淮南市土壤元素背景值與土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)估

1、3期楊曉勇等：淮南市土壤元索背景值與土壤環(huán)境質(zhì)址評(píng)估345第34卷第3期1 99 7年8月土壤學(xué)報(bào)ACTA PEDOLOGICA SIN1CAVol.34, No.3Aug., 19 9 7© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, hltp:/A3期楊曉勇等：淮南市土壤元索背景值與土壤環(huán)境質(zhì)址評(píng)估345© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights

2、 reserved, hltp:/A3期楊曉勇等：淮南市土壤元索背景值與土壤環(huán)境質(zhì)址評(píng)估345淮南市土壤元素背景值與土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)估*楊曉勇孫立廣張兆峰°謝周清D1)(中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)系.環(huán)境科學(xué)研究中心.合肥230026)2)(第三世界科學(xué)院地球和天文學(xué)高級(jí)研究中心.介肥230026)蔡志勇李茂章(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局313隊(duì).六安237000)THE SOIL ELEMENT BACKGROUND VALUES AND ASSESSMENTON THE SOIL ENVIRONMENTAL QUALITY IN HUAINAN AREAYang Xiaoyong1,2)

3、 Sun Liguangl,2) Zhang Zhaofeng0 and Xie Zhouqing!)1) (Dept. Eurth & Space Sri： Environmental Sei. Center. USTC、Hefei 230026)2) .Advanced C(nuer uf Earth Sciences & Astronomy of Third World Academy of Sciences, Hefei 230026)Cai Zhiyong and Li Maozhang'No. 3/3 Geological Parry of Bureau o

4、f Geology & Mineral Resources of Anhui Province, luan 237000)關(guān)鍵詞元索背景值，十-壤環(huán)境質(zhì)雖，污染指數(shù)，污染治理淮南市位于安徽省北部，是一個(gè)年產(chǎn)近3000萬(wàn)噸的大型煤炭生產(chǎn)基地，素有百里 煤城之稱，面積約2000km人口近250萬(wàn).全區(qū)有數(shù)百家大中型企業(yè)，包括一些國(guó)有 大型骨干企業(yè)(如120萬(wàn)千瓦的火力發(fā)電廠、大型化肥廠、洗煤廠等).由于長(zhǎng)期的煤炭 開(kāi)采和工礦企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，使得全區(qū)土壤受到了不同程度的污染.全區(qū)位于低山丘陵和淮河沖積沖積平原的交接地帶，其南部為低山丘陵地貌. 呈線性分布，北部是淮河沖積平原，淮河橫貫

5、其中.按照成因-形態(tài)分類方法，將該區(qū) 地貌單元?jiǎng)澐譃樗膫€(gè)不同的成因類型和六個(gè)不同的形態(tài)類型.中田科學(xué)技術(shù)大學(xué)音年科學(xué)基金資助項(xiàng)冃科研成果及安微地質(zhì)礦產(chǎn)局P達(dá)的任務(wù)總結(jié).參加本丄作的還有徐明 德.張文利，王啟才.王衛(wèi)賢等同志.北京中關(guān)村聯(lián)合測(cè)試中心分析漁試甚金于1994年度提供了部分罔試資助，中 國(guó)科學(xué)院生態(tài)研究中心王東紅.朱梅杏同志對(duì)樣品進(jìn)行了測(cè)試11作.1材料與方法1-1樣品采集與處理為滿足祚南市建設(shè)和矩展的盂等.提供十填元素近似第一環(huán)境音僉伯.按照安微省地質(zhì)礦產(chǎn)局下 達(dá)的任務(wù)，開(kāi)展了淮南市1000km2范圍內(nèi)的土壤地球化學(xué)測(cè)試工作.按照有關(guān)上壤地球化學(xué)采樣的要 求叫 樣品分別采自河湖漫灘階

6、地&陵及山前斜地等不同的地貌單元，主要采自B層土壤（城區(qū)采集 市政工程開(kāi)挖的原狀土），每平方公里采集4個(gè)子樣，然后在室內(nèi)均勻合并為一個(gè)組合樣品.為了保證土壤分析結(jié)果有相對(duì)的可比性，在采樣過(guò)程中確定了上壤的可比性頂則：1 地貌上應(yīng) 屬同一單元或連續(xù)過(guò)渡單元；2外界影響較少；3統(tǒng)一取B層土壤這給后面的土壤環(huán)境質(zhì)星分區(qū)及 探討不同分區(qū)間的差異對(duì)比提供了觀照.所有的樣品經(jīng)風(fēng)干，研磨，全部過(guò)140目篩，經(jīng)嚴(yán)格區(qū)分后提供室內(nèi)分析.本次選擇與環(huán)境有關(guān)的 15種微駅元素Be, Ba. Pb, Zn, Ti, Sn, Mn, Ni, V、Cu. Co, Sr, B, Hg, F進(jìn)行系統(tǒng)的分析，分析方 法

