钢铁厂周边土壤重金属污染特征及风险评价——以闽西三明钢铁厂周边农田为例

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas20191000246

农学学报 ›› 2021, Vol. 11 ›› Issue (6): 42-46.doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas20191000246

所属专题：土壤重金属污染

• 土壤肥料/资源环境/生态 • 上一篇下一篇

钢铁厂周边土壤重金属污染特征及风险评价——以闽西三明钢铁厂周边农田为例

田甜¹^,²(), 杨婷², 邹县梅², 陈春乐¹^,²()

¹福建省资源环境监测与可持续经营利用重点实验室,福建三明365004
²三明学院资源与化工学院,福建三明 365004

收稿日期:2019-10-30 修回日期:2019-11-24 出版日期:2021-06-20 发布日期:2021-06-28
通讯作者: 陈春乐 E-mail:1105669151@qq.com;ch@163.com
作者简介:田甜,女,1988年出生,山东嘉祥人,实验师,硕士,研究方向：土壤重金属污染评价研究。通信地址：365004 福建省三明市荆东路25号三明学院资源与化工学院,E-mail： 1105669151@qq.com。
基金资助:
福建省自然科学基金(2018J05070);福建省中青年教师教育科研项目“不同螯合剂螯合锌肥对水稻吸收富集Cd的影响研究”(JAT170548);三明学院引进高层次人才科研启动经费(16YG02);三明学院科学研究发展基金(B201723);福建省资源环境监测与可持续经营利用重点实验室开放基金资助项目“钼尾矿区污染土壤的淋洗法修复研究”(ZD1803)

Heavy Metals in Farmland Surrounding the Sanming Steel Plant in Western Fujian: Pollution Characteristics and Risk Assessment

Tian Tian¹^,²(), Yang Ting², Zou Xianmei², Chen Chunle¹^,²()

¹Fujian Provincial Key Laboratory of Resources and Environment Monitoring & Sustainable Management and Utilization, Sanming 365004, Fujian, China
²School of Resources and Chemical Engineering, Sanming University, Sanming 365004, Fujian, China

Received:2019-10-30 Revised:2019-11-24 Online:2021-06-20 Published:2021-06-28
Contact: Chen Chunle E-mail:1105669151@qq.com;ch@163.com

摘要/Abstract

摘要：

为了明确闽西三明钢铁厂周边农田土壤重金属污染情况及其风险,于2019年5月在钢铁厂周边采集10个表层(0~20 cm)土壤样品,测定Pb、Cu、Zn、Cd、Hg和Ni的全量,利用单项污染指数法、内梅罗污染指数法和Hk?nson潜在生态危害指数法,评价重金属的污染水平和风险。结果表明,调查区域土壤重金属含量（除Hg超标率为80%外）均超过了福建省土壤背景值。相关性分析表明,土壤Pb、Cu、Zn、Cd、Ni具有同源性。评价结果表明,钢铁厂周边土壤重金属污染程度为Cd>Pb>Ni>Zn>Cu>Hg,调查区域所有土壤均达重度污染,处于很强和极强生态风险水平。因此,该钢铁厂周边农田土壤存在的重金属污染而产生的生态环境问题需引起高度重视,应优先开展Cd和Pb元素的防控,降低其生态风险。

关键词: 三明钢铁厂, 土壤, 重金属污染, 污染特征, 风险评价, 污染指数

Abstract:

The paper aims to clarify the heavy metal pollution and risk in the farmland surrounding the Sanming Steel Plant in western Fujian. We collected 10 surface soil samples (0-20 cm) in May, 2019, determined the contents of Pb, Cu, Zn, Cd, Hg and Ni, and evaluated the levels and risks of heavy metals by the methods of the single pollution index, the Nemero pollution index, and Hk?nson potential ecological hazard index. The results showed that: the contents of heavy metals in the studied area exceeded the background value of soil environment in Fujian, except that Hg exceeded the standard rate by 80%; correlation analysis demonstrated that: Pb, Cu, Zn, Cd, Ni in soil were homologous; the evaluation results demonstrated that: the pollution degree of heavy metals in the soil surrounding the Sanming Steel Plant was: Cd>Pb>Ni>Zn>Cu>Hg; all the soils in the studied area were heavily polluted, reaching very strong and extremely strong ecological risk level. Therefore, more attention should be paid to the ecological environment problems caused by heavy metal pollution in the farmland surrounding the Sanming Steel Plant, the prevention and control of Cd and Pb in soil should be the priority to reduce their ecological risks.

