环境质量标准，mg/kg。

P i<1则表明未受污染，P i>1则表示己经受到污染，P i数值越大，说明受到的污染越严重。

单因子指数法可以判断出环境中的主要污染因子，但环境是一个复杂的体系，环境污染往往是由多个污染因子复合污染导致的，因此这种方法仅适用于单一因子污染特定区域的评价；单因子指数法是其他环境质量指数、环境质量分级和综合评价的基础。

1.2尼梅罗综合指数法单因子污染指数法只能分别反映各个污染物的污染程度，不能全面、综合地反映土壤的污染程度，因此当评定区域内土壤质量作为一个整体与外区域土壤质量比较，或土壤同时被多种重金属元素污染时，需将单因子污染指数按一定方法综合起来进行评价，即应用综合污染指数法评价。

重金属元素综合污染评价采用兼顾单元素污染指数平均值和最大值的尼梅罗综合污染指数法。

计算公式如下：I=P i2最大+（1/n∑P i）22√式中，I为尼梅罗综合污染指数；P i为土壤中i元素标准化污染指数（污染物单因子指数）；P i最大为所有元素污染指数中的最大值。

尼梅罗综合指数法的计算公式中含有评价参数中最大的单项污染分指数，其突出了污染指数最大的污染物对环境质量的影响和作用，刘哲民应用单因子指数和尼梅罗综合污染指数法结合对宝鸡土壤的重金属污染进行了评价[16]。

通过这种方法对宝鸡的土壤重金属污染的现状进行了分级并指出了对环境污染贡献最大的元素，但是没有考虑土壤中各种污染物对作物毒害的差别。

同时根据尼梅罗指数法计算出来的综合污染指数，只能反映污染的程度而难于反映污染的质变特征。

1.3污染负荷指数法污染负荷指数法是Tomlinson等在从事重金属污染水平的分级研究中提出来的一种评价方法，该方法被广泛应用于土壤和河流沉积物重金属污染的评价[17-18]。

某一点的污染负荷指数的公式如下：F i=C i/C0iI PL=F1×F2×F3…F nn√式中，F i为元素i的最高污染系数；C i为元素i的实测含量，mg/kg；C0i为元素i的评价标准，即背景值，一般选用全球页土壤重金属污染评价方法的比较徐燕1，2，李淑芹1，郭书海2，李凤梅2，刘婉婷2（1.东北农业大学资源与环境学院，黑龙江哈尔滨150030；2.中国科学院沈阳应用生态研究所，辽宁沈阳110016）摘要综述了国内外典型的土壤重金属污染的评价方法，分析了各种方法的优劣之处和适用范围，论述了GIS在土壤重金属污染评价方面的应用，最后提出用潜在生态危害指数法和污染负荷指数法相结合，重金属污染评价方法与ArcGIS软件相结合的方法来克服各种评价方法的不足和局限之处。

关键词土壤；重金属污染；评价方法中图分类号X53文献标识码A文章编号0517-6611（2008）11-04615-03Comparison of Assessment Methods of Heavy Metal Pollution in SoilXU Yan et al（College of Resource and Environment,Northeast Agricultural University,Haerbin,Heilongjiang150030）Abstract Several representative assessment methods about heavy metal pollution were summarized.The advantages,disadvantage and application range of those methods were analyzed.Application of GIS in assessment of heavy metal pollution in soil was discussed.Finally,the mehods for conquering the disadvantages and limitations of evaluation methods were put forward,which were the combination of potential ecological risk index and pollution load index and the combination assessment method of heavy metal pollution and ArcGIS software.Key words Soil;Heavy metal pollution;Assessment method基金项目国家重点基础研究发展计划项目（2004CB418501）；辽宁省重大科技项目（06KJT11001）。

作者简介徐燕（1983-），女，黑龙江鹤岗人，硕士研究生，研究方向：土壤重金属污染的评价。

通讯作者。

收稿日期2007-11-28安徽农业科学,Journal of Anhui Agri.Sci.2008,36(11):4615-4617责任编辑王淼责任校对况玲玲岩平均值作为重金属的评价标准，mg/kg ；I P L 为某一点的污染负荷指数；n 为评价元素的个数。

