环境科学学报
ACTA SCIENTIAE CIRCUMASTANTIAE
1999年 第19卷 第3期 Vol.19  No.3 1999



芜湖市城市郊区土壤重金属污染的初步研究*
阎伍玖
摘要　通过对安徽省芜湖城市郊区四山、西江、鸠江、马塘4个典型农业区域土壤重金属As、Hg、Pb、Cd、Zn、Cr污染现状的调查与分析，建立了城市郊区土壤重金属污染研究的一般程序和方法.在分析了各典型调查区域环境背景特征的基础上，计算出各区域土壤重金属污染指数，应用对应分析技术，研究了各调查区土壤重金属的污染特征.结果表明，芜湖城市郊区土壤重金属污染已相当显著，且各区域间土壤重金属污染具有一定的差异，总体上鸠江区较其他区域污染严重.各区域间Pb、Hg污染水平差异明显，但As、Cd、Zn、Cr污染差异不大.根据研究结果分析了控制芜湖城市郊区土壤重金属污染的成因.
关键词　土壤重金属污染；城市郊区；安徽省芜湖市.
Heavy metal pollution in the soil in the suburbs of Wuhu City,Anhui Province
YAN Wujiu 
Department of Georgraphy,Anhui Normal University,Wuhu 241000
Abstract　Pollution of As,Hg,Pb,Cd,Zn and Cr in the soil in the suburbs of Wuhu City,Anhui Province.Based on baseline study and measured concentrations of these metals in the soil,the pollution index was calculated.Correspondence analysis was applie.The results showed that the soil pollution by the heavy metals is quite obvious.Different features in pollution were revealed in different regions.In general,the pollution is more serious in Jiujiang area than in the other regions.There are significant difference in Pb and Hg pollution.
Keywords　heavy metals,soil,suburbs,Wuhu City.
　　城市郊区是一类比较特殊的自然地域.具有很强的开放性，其主要功能是向城市提供鲜活的农副产品.由于市区的工业污染物质和生活废弃物的大量输入，城市郊区环境质量受到严重影响，研究城市郊区区域土壤环境质量，具有特别重要的意义.重金属是土壤环境中一类具有潜在危害的污染物.本文通过对芜湖市城市郊区土壤环境的实地调查，分析了芜湖城市郊区各调查区域土壤环境中几类主要重金属污染物的残留与污染状况，根据各区域土壤重金属污染的特征，提出了芜湖城市郊区土壤环境质量改善与管理的对策.
1　芜湖市城市郊区土壤重金属污染调查与研究
1.1　调查方法
1.1.1　调查范围与内容　本次调查范围为芜湖城市郊区各乡镇，调查对象为农业耕作土壤，调查内容是土壤重金属砷、汞、铅、镉、锌、铬等的残留量及部分农产品中重金属残留量.
1.1.2　布点与采样方法　考虑到不同的土地利用类型与所在区域的代表性，并兼顾布点的均匀性，本次调查我们分别在四山、西江、鸠江、马塘4个调查区进行土壤样品的监测分析.采样点选在比较开阔的大田中，采取对角线采样法，三点等距取样，点距20-30 m， 采集0 cm、10 cm、20 cm三层各一个土样1000 g左右混合成一个子样，三个子样组成该点位样品，每个调查区取多点土样混合后制备混合土样进行化验分析.
1.1.3　样品处理与分析结果　样品分析工作由安徽省地质矿产实验研究所中心化验室承担.采集的土样在室内自然风干，剔除动植物残体、碎石，经研细并过100目筛，参照国家环境污染物分析标准方法，用不同的方法处理土壤样品并进行分析.
　　考虑到本研究地区与南京市相距仅90km左右，且两地自然条件非常相似，故我们参照中国科 学院土壤背景值调查协作组1979年提出的南京地区自然土壤中重金属自然含量平均值：砷10.60 mg/kg、汞0.12 mg/kg、铅24.80 mg/kg、镉0.19 mg/kg、锌76.80 mg/kg、铬59.00 mg/kg作为评价标准，分别计算出各调查区土壤单因子污染指数(表1).
表1　芜湖市城市郊区土壤重金属污染监测结果(mg/kg)
Table 1 Monitoring results of the heavy metals in the soil in the suburbs of Wuhu City
监测项目A四山B西山C 江D马塘
1砷实 测 值19.0011.7012.7010.08
污染指数1.7921.1041.1981.019
2汞实 测 值0.0910.0850.1720.115
污染指数0.7580.7081.4330.958
3铅实 测 值42.0033.0077.0053.00
污染指数1.6941.3313.1052.137
4镉实 测 值0.3300.4300.3300.510
污染指数1.7372.2631.7372.684
5锌实 测 值136.00115.0089.00122.00
污染指数1.7711.4971.1591.589
6铬实 测 值84.0083.0062.0064.00
污染指数1.4241.4071.0511.085