Key words: Sanming Steel Plant, Soil, Heavy Metal Pollution, Pollution Characteristic, Risk Assessment, Pollution Index

中图分类号:

X825

田甜, 杨婷, 邹县梅, 陈春乐. 钢铁厂周边土壤重金属污染特征及风险评价——以闽西三明钢铁厂周边农田为例[J]. 农学学报, 2021, 11(6): 42-46.

Tian Tian, Yang Ting, Zou Xianmei, Chen Chunle. Heavy Metals in Farmland Surrounding the Sanming Steel Plant in Western Fujian: Pollution Characteristics and Risk Assessment[J]. Journal of Agriculture, 2021, 11(6): 42-46.

图/表 6

参考文献 22

[1]	谢团辉, 胡聪, 陈炎辉, 等. 某炼钢厂周边农田土壤重金属污染状况的调查与评价[J]. 农业资源与环境学报, 2018,35(2):155-160.
[2]	陈轶楠, 马建华, 张永清. 晋南某钢铁厂及周边土壤重金属污染与潜在生态风险[J]. 生态环境学报, 2015,24(9):1540-1546.
[3]	Dragović R, Gajić B, Dragović S, et al. Assessment of the impact of geographical factors on the spatial distribution of heavy metals in soils around the steel production facility in Smederevo (Serbia)[J]. Journal of Cleaner Production, 2014,84:550-562. doi: 10.1016/j.jclepro.2014.03.060 URL
[4]	王世玉, 吴文勇, 刘菲, 等. 典型污灌区土壤与作物中重金属健康风险评估[J]. 中国环境科学, 2018,38(4):1550-1560.
[5]	Reboredo F H, João P, Lidon F, et al. Heavy metal content of edible plants collected close to an area of intense mining activity (southern Portugal)[J]. Environmental Monitoring and Assessment, 2018,190(8):484. doi: 10.1007/s10661-018-6844-7 URL
[6]	刘晶, 滕彦国, 崔艳芳, 等. 土壤重金属污染生态风险评价方法综述[J]. 环境监测管理与技术, 2007,19(3):6-11.
[7]	范拴喜, 甘卓亭, 李美娟, 等. 土壤重金属污染评价方法进展[J]. 中国农学通报, 2010,26(17):310-315.
[8]	许绪成, 许继影, 叶传红, 等. 煤矸石堆周围土壤重金属空间分布特征与评价[J]. 赤峰学院学报:自然科学版, 2018,34(9):98-101.
[9]	孙雷, 孙世群, 杨晨. 几种综合指数方法在土壤重金属污染评价中的应用——以淮南矿区为例[J]. 赤峰学院学报:自然科学版, 2013,29(22):34-36.
[10]	曾民, 郭蓉, 杨树明, 等. 云南省个旧市农产品产地土壤重金属污染与生态风险评价[J]. 土壤与作物, 2019,8(1):85-92.
[11]	马瑞丰, 周碧青, 刘金福, 等. 福建省重金属企业分布概况及行业污染问题分析[J]. 污染防治技术, 2016(1):19-22.
[12]	包新星. 福建省尤溪县铅污染环境调查及其防治对策初探[J]. 中国农业信息, 2012(21):96-97.
[13]	王学礼, 常青山, 侯晓龙, 等. 三明铅锌矿区植物对重金属的富集特征[J]. 生态环境学报, 2010(1):108-112.
[14]	环境保护部. HJ 803—2016,土壤和沉积物12种元素的测定—王水提取——电感耦合等离子体质谱[S]. 北京:中国环境科学出版社, 2016:1-6.
[15]	Stark S C, Snape I, Graham N J, et al. Assessment of metal contamination using X-ray fluorescence spectrometry and the toxicity characteristic leaching procedure (TCLP) during remediation of a waste disposal site in Antarctica[J]. Journal of Environmental Monitoring, 2008,10(1):60-70. doi: 10.1039/B712631J URL
[16]	陈振金, 陈春秀, 刘用清, 等. 福建省土壤环境背景值研究[J]. 环境科学, 1992(13):70-76.
[17]	丛俏, 袁星, 曲蛟, 等. 钼矿区周边农田土壤中重金属污染状况的分析与评价[J]. 中国环境监测, 2009,25(1):47-51.
[18]	钟晓兰, 周生路, 赵其国. 长江三角洲地区土壤重金属污染特征及潜在生态风险评价——以江苏太仓市为例[J]. 地理科学, 2007,27(3):395-400. doi: 10.13249/j.cnki.sgs.2007.03.395
[19]	陈雯, 龙翔, 王宁涛, 刘慧. 福州市土壤重金属污染现状评价与分析[J]. 安全与环境工程, 2015,22(5):68-72.
[20]	Taylor M D. Accumulation of cadmium derived from fertilisers in New Zealand soils[J]. Science of the Total Environment, 1997,208(1/2):123-126. doi: 10.1016/S0048-9697(97)00273-8 URL
[21]	王莹, 赵全利, 胡莹, 等. 上虞某铅锌矿区周边土壤植物重金属含量及其污染评价[J]. 环境化学, 2011,30(7):1354-1360.
[22]	马鑫, 尹刚, 吴乐知. 黄石市某钢铁厂周边苔藓植物重金属含量研究及污染评价[J]. 湖北农业科学, 2019(10):51-56.