某一区域的污染负荷指数（I P Lzone ）为：I PLzone =I P L 1×I P L 2×I PL 3…I P Ln n√式中，I PLzone 为区域污染负荷指数；n 为评价点的个数（即采样点的个数）。

污染负荷指数法优点是该指数由评价区域所包含的多种重金属成分共同构成，并使用了求积的统计法，徐争启应用污染负荷指数法对攀枝花地区金沙江水系沉积物中的重金属污染进行评价[17]，通过这种方法对整个区域各个点位各种重金属进行了定量评价并对各点的污染程度进行分级，指出对环境污染最严重的元素和各种元素对环境污染的贡献程度，能避免污染指数加和关系造成的对评价结果歪曲的现象，并且对任意给定的区域进行定量的判断，但该方法没有考虑不同污染物源所引起的背景差别[19]。

1.4潜在生态危害指数法潜在生态危害指数法是瑞典学者Hakanson 于1980年建立的一套应用沉积学原理评价重金属污染及生态危害的方法[20]。

该方法作为国际上土壤（沉积物）重金属研究的方法之一，它结合环境化学、生物毒理学、生态学等方面的内容，以定量的方法划分出重金属潜在危害的程度，是目前此类研究中应用较为广泛的一种。

计算公式如下：C f i =C i 表/C n iE r i =T r i 伊C f iRI =n i =1∑E ri=ni =1∑T r i ×C fi =ni =1∑T r i ×C 表i /C n i式中，C fi 为某一金属的污染参数；C 表i 为土壤（沉积物）中重金属的实测含量；C n i 为计算所需的参比值；E r i 为潜在生态风险参数；T r i 为单个污染物的毒性响应参数（Hg 、Cd 、As 、Pb 、Ni 、Cu 、Cr 和Zn 的毒性响应参数分别为40、30、10、5、5、5、2和1）；RI 为多种金属潜在生态风险指数。

潜在生态危害指数法综合考虑了重金属的毒性、在土壤和沉积物中普遍的迁移转化规律和评价区域对重金属污染的敏感性，以及重金属区域背景值的差异，消除了区域差异影响，体现了生物有效性和相对贡献及地理空间差异等特点，是综合反映重金属对生态环境影响潜力的指标，适合于大区域范围沉积物和土壤进行评价比较[21]。

冯慕华应用这种方法对辽东湾潜水区沉积物生态风险和污染程度的分级，指出对环境污染贡献最大的重金属元素并分析了各种重金属污染对环境质量的潜在影响和环境的潜在风险，成为国内外沉积物和土壤质量评价中应用最为广泛的方法之一，但这种方法的毒性和加权带有主观性[22-27]。

1.5环境风险指数法2003年Rapant 等提出环境风险指数法对污染环境进行环境风险表征，该方法规定了相应的环境风险的划分标准，可以定量地度量重金属污染的土壤或沉积物中样品的环境风险程度大小[28]。

计算公式如下：I ERi =AC i /RC i -1I ER =n i =1∑I ERi式中，I ERi 为超过临界限量的第i 种元素的环境风险指数；AC i 为第i 种元素的分析含量，mg/kg ；RC i 为第i 种元素的临界限量，mg/kg ；I ER 为待测样品的环境风险。

需要说明的是，如果AC i <RC i ，则定义I ERi 的数值为0。

环境风险指数法能定量反映重金属污染风险程度的大小，能用数值来反映污染物对环境现状的危害程度，Rapant 等应用环境风险指数法对斯洛伐克共和国的环境进行了风险分级，分析了各种重金属对环境污染的贡献程度和对环境污染贡献最大的重金属元素，但这种方法不能反映出重金属污染在这个时间和空间的变化特征[28]。

2GIS 在土壤重金属污染评价方面的应用地理信息系统（GIS ）是一项以计算机为基础的新兴技术，围绕着这项技术的研究、开发和应用形成了一门交叉性、边缘性的学科，是管理和研究空间数据的技术系统。

利用GIS 强大的空间分析功能（如空间叠置分析和空间插值分析等）可以对环境检测网络进行科学设计，有效地表征建设项目所在地的环境信息，对检测场地进行分析和评价，是环境质量现状的分析和评价工具，也是环境质量预测的有效工具。