Igeo
<0 0～1 1～2 2～3 3～4 4～5
>5
级 别 1 2 3 4 5 6 7
污染程度 无污染 轻度污染到中度污染 中度污染 中度污染到强污染 强污染 强污染到极强污染 极强污染
Igeo
<0 0～1 1～3 3～5 >5
级 别 1 2 3 4 5
污染程度 无污染或轻度污染 中度污染 中度污染或强污染 强污染 极强污染
211 分析结果 将测试样品重金属元素数据结果与调查区
土壤重金属背景值进行比较 (见表 4) , 从表中 看出 , 该区除了 A s、 Pb含量比中国土壤重金属 背景值低外 , 其余重金属元素含量均高于全国 土壤重金属土壤背景值 。Hg元素高出 2倍以上 , 尤其是 Cd元素含量高出 4倍以上 (如图 3) 。由 此可见 , 环境的改变和人为活动的影响 , 研究 图 3 区内土壤元素与中国土壤 A层对应元素的比值 区土壤已经受到了威胁 , 重金属元素含量的超标表明该区土壤已经出现重金属元素污染趋势 , 应 予以重视 。
250 m 的网格进行布点 , 样点一般布置
图 2 研究区地质图
在采样单元中间 , 能代表采样单元内
Fig 2 Geological map of research area
的水田或旱地等主要土壤类型 。实际采样点采用便携式 GPS测定其地理坐标 , 系统采集土壤正
样 194个 , 重复采样 24件 , 水样 6件 , 植物样 10件 。土壤采样深度为 0～30 cm , 采集对象为旱
窝头山组地层 。
项目区所在宜宾市位于长江上游 , 属四
川盆地浅丘地貌 , 翠屏区为相对较平缓的浅
丘地貌区 , 其丘陵呈孤立的馒头山 , 坡度较
缓为 5°～11°, 局部较陡 , 如高峰寺与土地
坳之间 , 坡度在 30°～70°之间 。项目研究区
面积 约 10 km2 , 地 理 座 标 : 东 经 104°04′
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广东微量元素科学 2007年 GUANGDONGW E IL IANG YUANSU KEXUE 第 14卷第 7期
11512 污染程度 污染程度 ( contam ination degree) 是评价重金属污染的最直观且常用的参数之
一 , 该参数表示为被监测的重金属元素的超标情况 , 可表示如下 [ 6 ] :
n
wd = 6 wf, i i=1
其中 :
w f, i
= wA, i 21,
wN , i
表示的是第
i个元素的污染因子 ;
wA, i表示的是第
i个元素的分析值
(样品中
的含量 ) ; wN, i表示环境中元素含量的允许上限 , 一般为环境质量标准 (表 3) , 本文根据实际情
况采用一级标准 。该指数可广泛应用于不同环境介质中灾害元素的污染状况 。污染因子大于 0表
图 1 研究区位置图 Fig 1 Station map of research area
M apGis操作平台上通过 6度带的高斯 2
克吕格投影和椭球体参数转换 , 将用
GPS坐标的采样点和带北京 1954 坐标
的区域地质图投影到统一的坐标系下 ,
以便对实际采样点投点对应一致 (图
2)。
项目区土壤耕地主要为水田 , 约
地种植的紫色土和水田种植的水稻土 ; 水样主要采集灌溉水和饮用水 , 采样点分别选在水渠 、水
系和民用井井水 ; 植物样采集食用或作为食物原料的蔬菜 、瓜果 、大宗农作物等 。采样工具包括
铁锹 、半圆竹筒 、白布样袋 、自封袋 、标签以及手持 GPS等 , 在采样过程中 , 确保了采样位置
的准确和避免了样品污染 [ 9 ] 。
示该元素发生污染 ; 污染因子越大 , 该元素的污染程度越严重 [ 7 ] 。
表 3 土壤重金属元素的环境质量分级标准 ( GB1561821995)
Table 3 Environment quality grade standard of soil heavy metal elements ( GB1561821995)
而 ANON (1994) 分为 5个级别 [ 7 ] , 不同的级别代表着不同的重金属污染程度 [ 5 ] 。本文根据实
际具体情况采用 7个级别的分类方法 (见表 2) 。
表 1 中国土壤重金属元素背景值 [1 ]
Table 1 Background value of heavy metal elements in China
Igeo = log2
wn
115wB E
式中 : wn为样品中元素 n 的含量 ; wBE为背景含量 , 115 为修正参数 , 通常用来表征沉积特征 、
岩石地质及其它影响 。本文采用中国土壤 (A 层 ) 重金属元素背景值为参考标准 (见表 1) 。
地质累积指数是国际通用的用来评价水系沉积物中有害元素的污染状况的指标 , 并根据 Igeo 的大小进行污染分级 。地质累积指数可分为几个级别 , 如 FORSTNER 等 (1990) 分为 7个级别 ,