步骤	温度/℃	升温时间/min	保持时间/min
1	120	5	5
2	150	5	10
3	180	5	40

步骤	温度/℃	升温时间/min	保持时间/min
1	120	5	5
2	150	5	10
3	180	5	40

P_i	污染水平	内梅罗指数	污染水平
≤1.0	未污染	P_N≤0.7	清洁
1.0<P_i≤2.0	轻度污染	0.7<P_N≤1.0	尚清洁
2.0<P_i≤3.0	中度污染	1.0<P_N≤2.0	轻度污染
P_i>3.0	重度污染	2.0<P_N≤3.0	中度污染
		P_N>3.0	重度污染

P_i	污染水平	内梅罗指数	污染水平
≤1.0	未污染	P_N≤0.7	清洁
1.0<P_i≤2.0	轻度污染	0.7<P_N≤1.0	尚清洁
2.0<P_i≤3.0	中度污染	1.0<P_N≤2.0	轻度污染
P_i>3.0	重度污染	2.0<P_N≤3.0	中度污染
		P_N>3.0	重度污染

采样点	Pb	Cu	Zn	Cd	Hg	Ni
S1	615.40	60.70	246.60	3.27	0.135	35.01
S2	848.79	78.33	254.71	5.26	0.094	41.41
S3	3182.89	71.76	336.30	14.13	0.114	43.93
S4	652.86	40.32	245.50	3.39	0.068	32.86
S5	599.94	51.47	219.41	2.36	0.129	42.45
S6	1095.47	88.28	280.31	7.31	0.095	52.42
S7	1549.55	99.60	344.66	27.36	0.095	70.85
S8	351.70	47.20	195.90	4.16	0.105	39.93
S9	230.92	32.86	168.50	1.54	0.080	34.06
S10	1472.95	88.14	314.14	12.97	0.042	58.86
背景值	34.9	21.6	82.7	0.054	0.081	13.5

钢铁厂周边土壤重金属污染特征及风险评价——以闽西三明钢铁厂周边农田为例

Heavy Metals in Farmland Surrounding the Sanming Steel Plant in Western Fujian: Pollution Characteristics and Risk Assessment

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元素	Pb	Cu	Zn	Cd	Hg	Ni
Pb	1
Cu	0.544	1
Zn	0.833^**	0.846^**	1
Cd	0.638^*	0.769^**	0.846^**	1
Hg	0.007	-0.137	-0.151	-0.171	1
Ni	0.427	0.865^**	0.744^*	0.885^**	-0.262	1

采样点	单项污染指数P_i						内梅罗污染指数	污染程度
采样点	Pb	Cd	Cu	Zn	Hg	Ni	内梅罗污染指数	污染程度
S1	17.63	60.56	2.81	2.98	1.67	2.59	44.07	重度污染
S2	24.32	97.41	3.63	3.08	1.16	3.07	70.61	重度污染
S3	91.20	261.67	3.32	4.07	1.41	3.25	189.98	重度污染
S4	18.71	62.78	1.87	2.97	0.84	2.43	45.65	重度污染
S5	17.19	43.70	2.38	2.65	1.59	3.14	32.05	重度污染
S6	31.39	135.37	4.09	3.39	1.17	3.88	98.03	重度污染
S7	44.40	506.67	4.61	4.17	1.17	5.25	364.44	重度污染
S8	10.08	77.04	2.19	2.37	1.30	2.96	55.64	重度污染
S9	6.62	28.52	1.52	2.04	0.99	2.52	20.74	重度污染
S10	42.20	240.19	4.08	3.80	0.52	4.36	173.33	重度污染

