遵义县茶园土壤重金属元素含量及污染评价

遵义县茶园土壤重金属元素含量及污染评价

摘要:对贵州省遵义县10个乡镇131个茶园土壤中铅(Pb)､镉(Cd)､铬(Cr)､铜(Cu)､汞(Hg)､砷(As)等6种重金属元素含量进行了检测,以无公害茶叶产地环境条件中土壤环境要求为背景值对其单项和综合污染指数进行分析评价｡结果表明,调查区域内土壤重金属含量差异较大,且部分受到了不同程度的污染｡在重金属污染因子中,Cd､Hg是主要的污染因子｡

关键词:茶园土壤;重金属含量;污染评价;遵义县

Monitoring and Evaluation on Heavy Metals in Soil of Tea Gardens in Zunyi

Abstract: The contents of Pb, Cd, Cr, Cu, Hg and As in 131 tea plantation soil

samples belonging to 10 towns in Zunyi county were determined, and the situation of

heavy metals pollution was evaluated using single factor pollution index and

Nemerow pollution index in present study. The results showed that the contents of

heavy metals in the soil varied markedly and some area was polluted. The major

pollution factors were Cd and Hg.

Key words: soil of tea garden; heavy metal contents; pollution evalution; Zunyi

我国茶叶的质量安全问题主要包括农药残留､有害重金属残留和有害微生物的存在等[1]｡重金属因其在土壤中易积累､难降解的污染特性已经引起了国内外的广泛关注[2]｡重金属在土壤中积累到一定限度会对土壤—植物系统产生危害,并可通过食物链进入农产品,影响农产品质量安全从而危害人类健康,目前已严重威胁到经济的可持续发展和生物安全[3]｡目前,贵州省的土壤重金属研究已有很多报道,但是在遵义县以无公害茶叶生产基地为背景值来研究的尚未见报道｡

茶产业在贵州省经济发展中占有重要的地位｡为全面提升其发展水平,由贵州省农业厅组织实施,对贵州省将发展的33.33万hm2茶园进行土质监测工作｡贵州省以遵义县为主发展茶产业,遵义县地处贵州省北部,东接湄潭县､瓮安县,南邻息烽县､开阳县,西邻仁怀县､金沙县,北接桐梓县､绥阳县､红花岗区､汇川区｡由于近几年来工业的发展,可能会对该地区土壤造成重金属污染,本研究对遵义县10个乡镇土壤的铅(Pb)､镉(Cd)､铜(Cu)､汞(Hg)､砷(As)和铬(Cr)等6种重金属含量进行检测和污染评价,以期为今后的茶园建设提供依据｡

1材料与方法

1.1材料

1.1.1土壤样品土壤样品于2008年采自遵义县的10个乡镇,共采集131个土壤样品｡

1.1.2试剂与土壤标准物质所用试剂硝酸､硫酸､高氯酸､氢氟酸､盐酸等均为优级纯｡土壤标准物质:ESS-3和ESS-4为中国环境监测总站环境标准物质｡

1.2采样与制备

土壤样品采自芝麻乡､沙湾镇､西坪乡､山盆乡､龙坪乡､乐山乡､喇叭乡､松林乡､团溪乡､永乐乡;采集的样品个数分别为16､12､15､12､15､13､12､11､11､14个｡

根据NY/T 395,为了保证土壤样品的代表性,采用多点采集的混合样品,每个样品以“S”型采样法取5个点,在各点上取0~20 cm的土壤样品1 kg,现场均匀混合后采用四分法弃去多余土壤,保留1kg土壤装于塑料袋中,贴好标签｡将取回的土样摊放在铺有洁净牛皮纸的台面上,剔除石块残根等杂物,让其自然风干,磨碎并过100目的尼龙筛,保存在密封塑料袋中供分析测定用｡

1.3测定方法及检测仪器

测定方法和检测所用仪器见表1｡每批土壤样品均有2个空白和土壤标准物质同步分析,每批样品添加样品数的3%为重复性验证样品,每个项目分析时做10%平行样品｡采用的土壤标准物质为中国环境监测总站环境标准物质ESS-3和ESS-4｡

1.4分级标准

根据NY/T 395农田土壤污染分级标准(表2),对土壤污染情况进行分级｡

1.5评价方法

以NY/T 5295-2004《无公害食品 产地环境评价准则》为评价方法｡评价采用单项污染指数和综合污染指数相结合的方法｡单项污染指数公式为:Pi=Ci/Si｡式中,Pi为环境中污染物i的单项污染指数;Ci为环境中污染物i的实测值;Si为污染物i的评价标准;当Pi≤1,表示土壤未受污染物i污染;Pi>1,表示土壤受污染,Pi越大,受污染程度越重｡