7、采用X熒光光譜分析，其中Hg, F二元素采用等離子光譜分析.對(duì)分析測(cè)定結(jié)果采用二次采樣及二 次樣品的結(jié)果進(jìn)行誤差分析，其精度全部符合要求。1.2 土壤背景值及污染下限值的確定將網(wǎng)格化后的原始分析數(shù)據(jù)進(jìn)行微機(jī)處理，以lkn?的窗口進(jìn)行移動(dòng)平均，求出均值匚和標(biāo)準(zhǔn)偏差 S, x即為該區(qū)的土壤元素背朵值.根據(jù)區(qū)內(nèi)土壤中各元素含供分布特點(diǎn).以某一元索的X十2S作為 圈定的該元素污染F限值【叫上述背杲值和鄰省河南省及全國(guó)的上壤元索背景值列于表1 表1淮南地區(qū)土壞元索背景值及全國(guó)和河南省土壞都分元素背景值比較（mg/kg）元素名稱淮南背景偵地K污染下限值全國(guó)及河南省背尿值元素名稱淮南背景值地K污染下陽(yáng)值全國(guó)

8、及河南省背坎值Be2.282.95l.95P，Ba524.646304691），Ti5089.66593738OOP，Pb23.5228Sn2.5i3.52.6,，,Mn825.63864510Ni32.0340V96.03110Cu30.6938I8.5P，Co12.0220Zn58.357294.95Sr130.08180B70.2810047.8叫 43®Hg0.0410.070F402.81560Cr91.53與全國(guó)及鄰省部分土壤元索背景值相比.淮南地區(qū)上壤元素中Ba, Sr, Sn等元索與之接近，除 Zn稍微偏低外，Ti, Mm Be偏髙，B, Cu等元索則髙出一至數(shù)倍。2

9、結(jié)果與討論2.1各環(huán)境分區(qū)中元素污染指數(shù)與綜合污染指數(shù)的確定根據(jù)土壤元素區(qū)域地球化學(xué)背景值，依據(jù)不同地區(qū)各元素的地球化學(xué)場(chǎng)及污染源監(jiān) 控所取得的數(shù)據(jù)，將淮南地區(qū)土壤分為三類環(huán)境小區(qū)，即重污染區(qū)（分別為蔡家崗小 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, hltp:/A346土 壤 學(xué) 報(bào)34卷區(qū)、大通一九龍崗小區(qū)）、中污染區(qū)（淮南市城區(qū)）及輕污染區(qū)（郊區(qū)）。用區(qū)域土壤元索背景值§去除各類環(huán)境分區(qū)內(nèi)不同元索的平均值匚，求得各分區(qū)內(nèi) 的不同元素的污染指數(shù)

10、Pf,即P' = CJ S、結(jié)合N. L. Nemerow對(duì)水質(zhì)指數(shù)的計(jì)算方法，采用下列計(jì)算公式計(jì)算土壤中元素 的綜合污染指數(shù)（轉(zhuǎn)引自劉培桐）：P= 2、+ PQ /2式中：P土壤元素綜合污染指數(shù)P"土壤中各元索污染指數(shù)平均值P"土壤中各元素污染指數(shù)最大值具體結(jié)果見(jiàn)表2所示.表2淮南地區(qū)分區(qū)的土填環(huán)境狀況（mg/kg）分區(qū)元素SnZnCoPbHg°CuMnSrFBeBaVBNi Ti綜合污染指數(shù)Pollution index蔡家崗Pi67.740.54.023.282.711.721.691.581.451.141.410.800.830.660.6548

11、.25取污染區(qū)Ci175236048.377.211252.813922065842.6173976.758.6213333大通一Pi6392.400.833.434.981.291.141.7)0.920.831.100.830.810.680.994.70九龍崗 電污染區(qū)Ci16.614010.080.620539 49392223691.8757880.056.721.75055中污Pi1.051.001.090.981.040.991.001.091.151.291.041.060.891.040.98l7染區(qū)Ci工7358.41323.043.030.48251414642.9554

12、410162.833.25005輕污Pi0 961.000.941.020.971.011.000.940.910.800.980.961.070.981.011.02染區(qū)Ci2.4958.411.323.940.230.98261223651.8351292.475.331.251471) Hg 單位：pg/kg.根據(jù)表2中列岀的上壤元素污染指數(shù)數(shù)據(jù)，按不同的土壤環(huán)境分區(qū)作出了十五種元 素在不同污染小區(qū)中的污染指數(shù)圖解.由表可見(jiàn)，重污染區(qū)中的蔡家崗和大通一九龍崗 小區(qū)元素污染指數(shù)多在2以上，最高達(dá)到67.67；而在輕度污染區(qū)，多數(shù)元索污染指數(shù) 分布在1附近，表明基本上未受污染.2.2重污染區(qū)

