開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇常見重金屬污染及危害，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。

第1篇

關鍵詞：重金屬；土壤；臍橙種植區；贛南

中圖分類號：X833 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）02-0292-06

Evaluating Heavy Metals of Navel Orange Orchard Soil in Gannan Area

HE Ling，ZENG Dao-ming，WEI Hua-ling，SUN Bin-bin，LIU Zhan-yuan

（Institute of Geophysical and Geochemical Exploration， Chinese Academy of Geological Science，Langfang 065000，Hebei，China）

Abstract： Rock， soil and navel orange samples from 6 typical navel orange orchard in Ganxian County， Xinfeng County， Anyuan County and Xunwu County， were selected to evaluate the pollut of heavy metals including Cd， Cr， As Cu， Pb and Zn in navel orange orchard soil using the single factor pollution index method and comprehensive pollution index method. The results showed rates of As， Cd， Cr， Cu and Pb in samples were 8.3%， 2.8%， 13.9%， 2.8% and 30.6%， respectively more than the standard of the environmental technical terms for green food production area（NY/T391-2000） for the evaluation criteria. The number of samples with As， Cd， Cr， and Cu exceeding the standard were relatively fewer. The number of samples with Pb exceeding the standard was more， most of them belonging to light pollution level and 3 samples belonging to moderate pollution level. The fitting coefficient of heavy metal elements Cr， Cu and Zn at soil and rock was good， showing that they were mainly from the rock and their content influenced by human activity was small. The fitting coefficient of As， Pb and Cd indicating that their source was not only the contribution of the rock， but also the influence of human activity. In the area studied， heavy metals concentrations in navel orange were much lower than the limit of maximum levels of contaminants in foods（GB2762-2005）.Heavy metal pollution in soil of navel orange orchard characterized by a wide range of distribution and high strength of Pb； As， Cd， Cr， and Cu were polluted slightly due to unreasonable use of pesticides and fertilizers contained heavy metals by farmers. There’s little possibility of industry pollution. Farmers and the relevant departments of goverment should pay attention to it and take effective measures to prevent the ecological risk.

Key words： heavy metal； soil； navel orange orchard； Gannan area

近年來，隨著社會經濟不斷發展，人們生活水平逐步提高，對農產品的品質也提出了更高的要求，無公害農產品和各種綠色食品越來越受到公眾的青睞。土壤是農作物生長的基礎，土壤中的重金屬元素通過作物吸收累積到達人體，其濃度過高時可以直接威脅人類健康。重金屬不能被微生物降解，但具有生物累積性，對土壤的污染具有不可逆轉性。因此，土壤重金屬元素是無公害食品和綠色食品產地環境要求檢測的一項重要指標。對農作物生長土壤環境及其產出的農產品的重金屬含量分析、污染評價也成為科學研究的熱點。

目前，對果園土壤重金屬污染評價的研究已有大量報道，如鄭國璋等[1]研究了洛川蘋果園地土壤中對土壤環境及人體危害較大的Cd、As、Cr、Pb污染現狀；許延娜等[2]采用內梅羅指數法對膠東半島紅富士蘋果園土壤重金屬進行污染評價，發現采樣區土壤普遍存在Cd輕度污染現象；劉云霞等[3]研究了黃土高原地區蘋果園地土壤重金屬污染特征；在發達國家，已將柑橘生產中的重金屬納入果園的管理范疇[4]。從文獻資料中不難發現，目前國內學者對果園土壤重金屬污染評價的對象主要為蘋果，其他水果涉及較少。贛南臍橙因其品質佳、風味好，曾獲“中華名果”稱號，是江西省贛州市地理標志產品，已經成為贛州市支柱產業之一。由于贛南臍橙種植區土壤稀土背景含量較高，一般認為贛南臍橙品質優良可能與高稀土背景有關，因此前人對贛南臍橙的研究重點主要集中在稀土方面，對于臍橙果園土壤重金屬污染評價方面的研究鮮見報道。如汪振立等[5-7]研究了巖石-土壤-臍橙植株中稀土元素聚遷特征，自然狀態下臍橙植物體稀土累積特征，以及稀土元素與臍橙品質的相關性。發現稀土元素在臍橙植株各器官中含量具有顯著差異，輕稀土與臍橙品質指標關系較為密切。謝振東等[8]研究了江西省信豐縣優質臍橙果和葉中稀土元素分布特征；張永忠等[9]研究了信豐縣臍橙產出的農業地球化學特征，還有部分學者研究了臍橙果園的營養狀況對臍橙果樹生長和臍橙品質的影響[10，11]。通過對研究區進行采樣分析，并對贛南臍橙種植區典型果園土壤中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn 6種常見重金屬元素的污染現狀進行評價，為相關研究及環境治理提供基礎數據和科學依據。

