中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

应用毒性淋溶提取法评价天津市某工业用地及周围农田土壤中重金属生态风险

王静, 吴宇峰, 王斌, 张磊, 王鑫, 赵一. 应用毒性淋溶提取法评价天津市某工业用地及周围农田土壤中重金属生态风险[J]. 岩矿测试, 2015, 34(4): 464-470. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.04.015
引用本文: 王静, 吴宇峰, 王斌, 张磊, 王鑫, 赵一. 应用毒性淋溶提取法评价天津市某工业用地及周围农田土壤中重金属生态风险[J]. 岩矿测试, 2015, 34(4): 464-470. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.04.015
WANG Jing, WU Yu-feng, WANG Bin, ZHANG Lei, WANG Xin, ZHAO Yi. Ecological Risk Assessment of Heavy Metals in Industrial Land and Farmland Soils of Tianjin with Toxicity Characteristic Leaching Procedure[J]. Rock and Mineral Analysis, 2015, 34(4): 464-470. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.04.015
Citation: WANG Jing, WU Yu-feng, WANG Bin, ZHANG Lei, WANG Xin, ZHAO Yi. Ecological Risk Assessment of Heavy Metals in Industrial Land and Farmland Soils of Tianjin with Toxicity Characteristic Leaching Procedure[J]. Rock and Mineral Analysis, 2015, 34(4): 464-470. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.04.015

应用毒性淋溶提取法评价天津市某工业用地及周围农田土壤中重金属生态风险

  • 基金项目: 国家自然科学基金青年基金项目——基于空间安全诊断的农村城镇化与乡镇企业用地布局规划研究(41301189)
详细信息
    作者简介: 王静, 硕士研究生, 工程师, 研究方向为环境监测、环境化学.E-mail: wangjing7@mail.nankai.edu.cn
  • 中图分类号: X825

Ecological Risk Assessment of Heavy Metals in Industrial Land and Farmland Soils of Tianjin with Toxicity Characteristic Leaching Procedure

  • 毒性淋溶提取法(TCLP)是美国法定的一种生态环境风险评价方法, 通过提取土壤中的重金属有效态判断土壤重金属污染状况和评估污染区域生态风险。本文应用TCLP法提取天津市某工业园区内及周围农田土壤中的有效态Cu、Pb、Zn、Cd, 采用电感耦合等离子体质谱法和原子吸收光谱法分别测定重金属全量和有效态, 结合单项污染指数和内梅罗综合污染指数评价了重金属生态风险。结果表明:研究区Zn是首要污染物, 主要来源于镀锌厂、金属制品厂和电镀厂, 其次是Pb和Cu污染, Cd无污染; Pb、Zn可能具有同源性或伴生关系; 大部分土壤处于安全水平, 重金属污染率不到30%, 但农田土壤出现了Zn的轻度污染。重金属全量是影响重金属有效态含量较大的因素, 当Zn全量大于环境质量标准限值(300 mg/kg), Pb全量大于80 mg/kg时, 有效态Zn、Pb与其全量均呈正相关。因此, 可以使用TCLP法将土壤重金属全量与有效态进行量化评价重金属生态风险。

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  • 图 1  综合污染指数评价结果

    Figure 1. 

    图 2  土壤中重金属全量与提取率的关系

    Figure 2. 

    表 1  重金属全量和有效态含量分析结果

    Table 1.  Anlaytical results of total heavy metals and their bioavailable states

    统计项目Cu
    全量
    Pb
    全量
    Zn
    全量
    Cd
    全量
    有效态
    Cu
    有效态
    Pb
    有效态
    Zn
    有效态
    Cd
    平均值(mg/kg) 48.8 90.2 637 0.108 3.90 15.7 155 0.019
    标准差(mg/kg) 60.5 213 1455 0.096 9.99 56.9 376 0.021
    变异系数(%) 124 236 229 88.8 256 362 242 113
    偏度 4.84 4.40 4.43 3.46 5.01 5.51 3.06 1.49
    峰度 24.0 20.3 20.0 14.3 24.4 32.8 8.73 1.16
    最小值(mg/kg) 6.45 17.9 56.8 0.030 0.866 1.09 2.60 0.001
    最大值(mg/kg) 388 1268 7820 0.590 57.0 379 1644 0.078
    百分位数
    (mg/kg)
    25% 30.6 26.6 140 0.050 2.31 12.4 2.31 4.38×10 -3
    50% 35.2 32.1 227 0.080 2.67 19.2 2.67 9.80×10 -3
    75% 42.8 44.2 431 0.120 3.59 49.7 3.59 3.11×10 -2
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    表 2  单项污染指数评价结果

    Table 2.  The evaluation results of single pollution index

    重金属元素超标率
    (%)
    重污染
    比重(%)
    中度污染
    比重(%)
    轻度污染
    比重(%)
    轻微污染
    比重(%)
    Cu全量3.64-100--
    Pb全量5.4633.333.333.4-
    Zn全量34.521.110.515.852.6
    Cd全量0----
    有效态Cu3.64-100--
    有效态Pb10.04010-50
    有效态Zn38.242.914.39.533.3
    有效态Cd0----
    注:重金属全量的评价标准依据《土壤环境质量标准》(GB15618—1995) 二级标准;重金属TCLP有效态的评价标准依据国际标准。
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    表 3  重金属有效态与土壤理化性质和重金属全量之间的相关性分析结果

    Table 3.  The correltionship between bioavailability of heavy metals with total content and the physical-chemical properties of soil

    元素Pb全量Cu全量Zn全量Cd全量有效态Cu有效态Zn有效态Pb有效态Cd有机质pH值
    Pb全量10.0560.398**0.1920.0070.419**0.974**0.269*0.443**-0.243
    Cu全量10.0820.0130.987**0.1960.0620.1920.180-0.008
    Zn全量10.1270.0540.910**0.319*0.200-0.027-0.029
    Cd全量10.0100.1460.1230.365**0.433**0.148
    有效态Cu10.1600.0150.1630.1200.007
    有效态Zn10.371**0.1290.082-0.090
    有效态Pb10.2080.435**-0.280*
    有效态Cd10.182-0.149
    有机质1-0.145
    pH1
    注:标注“**”表示在0.01置信水平内相关;标注“*”表示0.05置信水平内相关。
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出版历程
收稿日期:  2015-03-04
修回日期:  2015-06-20
录用日期:  2015-07-09
刊出日期:  2015-04-25

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