13、的原因初步探討蔡家崗污染小區(qū)以蔡家崗城區(qū)為中心，控制面積1 Okm2, 10個(gè)污染監(jiān)控組合樣品采 自分布在該區(qū)的鋼鐵廠、陶瓷廠、蓄電池廠、肥皂廠及洗煤廠所在的綠地中，因而樣品 基本上代表了該小區(qū)上壤污染物。金析結(jié)果表明，形成該區(qū)土壤重污染的主要元素為重 金屬元素（表2）,綜合污染指數(shù)高達(dá)48.25,為全區(qū)之最.大通一九龍崗污染小區(qū)控制面積大于10km', 8個(gè)污染監(jiān)控組合樣品采自該區(qū)主要 廠礦所在地的綠地上壤.樣品分析結(jié)果顯示，該區(qū)土壤污染的主要元素仍然是重金屬元 素，綜合污染指數(shù)達(dá)4.70,較蔡家崗為低，為全區(qū)第二污染小區(qū).中度污染區(qū)主要分布在淮南市政區(qū)域，綜合污染指數(shù)為1.17,由

14、于樣品采自基本上 無(wú)工礦企業(yè)所在的第一耕作層之下的B層土壤，故可認(rèn)為元素的第一背景值已受到不同 程度的破壞，具體污染現(xiàn)狀尚需進(jìn)一步丁作，但可以認(rèn)為樣品反映的情況比實(shí)際'情況可 能要輕.輕污染區(qū)主要是郊區(qū)農(nóng)村所在地，綜合污染指數(shù)為1.02,可認(rèn)為該區(qū)整體未受什么 污染，土壤中大部分元索含量可近似看作是全區(qū)的第一環(huán)境背景值.從表2中可以看出重污染小區(qū)的主污染元素與中、輕污染小區(qū)有異，究其原因之一 是地貌影響，表現(xiàn)在Pb、Sr兩元素在兩個(gè)重污染小區(qū)相差不大但較其它小區(qū)為高。但這 -原因并不能改變這樣一個(gè)爭(zhēng)實(shí)，即人為污染的存在。Sn. Zn、Hg、Cu、F在兩個(gè)重污 染小區(qū)的相對(duì)不一致性，就是

15、人為污染存在的一個(gè)很好的證據(jù).統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明“：淮南 地區(qū)年平均廢渣排放址為880萬(wàn)立方米；廢水排放就為每日60萬(wàn)立方米；廢氣排放量為 毎年5億立方米以上，上述三廢處理量不足或未加處理直接排出是造成淮南地區(qū)土壤元 素污染的首要原因.如前所述，主要污染元素是Sn、Zn, Pb. Hg、Co、Sr、Cu, Mn, F等，這些元素 在土壤中的存在與土壤溶液相關(guān)（主要是溶液的pH值和Eh值），亦和形成土壤的巖石的 持性、土壤中有機(jī)物的含量、土壤孔隙度、土壤性質(zhì)以及生物的影響有關(guān)冏.與地表的 動(dòng)植物尤其是人類的生命活動(dòng)亦冇所聯(lián)系.重污染區(qū)蔡家崗小區(qū)土壤中Sn, Pb, Zn, Hg, Co, F, Si等

16、元索的污染與該區(qū)的冶金、陶瓷、化工等生產(chǎn)過(guò)程中的排污直接相關(guān).這 些工廠自50年代建成以來(lái)，生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，環(huán)保投入相對(duì)減弱，累積排污造成了 該區(qū)較大范圍內(nèi)的土壤元素污染.2.3污染治理措施以上討論可以看出，淮南地區(qū)部分小區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)雖面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn).如西部工礦業(yè) 區(qū)蔡家崗重污染小區(qū)Sn, Zn兩元素的污染指數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了土壤環(huán)境容量，東部的老工 礦業(yè)區(qū)大通一九龍崗?fù)寥拉h(huán)境質(zhì)量也相當(dāng)惡化，為此有必要對(duì)污垛大戶實(shí)行嚴(yán)格的排污 標(biāo)準(zhǔn)，制止污染的進(jìn)一步蔓延，以使得全區(qū)的土壤環(huán)境質(zhì)量得到全面的改善。參 考 文 獻(xiàn)L楊曉勇、李及茂.1989:安微淮南1：10萬(wàn)城市地規(guī)及說(shuō)明書(shū) 12】3頁(yè)安微地質(zhì)礦產(chǎn)局.2. 地質(zhì)礦產(chǎn)部書(shū)刊編軟室.1979:區(qū)域地質(zhì)調(diào)査野外工作方法第5分冊(cè).7079頁(yè)地質(zhì)岀版社.北京.3. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站.1990:中國(guó)土壤元索背址值 1一36頁(yè).環(huán)境科學(xué)出版社.北京.4. 孫立廣.楊曉勇.黃贛明.1996:地球與環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論 129133頁(yè)，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社.合肥.5. 地質(zhì)礦產(chǎn)部地質(zhì)詞典辦公1986:地質(zhì)詞典礦床地質(zhì)、應(yīng)用地質(zhì)分冊(cè).511頁(yè).地質(zhì)出版社.北京.6. 南京大學(xué)地球科學(xué)系.1987:地球化學(xué).490頁(yè).科學(xué)出版社.7. 孔徳祥.1988:河南土壤中某些微厳元索的含畝與分布.地理學(xué)報(bào).第43卷1期.79-87頁(yè).&