1.2　研究方法与步骤
1.2.1　研究方法　采用对应因子分析方法，研究各调查区土壤重金属污染的特征.
1.2.2　计算过程　编制对应因子分析的BASIC程序并输入计算机，用DATA语句输入表1中各调查区土壤单因子污染指数数据，取精度为1E-7，临界概率为0.85，运行此计算程序，根据计算结果，取第一主因子的载荷为横坐标，第二主因子的载荷为纵坐标，将4个样品和6个变量的第一、二主因子载荷在同一因子平面上点图(图1).


图1　样品和变量在因子平面图上的投影
Fig.1 Projection of samples and variables on the factor plane
2　结果分析
　　由监测结果看，芜湖市城市郊区土壤重金属污染存在一定的空间分异特征.从各类土壤重金属 污染水平的对应分析结果来看，重金属元素Pb、Hg的污染以鸠江区相对比较突出，其土壤污染指数分别达3.105和1.443，尤其是Hg，除鸠江之外，其余各研究区污染指数均在1.0以下；Cd的污染以西江、马塘相对较为严重，其污染指数分别为2.263和2.648；其他重金属元素Zn、Cr、As在各研究区的污染水平差异不大，但其污染指数都在1.0-1.8之间，普遍超过本区自然土壤中重金属元素含量的平均值.
　　在分析土壤重金属污染的原因时我们发现，土壤Pb污染受芜湖冶炼厂、化工厂工业废气影响较为突出，尤其是冶炼厂排出的废气中Pb的含量较高，其排放量达2.68t/a，工业废气中的Pb随降尘沉降到地表进入农田土壤，使土壤中的Pb含量异常升高，并引起较为明显的后果.例如，由于土壤的Pb污染，使得鸠江区早稻谷中Pb的含量达1.590 mg/kg，超过国家食品卫生标准1.0 mg/kg的限值，每年生产受Pb污染的稻谷约470 t.
　　土壤Hg的污染主要受凤凰造漆厂、东方纸板厂等工业废水的影响，据不完全统计，仅工业废水中Hg的流失量就达113 kg/a.土壤Hg的污染在局部地区也已造成一定的危害.例如，鸠江区叶用春甘蓝蔬菜样品中Hg的含量达0.0253 mg/kg，大大超过了国家食品卫生标准规定的0.01 mg/kg限值.
　　土壤Cd的污染主要受发电厂、冶炼厂、5720工厂排放的工业废水影响，根据对污染源的监测 结果，仅芜湖发电厂排放的废水中Cd的总量就达55kg/a，但从主要农作物含Cd量的检测结果来看，目前土壤Cd污染尚没有引起明显的危害.
　　其他土壤重金属元素Cr、As、Zn含量异常，主要也是受城市工业“三废”的污染所致，并已不同程度的造成影响.例如，根据植物监测结果，四山区双晚稻谷中As的含量达0.640 mg/kg，已接近国家食品卫生标准规定的0.70 mg/kg限值.
　　在调查与研究工作中，得到了芜湖市农业环境保护工作站的大力支持并提供有关资料，谨此致谢.
* 本研究为安徽省高等学校自然科学基金资助项目 
作者单位:安徽师范大学地理系，芜湖　241000
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1997-10-20收到原稿　1998-03-04收到修改稿
