河北省廊坊香河污灌區(qū)重金屬累積現(xiàn)狀調(diào)查

河北省廊坊香河污灌區(qū)重金屬累積現(xiàn)狀調(diào)查

近年來，隨著我國北方干旱缺水，地下水資源過度開采，污水處理廠的灌溉也相當(dāng)普遍。污染井的重金屬污染越來越嚴(yán)重。長期的污水灌溉會(huì)使重金屬在土壤中積累,達(dá)到一定閾值后,會(huì)隨著作物根系進(jìn)入植物體內(nèi),進(jìn)而進(jìn)入籽實(shí),最終危害人體健康。因此,研究土壤中重金屬的遷移規(guī)律,特別是重金屬在土壤—植物間的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律,對(duì)于調(diào)控和防治土壤環(huán)境的重金屬污染有重要意義。本文選取北運(yùn)河入廊坊香河段污灌區(qū)土壤及農(nóng)作物小麥進(jìn)行采樣監(jiān)測,根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對(duì)污灌區(qū)土壤及作物小麥根莖葉籽實(shí)重金屬進(jìn)行分析比較。1材料和方法1.1北運(yùn)河水質(zhì)現(xiàn)狀采樣地點(diǎn):選取利用北京排污河——北運(yùn)河進(jìn)行污灌的香河段北運(yùn)河沿岸耕地。從歷年北運(yùn)河水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果顯示北運(yùn)河香河縣境內(nèi)上游水質(zhì)重金屬含量明顯高于下游水質(zhì),故在2003年6月分別采取其上游入口——王家擺和其下游出口——土門樓處耕地土壤及小麥進(jìn)行監(jiān)測,同時(shí)采取非污灌區(qū)香河縣安平土壤及小麥作為其對(duì)照點(diǎn)。1.2cu、pb、zn、cd含量測定土壤處理:選取0～20cm耕層自然風(fēng)干后,磨碎過100目尼龍篩。其消解測定與質(zhì)量控制按《環(huán)境監(jiān)測分析方法》與《環(huán)境質(zhì)量保證手冊(cè)》中有關(guān)要求進(jìn)行。用王水(3HCl+HNO3)煮沸后加高氯酸消煮后,1%HNO3定容,用WYH—403型原子吸收分光光度儀測定其Cu、Pb、Zn、Cd的含量。植物樣品處理:選取與土壤樣品相同地點(diǎn)上的小麥,并對(duì)其根莖葉籽實(shí)進(jìn)行現(xiàn)場分類包裝,然后清洗陰干。用干灰化法進(jìn)行預(yù)處理,在500～550℃下灰化5hr,晾涼后加混酸(3HNO3—HClO4)消解。1NHCl定容后用WYX—403型原子吸收分光光度法測其Cu、Pb、Zn、Cd的含量。2結(jié)果與討論2.1污水處理對(duì)兩污種植土壤重金屬含量的影響該區(qū)土壤pH>8為堿性土壤,用《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618—1995)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表中稱“標(biāo)準(zhǔn)1”)和《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(NY/T391-2000,表中稱“標(biāo)準(zhǔn)2”)來評(píng)價(jià),結(jié)果如表1所示。從表1可看出污灌區(qū)土壤中四項(xiàng)重金屬含量遠(yuǎn)小于土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。但王家擺、土門樓兩污灌區(qū)土壤中重金屬含量都高于未污灌的安平的重金屬含量,且王家擺重金屬含量高于土門樓。說明長期的污灌已對(duì)土壤造成一定的影響,該區(qū)已存在重金屬累積現(xiàn)象。2.2吸收系數(shù)評(píng)價(jià)為說明重金屬在作物體內(nèi)的遷移趨勢(shì),利用吸收系數(shù)來評(píng)價(jià),即其中:Ci為作物體部位i元素的單位重量,Si為土壤耕層i元素的單位重量。2.2.1相關(guān)相關(guān)性研究生長在重金屬污染土壤中的植物,體內(nèi)必然會(huì)發(fā)生重金屬累積。植物對(duì)重金屬的吸收,與土壤中重金屬含量有一定相關(guān)性。從表2可看出,小麥根莖葉籽實(shí)部分重金屬含量由高到低均為王家擺>土門樓>安平,與土壤中重金屬含量由高到低的順序相符,這說明小麥中重金屬含量隨著土壤中重金屬含量的增高而增加,而污灌區(qū)小麥籽實(shí)中Pb的含量已超過國家食品衛(wèi)生限量標(biāo)準(zhǔn)(見表3),也表明污灌區(qū)小麥已經(jīng)受到重金屬的污染。2.2.2小麥體深部重金屬含量與其它部位的關(guān)系從表2和圖1均可看出重金屬在小麥中的分布具有組織器官差異性。小麥對(duì)Cu、Pb、Zn、Cd的吸收能力由高到低順序?yàn)楦?gt;葉>莖>籽實(shí),其中根部對(duì)重金屬吸收能力遠(yuǎn)高于其它部位,按照Cu、Pb、Zn、Cd順序,根部的吸收能力分別是莖的2.17倍、2.82倍、2.44倍、2.75倍,是籽實(shí)部位的3.25倍、7.75倍、3.59倍、7.33倍,小麥根部對(duì)四項(xiàng)重金屬吸收系數(shù)與莖部吸收系數(shù)比值相近,說明莖部做為小麥營養(yǎng)物質(zhì)的疏導(dǎo)器官對(duì)重金屬吸收和根部吸收呈正相關(guān)性,小麥籽實(shí)中重金屬的含量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其它部位重金屬的含量3結(jié)論和建議3.1小麥種蛋白的含量對(duì)香河污灌區(qū)調(diào)查結(jié)果表明,長期的污水灌溉已對(duì)土壤造成一定的影響,該區(qū)土壤已受到了一定程度的污染。污灌土壤上種植的小麥各部位對(duì)重金屬也有不同程度的吸收,其中小麥籽實(shí)中Pb的含量已超過國家食品衛(wèi)生限量標(biāo)準(zhǔn)。四項(xiàng)重金屬在小麥根、莖、葉、中的積累規(guī)律均為根中含量最高,籽實(shí)中最低。3.2重金屬的積累規(guī)律對(duì)于重金屬污染的問題,已受到了世界各國的廣泛重視,針對(duì)北運(yùn)河香河段土壤及小麥的污染狀況,提出以下建議:1)目前,流入香河的污水大部分未經(jīng)處理。因此,為保護(hù)農(nóng)田生態(tài),防止農(nóng)田土壤進(jìn)一步惡化