1 研究區概況

由于江西省南部絕大部分隸屬于贛州市，所以贛南基本等同于贛州。贛南屬中亞熱帶南緣，氣候溫和，熱量豐富，雨量充沛，年日照時間為1 813 h，且晝夜溫差大，非常適宜寬皮柑橘和橙類的生長。自20世紀70年代開始種植臍橙以來，贛南臍橙產業從無到有，從小到大。目前贛州市臍橙種植面積10.2萬hm2，年產臍橙100萬t，已經成為臍橙種植面積世界第一、年產量世界第三、全國最大的臍橙主產區。

2 材料與方法

2.1 樣品采集

2011年11月底，在贛州市所轄尋烏縣、安遠縣、信豐縣、贛縣選擇6片典型臍橙園作為研究區，采集成土母巖、土壤、臍橙果實樣品。共采集巖石樣31件、土壤樣36件、果實樣36件，采樣果園基本信息見表1。

樣品采集：①巖石樣。在果園內或果園附近基巖出露處采集新鮮基巖，無基巖出露的采集巖石風化碎屑。②土壤樣。每個果園按照其面積大小均勻布設6個采樣點。為保證樣品的代表性，以采樣點為中心，半徑10 m左右的范圍內采集5～6處土壤，采樣深度為0～20 cm。剔除枯枝敗葉及碎石等雜物后混合均勻，裝入潔凈的布樣袋，風干備用。③果實樣。選擇與土壤采樣點對應的果樹，采集果形中等、發育良好、具有大致相同的離地高度、光照條件及成熟度的健康果實，8～10個臍橙為一件樣品。

2.2 樣品分析檢測

重金屬全量分析主要采用電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）和原子熒光光譜法（AFS），見表2，分析測試工作由河南巖礦測試中心完成。

2.3 評價標準與方法

2.3.1 評價標準 采用無公害果品產地土壤環境質量和綠色食品產地土壤環境質量為評價標準。其中無公害果品產地土壤環境質量指標采用國家《土壤環境質量標準》[12]（GB 15618-1995）二級標準作為評價標準；綠色食品土壤環境質量標準按照農業部頒布的綠色食品產地環境質量標準NY/T 391- 2000[13]執行（表3）。根據土壤應用功能和保護目標，《土壤環境質量標準》Ⅱ類土壤主要適用于一般農田、蔬菜地、茶園、果園、牧場等，土壤質量基本上對植物和環境不造成危害和污染。土壤環境質量二級標準為保障農業生產、維護人體健康的土壤限制值。Ⅱ類土壤環境質量執行二級標準。

3 結果與分析

3.1 重金屬含量分析

3.1.1 成土母巖中的重金屬含量 研究區成土母巖中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的含量統計結果見表4，由表4可知，Zn變異系數最小，為51.6%；其他5種重金屬元素的變異系數為102.1%～231.7%，其中As變異系數最大。表明Zn含量分布相對比較均勻，其他5種重金屬元素As、Cd、Cr、Cu、Pb含量分布差異性較大。研究區6個果園分布在4個不同的縣域，地理跨度較大，巖性及所處地質背景的變化是造成研究區不同果園成土母巖重金屬元素變異較大的主要原因。

3.1.2 土壤中的重金屬含量 由表5可知，土壤中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn 6種重金屬元素的變異系數范圍為21.2%～91.0%，其中Zn的變異系數最小，As的變異系數最大。與成土母巖中的重金屬元素含量對比發現，在巖石風化成土的過程中，幾種重金屬元素的含量均存在不同程度的均一化，表現在各元素的變異系數明顯變小。各果園土壤的pH為3.59～5.69，平均值為4.13，均為酸性土壤。