环境问题自古以来就有 , 而环境污染问题是当前地球科学中的热点问题之一 。土壤是母岩 、 气候与生物共同作用下的产物 , 是农田生态系统养分循环的贮存库和交换库 。以生物为中心 , 土 壤与岩石 、水体 、植物和大气间有着活跃的能量流和物质流的循环 。长期以来 , 由于现代工业的 发展和人类自身活动的增加 , 大量带有重金属的工业废水和城市污水被排入江河湖泊中 , 煤炭等 燃烧后的煤渣也含有大量的有毒重金属 , 这些污染物质破坏了农业生态系统 , 影响了农业生产的 环境 , 带来了一系列的生态问题 。
宜宾市翠屏区宋家乡是四川省第一批 “金土地工程 ”农业地质评价示范区之一 。“金土地工 程 ”的基本任务是土地整治 , 土地的根本是土壤 。土壤既是人类赖以生存的自然资源 , 也是与 人类关系密切的环境要素 。土壤地球化学元素含量与农业生产密切相关 , 因此 , 对该区土壤进行 地球化学调查 , 是农业地质调查评价的基础 。在对该区土壤进行地球化学调查和填图的基础上 , 得出了该区土壤质量为二级标准 , 其原因就是当地土壤重金属含量出现超标的趋势 。对于重金属 镉 (Cd) 超标 , 通过复查测试和实际调查研究 , 总结出其原因可能与当地农民频繁使用过磷酸 钙有极大的关系 。
40″—104°06′45″北 纬 30°47′30″—30°49′02″
(图 1 ) 。区内土壤主要为紫色土和水稻土 ,
其成土母岩为侏罗系中 、上统的沙溪庙组 、
遂宁组 、蓬莱镇组及第四系残坡积 。
区域地质地图采用 1∶20万宜宾幅区域地 质调查地质图和 1∶5 万李庄幅地质图扫描矢 量 化 , 并 按 专 题 图 进 行 制 作。在
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广东微量元素科学 2007年 GUANGDONGW E IL IANG YUANSU KEXUE 第 14卷第 7期
113 样品加工 土壤样品利用日照自然风干 , 除去生物残骸 、植物碎片 、碎石和砾石等杂物 , 粉碎过 20目
尼龙筛 , 保证剩下的残余不超过 2 g, 四分法留样 500 g, 送实验室 300 g作分析用 。将所采样品 装入统一的聚乙烯塑料自封袋 , 贴上标签 , 并做好记录和描述 。清理完毕后集中装箱送至国土资 源部成都矿产资源监督检测中心 , 测试样品中的土壤常量元素 ( SiO2 、A l2 O3 、 TFe2 O3 、 CaO、 M gO、 K2 O、Na2 O ) 、重金属元素 (A s、C r、 Cd、 Cu、Hg、 Pb、 Zn、N i) 、其它有益元素 ( C l、 M n、Mo、N、 P、 Se、 S) 以及土壤的有机物 (O rg) 和土壤 pH 值 。对水样和植物样等样品进行 相应指标测试分析 。 114 样品分析
占 90%以上 , 旱地土壤耕地较少 。旱
地土壤多分布于浅丘 , 颜色呈紫 、红
色 , 具团块状 、疏散状及板结状结构 。
水稻土多分布于山丘间的沟谷平缓地
的水稻田内 , 因长期淹没于水中 , 呈
深灰色泥状 。
112 样品采集
野外以 1 ∶10 000 地形图作为工作
手图 , 采样前在地形图上按 250 m ×
收稿日期 : 2007203223 基金项目 : 四川省 “金土地工程 ”区农业地质评价研究项目 作者简介 : 王玉婷 (1977—) , 女 , 硕士生 , 主要研究方向 : 环境地球化学 。 E2mail: wytbtt6@ yahoo1com1cn
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广东微量元素科学 2007年 GUANGDONGW E IL IANG YUANSU KEXUE 第 14卷第 7期
pH 615～715
25 30 300 200 100 200 016 0150 250 250 50
pH > 715
20 25 350 250 100 200 110 110 350 300 60
pH > 615 30 40 400 300 100 400
115 500 500 200
2 结果与讨论
单位 : 1026
项 目
一级
pH 二级
三级
水田 A s 旱地
水田 Cr 旱地
农园 Cu 果园
Cd Hg Pb Zn Ni
自然背景
≤15 ≤15 ≤90 ≤90 ≤35 — ≤012 ≤0115 ≤35 ≤100 ≤40
pH < 615
30 40 250 150 50 150 013 0130 35 200 40
(11成都理工大学核技术与自动化工程学院 , 四川 成都 610059; 21四川省地质调查院 , 四川 成都 610081)
摘 要 : 在表层土壤系统采样调查的基础上 , 进行了相关的灌溉水 、饮用水以及土壤有机物和大 气降尘等的测试 , 分析结果显示 , 宜宾市翠屏区宋家乡土壤存在重金属元素超标趋势 , 尤其是 镉 。采用地质累积指数法和污染程度分析对翠屏区宋家乡地区土壤质量进行了评价和分析 , 为该 区土壤资源 、环境评价和农业经济发展规划提供了实用地球化学信息 。 关键词 : 重金属 ; 土壤 ; 地球化学 ; 地质累积 中图分类号 : X 825 文献标识码 : A