由于土壤同时被多种重金属元素污染,因而土壤污染评价要运用综合指数法进行评价｡综合污染指数公式为:P综合=[(1/2)×(P最大2+P平均2)]1/2｡式中,P综合为土壤综合污染指数,P最大为单项污染指数最大值,P平均为单项污染指数平均值｡

1.6评价标准

根据NY 5020-2001《无公害食品 茶叶产地环境条件》要求判定,判定标准见表3｡

2结果与分析

2.1土壤中重金属含量

遵义县10个乡镇土壤中重金属含量监测结果见表4,由表4可知,土壤重金属含量监测结果的差异变化较大,Pb含量为4.4~559.5 mg/kg,平均为31.6 mg/kg,达到《无公害食品 茶叶产地环境条件》要求,最高含量为最低含量的127.2倍,最高值出现在西坪乡;Cd含量为0.02~1.02 mg/kg,平均为0.20 mg/kg,达到《无公害食品

茶叶产地环境条件》要求,最高含量为最低含量的51.0倍,最高值出现在芝麻乡;Cr含量为24.5~200.2 mg/kg,平均为58.2 mg/kg,达到《无公害食品 茶叶产地环境条件》要求,最高含量为最低含量的8.2倍,最高值出现在沙湾镇;Cu含量为3.9~181.3

mg/kg,平均为31.7 mg/kg,达到《无公害食品 茶叶产地环境条件》要求,最高含量为最低含量的46.5倍,最高值出现在沙湾镇;Hg含量为0.02~2.22 mg/kg,平均为0.20 mg/kg,达到《无公害食品 茶叶产地环境条件》要求,最高含量为最低含量的111.0倍,最高值出现在永乐乡;As含量为4.02~60.05 mg/kg,平均值15.47 mg/kg,达到《无公害食品 茶叶产地环境条件》要求,最高含量为最低含量的14.9倍,最高值出现在永乐乡｡

2.2污染评价

遵义县10个乡镇土壤重金属污染评价见表5,由表5可知,茶园土壤6种重金属元素的污染等级中,除芝麻乡､永乐乡外其余8个乡镇土壤Pb､Cd､Cr､Cu､Hg和As的单项污染指数均<1,表明均未达到污染级别;芝麻乡基地Cd的单项污染指数>1,表明受到不同程度的污染,Pi达1.93,说明该乡的土壤重金属污染以Cd为主;永乐乡基地Hg的单项污染指数>1,表明受到不同程度的污染,Pi达1.93,说明该乡的土壤重金属污染以Hg为主;团溪乡土壤中的Hg及永乐乡土壤中As的单项污染指数都已接近1,这应当引起注意｡在各基地的综合污染指数中,沙湾镇､西坪乡､山盆乡､龙坪乡､乐山乡､喇叭乡､松林乡､团溪乡基地的P综合≤0.7,等级为安全;芝麻乡和永乐乡基地,1

3结论

1)贵州省遵义县茶园土壤重金属含量变化差异较大｡其中Pb的最高含量为最低含量的127.2倍,Hg的最高含量为最低含量的111.0倍｡

2)采样区域内基地土壤受到了不同程度的污染,在所选的10个乡镇里,土壤中Pb､Cu､As､Cr的单项污染指数均<1,只有Cd､Hg单项污染指数>1｡以《无公害食品

茶叶产地环境条件》为评价标准,单项污染指数最大为1.93,综合污染指数最大为1.44,受污染基地占20%｡其中沙湾镇､西坪乡､山盆乡､龙坪乡､乐山乡､喇叭乡､松林乡､团溪乡的土壤是清洁的,尚处于安全状态;芝麻乡和永乐乡的土壤受到了轻度污染｡

3)在6种重金属污染元素中,Hg､Cd是遵义县茶园土壤的主要污染元素｡

参考文献:

[1] 汪庆华,刘新. 浅谈我国茶叶质量安全现状及应对措施[J]. 茶叶,2006,32(2):66-69.

[2] 潘根兴,成杰民,高建琴,等. 江苏吴县土壤环境中某些重金属元素的变化[J].

长江流域资源与环境,2000,9(1):51-55.

[3] 李云,张进忠,童华荣. 茶园土壤和茶叶中重金属的监测与污染评价[J].环境科学与技术,2008,31(5):71-75.

[4] GB/T 17141-1997,土壤质量 铅､镉的测定 石墨炉原子吸收分光光度法[S].

[5] GB/T 17138-1997,土壤质量 铜､锌的测定 火焰原子吸收分光光度法[S].

[6] NY/T 1121.11-2006,土壤检测 第11部分:土壤总砷的测定[S].

[7] GB/T 17137-1997,土壤质量 总铬的测定 火焰原子吸收分光光度法[S].

[8] NY/T 1121.10-2006,土壤检测 第10部分:土壤总汞的测定[S].