3.1.3 成土母巖中與土壤中重金屬含量的關系 將6個果園的土壤重金屬含量與成土母巖重金屬含量作散點圖，結果如圖1所示。由圖1可知，成土母巖與土壤中Cr的擬合優度最好，R2=0.847 9，Cu、Zn次之，說明三者與成土母巖關系密切，受人為擾動較小，主要來源于自然成因。As、Cd、Pb 3種元素的擬合優度較差，說明這3種元素受人為影響較大。

3.2 評價結果

3.2.1 果園土壤重金屬評價 采用土壤環境質量標準GB 15618-1995中的二級標準限值和綠色食品產地環境質量標準NY/T 391-2000中土壤重金屬限值為依據計算所得的單因子污染指數見表6。

以土壤環境質量標準GB 15618-1995中的二級標準限值為評價標準時，研究區As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的污染指數平均值范圍為0.17～0.44，整體上污染指數較低。Pb、Zn的Pi最大值分別為0.54、0.46，均小于0.7，表明Pb、Zn兩元素均屬于清潔等級；As、Cu的污染指數最大值分別為0.92、0.73，雖然整體上未超標，但已有部分樣品接近限值水平，需引起重視；Cd、Cr的污染指數最大值分別為1.33和1.41，兩者的超標樣數分別為1和4，說明有部分地區已經達到輕度污染級別。內梅羅指數最大值為1.05，最小值為0.22，平均值為0.45。

以綠色食品產地環境質量標準NY/T 391-2000中土壤重金屬限值為評價標準時，由于標準中沒有Zn的限值，無法計算其污染指數，故此處對Zn不做評價。As、Cd、Cr、Cu、Pb的污染指數平均值范圍為0.29～0.87，Cu最低，Pb最高。研究區內5種元素均存在超標樣品，As、Cd、Cr、Cu、Pb的超標樣品數分別為3、1、5、1、11，超標率分別為8.3%、2.8%、13.9%、2.8%、30.6%。Cd和Cu超標樣品數最少，超標樣品為輕度污染；As和Cr超標樣品數次之，超標樣品也屬于輕度污染；Pb超標樣品數最多，大部分超標樣品屬于輕度污染，其中3個樣品達到中度污染級別。內梅羅指數最大值為2.02，最小值為0.39，平均值為0.85。

采用土壤環境質量標準GB 15618-1995中的二級標準限值為評價標準時，由于限值較高，根據標準計算所得的超標樣品較少，信豐縣嘉定鎮有1個樣品Cd超標；安遠縣有4個樣品Cr達到輕度污染。采用綠色食品產地環境質量標準NY/T 391- 2000中土壤重金屬限值作為評價標準時，由于限值降低，計算所得安遠縣有3個樣品As超標，5個樣品Cr超標；信豐縣嘉定鎮有1個樣品Cd超標，10個樣品Pb超標；贛縣吉埠鎮有1個樣品Cu超標，1個樣品Pb超標。

3.2.2 臍橙果實重金屬含量評價 研究區臍橙果實樣品的重金屬元素含量測定結果見表7。由表7可知，各元素的變異系數范圍為18.8%～46.2%，表明研究區內果實重金屬含量差異相對較小。從單個元素來看，各元素的最大值均未超過標準限值，說明贛南臍橙果實重金屬元素含量在安全含量范圍之內，可以放心食用。

對比研究區內巖石、土壤、果實中的重金屬含量分布特征可以發現，某一重金屬元素在成土母巖中變異系數的大小直接影響其在土壤、果實中變異系數的大小。例如As在成土母巖中變異系數最大，其在土壤和果實中的變異系數也較大；又如Zn在成土母巖變異系數小，在土壤、果實中變異系數也小。通過上述規律可知果實生長立地環境中，成土母巖元素含量對土壤、果實中元素含量有較大的影響。

4 結論與討論

4.1 結論

1）以土壤環境質量標準GB 15618-1995中二級標準限值作為評價標準時，研究區土壤重金屬元素As、Cu、Pb、Zn均屬于清潔范疇，僅Cd有1處樣品超標、Cr有4處樣品超標。