采样点	单因子生态风险指数(Er)						综合生态风险
采样点	Pb	Cd	Cu	Zn	Hg	Ni	RI	风险
S1	88.17	1816.67	14.05	2.98	66.67	12.98	2001.51	极强
S2	121.60	2921.11	18.13	3.08	46.42	15.34	3125.68	极强
S3	456.00	7850.00	16.61	4.07	56.30	16.27	8399.25	极强
S4	93.53	1883.89	9.33	2.97	33.58	12.17	2035.47	极强
S5	85.95	1312.78	11.91	2.65	63.70	15.72	1492.71	极强
S6	156.94	4061.11	20.44	3.39	46.91	19.41	4308.20	极强
S7	222.00	15200.00	23.06	4.17	46.91	26.24	15522.38	极强
S8	50.39	2311.11	10.93	2.37	51.85	14.79	2441.44	极强
S9	33.08	854.44	7.61	2.04	39.51	12.61	949.29	很强
S10	211.02	7203.89	20.40	3.80	20.74	21.80	7481.65	极强

[1]	张剑, 章明奎. 区域农田土壤有效磷的异质特性及其成因[J]. 农学学报, 2022, 12(8): 43-47.
[2]	郭山虎, 周宗贵, 刘敏, 盘文政, 张丽芳, 赵学通, 张琪, 肖勇飞. 土壤改良材料对土壤理化性质及烤烟产质量的影响[J]. 农学学报, 2022, 12(8): 62-67.
[3]	严建立, 章明奎, 王道泽. 磷石膏与石灰石粉配施对新垦红壤耕地的改良效果[J]. 农学学报, 2022, 12(7): 33-37.
[4]	李小艳. 设施土壤障碍分析与平衡肥施用效果研究[J]. 农学学报, 2022, 12(6): 39-43.
[5]	赵少婷, 李建敏, 杜宇. 土壤中重金属铬的形态、价态评价综述[J]. 农学学报, 2022, 12(4): 24-28.
[6]	丛晓峰, 陈昊, 李为民, 李丹, 李思锋. 野生太白贝母生境调查与根际土壤分析[J]. 农学学报, 2022, 12(3): 55-58.
[7]	王斌强, 何绍浪, 林小兵, 张昆, 王馨悦, 黄尚书, 成艳红, 黄欠如. 江西省葛田土壤养分评价及其与块根干重的相关性分析[J]. 农学学报, 2022, 12(2): 26-30.
[8]	郭振威, 李永山, 陈梦妮, 范巧兰, 王慧. 棉花秸秆还田对棉花生长和土壤的影响研究进展[J]. 农学学报, 2022, 12(12): 18-22.
[9]	顾会战, 苟小梅, 蔡艳, 吴杰, 李涛, 叶想, 何佶弦, 张启莉, 王栋. 烤烟油菜轮作及平衡施肥对土壤速效钾和烟叶钾的影响[J]. 农学学报, 2022, 12(12): 23-27.
[10]	薛志伟, 黄青青, 杨春玲. 安阳周边农田土壤和小麦籽粒中重金属含量的相关及主成分分析[J]. 农学学报, 2022, 12(12): 28-33.
[11]	邱尧, 谭石勇, 文亚雄, 徐学文. 有机肥料对实现“碳达峰、碳中和”的作用[J]. 农学学报, 2022, 12(12): 34-39.
[12]	木合塔尔·艾买提, 周勇, 吴正祥. 鄂西北耕层土壤全氮含量空间分异特征及其影响因素分析[J]. 农学学报, 2022, 12(1): 12-21.
[13]	赵彦敏, 梁玉红, 刘齐光, 杨树宝, 韩振英, 郑博, 岳鹏, 李明威. 生物质炭基有机肥对西葫芦生物性状、土壤营养和微生物群落的影响[J]. 农学学报, 2022, 12(1): 39-44.
[14]	李娟茹, 孙明清, 张辉, 宋小颖, 侯大山, 高倩, 张广辉, 徐彩玲, 邰风雷, 刘鑫翠, 李光, 常苑苑. 不同磷肥用量及施用方式对土壤有效磷分布和冬小麦产量的影响[J]. 农学学报, 2021, 11(9): 28-32.
[15]	张慧, 余端, 卢文才, 马连杰, 廖敦秀. 不同减氮施肥模式对水稻土壤养分及可培养微生物数量的影响[J]. 农学学报, 2021, 11(9): 33-37.