2）以綠色食品產地環境質量標準NY/T 391- 2000中土壤重金屬限值為評價標準時，研究區內5種重金屬元素均存在超標樣品，As、Cd、Cr、Cu、Pb的超標樣品數分別為3、1、5、1、11，超標率分別為8.3%、2.8%、13.9%、2.8%、30.6%，Cd和Cu超標樣品最少，超標樣品為輕度污染；As和Cr超標樣品次之，超標樣品也屬于輕度污染；Pb超標樣品最多，大部分超標樣品屬于輕度污染，3個樣品達到中度污染級別，主要集中在信豐縣。

3）研究區內土壤重金屬元素Cr、Cu、Zn與成土母巖擬合關系較好，表明其受人為影響較小。As、Pb、Cd與成土母巖擬合關系較差，表明其來源不僅有成土母巖的貢獻，還有人為活動的影響。據分析，其受工業污染的可能性較小，可能是由于不合理地使用含有重金屬的農藥化肥所致。

4）研究區內果實樣品重金屬元素含量均遠低于食品中污染物限量GB 2762-2005，表明贛南臍橙可以放心食用。

盡管贛南臍橙果實尚未出現重金屬元素超標問題，可以安全食用，但是其生長土壤中的重金屬元素超標問題應引起相關部門和果農的足夠重視，采取有效措施對其加以控制，以保證贛南臍橙種植區的生態環境安全。

4.2 討論

土壤中的重金屬元素主要繼承于成土母巖。母巖在各種自然因素如物理化學風化、淋濾、生物作用等的改造下，經過漫長的過程成為自然土壤。在沒有人類活動干擾的情況下，自然土壤屬于一個相對較為平衡的體系，土壤中各種元素含量基本上處于比較穩定的狀態。當自然土壤被人類開發成為耕作土壤后，土壤中元素的含量主要受人為活動的影響，如使用農藥、化肥及污水灌溉等都會影響土壤中重金屬元素的含量。因此，果園土壤中的重金屬含量屬于自然因素與人為因素綜合作用的結果。

土壤中重金屬污染主要來源于工業污染、污水灌溉及含重金屬的農藥化肥的不合理使用。本研究中采樣果園均地處偏僻鄉村，遠離城市中心，受工業污染的可能性較小；另外，贛南地區降水豐沛，果園所需水分基本上靠自然降水就能滿足，即便需要人工灌溉，灌溉水多為原地挖井取水，因此，也可排除污水灌溉帶來的影響。

理論上，如果土壤中元素受人為影響小或者不受人為影響時（即主要屬于自然成因），巖石、土壤中的元素應該具有很好的相關性。研究結果顯示，Cr的擬合優度最好，Cu、Zn次之，說明三者與母巖關系密切，受人為擾動較小，主要來源于自然成因。As、Cd、Pb 3種元素的擬合優度較差，說明這3種元素受人為影響較大。有研究表明，影響土壤中Cr含量的主要因素是土壤母質[16]。楊軍等[17]研究發現，北京市涼風灌區土壤Cr含量是受到土壤母質的影響；陳學民等[18]對天水蘋果園土壤重金屬的研究表明，天水蘋果園土壤Cr含量與小隴山土壤（背景區）不存在顯著差異，因此可以認定研究區Cr含量主要受成土母質因素影響。本研究結果與前人研究結論一致。

土壤中Cd可作為施用農藥和化肥等農業活動的標識元素[19，20]。張桃紅等[21]的研究表明，碳酸氫銨等氮肥可促進土壤對Cd的吸附。Taylor[22]通過對新西蘭同一地點50年間的土樣進行分析，自施用磷肥后，土壤Cd含量從0.39 mg/kg上升至0.85 mg/kg。所以在果園生產中的化肥使用可能是導致土壤Cd 增加的主要原因。

研究表明，不合理地使用農藥化肥對果園土壤重金屬含量影響較大。從1965～2000年，中國化肥施用量增長23倍以上，化學肥料中一般過磷酸鹽中含有較多的重金屬Hg、Cd、As、Zn、Pb[23]。張林森等[24]、梁俊等[25]對陜西省蘋果園土壤重金屬含量調查表明，蘋果園土壤中As 的污染程度比較高，與當地果園曾使用含As的農藥、化肥有關。由此可以推出，本研究區域果園土壤As、Cd、Pb 3種元素除去地質背景，可能主要來源于不合理地使用含重金屬的農藥化肥。

致謝：汪振立教授、黃傳龍、劉永旺、陳輝浪、鐘琦等人幫助聯系采樣果園，給采樣工作提供了便利；周國華審閱了文稿，在此一并致謝。

參考文獻：

[1] 鄭國璋，岳樂平.洛川蘋果園地土壤重金屬污染調查與評價[J].土壤通報，2008，39（2）：402-405.

[2] 許延娜，許雪峰，李天忠，等.膠東半島蘋果園重金屬污染評價[J].中國果樹，2009（2）：40-44.

[3] 劉云霞，龐獎勵，丁 敏，等.黃土高原長期蘋果園地土壤重金屬分布和評價[J].中國農業氣象，2010，31（1）：32-36.

[4] PERYEA F J. Heavy metal contamination in deciduous tree fruit orchards： Implications for mineral nutrient management[J]. Acta Horticulturae，2001，564：31-39.

[5] 汪振立，鄧通德，王瑞敏，等.巖石-土壤-臍橙系統中稀土元素遷聚特征[J].中國地質， 2009，36（6）：1382-1394.

[6] 汪振立，徐 明，鄧通德，等.自然土壤環境下臍橙植物體稀土累積特征[J].中國稀土學報，2009，27（5）：704-710.

[7] 汪振立，鄧通德，胡正義，等.臍橙品質與自然土壤中稀土元素相關性分析[J].土壤，2010，42（3）：459-466.

[8] 謝振東，方宣忠，鄭 文.江西信豐縣優質臍橙果和葉中稀土元素分布特征研究[J].中國地質，2006，33（6）：1418-1423.

[9] 張永忠，呂少偉，衷存堤.江西信豐臍橙農業地球化學特征探討[J].資源調查與環境，2004，25（1）：31-38.

[10] 鮑江峰，夏仁學，彭抒昂，等.三峽庫區紐荷爾臍橙園土壤營養狀況及其對果實品質的影響[J].中國土壤與肥料，2006（3）：16-20.

[11] 彭良志，淳長品，黃聲平，等.江西大余超高產紐荷爾臍橙園樹體生長與營養狀況的調查[J]. 中國南方果樹，2009，38（4）：26-28.

[12] 夏家淇.土壤環境質量標準詳解[M].北京：中國環境科學出版社，1996.

[13] NY/T 391-2000，綠色食品產地土壤環境質量標準[S].

[14] 魏復盛.中國土壤元素背景值[M].北京：中國環境科學出版社，1990.

[15] GB 2762-2005，食品中污染物限量[S].

[16] BORU？KA L， VACEK O， JEHLICKA J. Principal component analysis as a tool to indicate the origin of potentially toxic elements in soils[J]. Geoderma，2005，128：289-300.

[17] 楊 軍，鄭袁明，陳同斌，等.北京市涼鳳灌區土壤重金屬的積累及其變化趨勢[J].環境科學學報，2005，25（9）：1175-1181.

[18] 陳學民，朱陽春，伏小勇.天水蘋果園土壤重金屬富集狀況評價及來源分析[J].農業環境科學學報，2011，30（5）：893-898.

[19] 蔡立梅，馬 瑾，周永章，等.東莞市農業土壤重金屬的空間分布特征及來源解析[J].環境科學，2008，29（12）：3496-3502.

[20] GRAY C W， MCLAREN R G， ROBERTS A H C. The effect of long-term phosphatic fertilizer applications on the amounts and forms of cadmium in soils under pasture in New Zealand[J]. Nutrient Cycling in Agroecosystems，1999，54：267-277.

[21] 張桃紅，徐國明，陳苗苗，等.幾種銨鹽對土壤吸附Cd2+和Zn2+的影響[J].植物營養與肥料學報，2008，14（3）：445-449.

[22] TAYLOR M D. Accumulation of cadmium derived from fertilizers in New Zealand soil[J]. Sci Total Environ，1997，208（1-2）：123-126.

[23] 王煥校.污染生態學[M].北京：高等教育出版社，2000.