环鄱阳湖区农家菜地土壤重金属风险评价及来源分析

doi:10.13249/j.cnki.sgs.2012.06.771

摘要/Abstract

摘要：

通过评价环鄱阳湖区10个县农家菜地土壤样品重金属的潜在生态风险,分析其与9个社会经济指标间的灰色关联度来探讨重金属的污染来源。结果显示,鄱阳湖区各菜地土壤中Cd的超标情况最严重,超标率达到90%,除部分地区Cu超标外,其余重金属均未超标。鄱阳湖区农家菜地土壤达到轻微生态风险,工业较发达地区重金属生态风险较大于工业落后地区,工业发展情况对湖区的空间污染分异有较大影响。蔬菜产量、工业发展情况、城镇化率、交通业发展情况和菜地土壤不同种重金属具有较高关联度,而地区生产总值、农药使用量对各种重金属含量的影响最弱。

关键词: 农家菜地土, 重金属, 潜在生态风险, 社会经济指标, 环鄱阳湖区

Abstract:

The ecological risk of heavy metals of 10 counties in the rural area around the Poyang Lake were evaluated, and then pollution sources of heavy metals were analyzed through the gray correlation between heavy metal and nine socio-economic indicators. Results showed that Cd contents of vegetable soil around Poyang Lake were severely exceeded the national standard with an excessive rate of 90% .The other heavy metals were not exceeded excepting contents of Cu in some areas. Ecological risk of the vegetable soil around Poyang Lake area is slight, and the total risk index was contributed most by Cd, accounting for 66.53%~97.30%.The ecological risk of developed regions around the Poyang lake were higher than lower industrial level regions, indicating that industrial development make a important influence on the spatial variation of heavy metal pollution in soil around Poyang Lake. The socio-economic indices of vegetable production, industrial development, urbanization, transportation development have high grey correlation with heavy metals contents, and GDP and the amount of pesticides use show a weakest impact on heavy metals.

Key words: vegetable field soil, heavy metal, potential ecological risk, socio-economic indicators, Poyang Lake area

中图分类号:

S153

胡春华, 蒋建华, 周文斌. 环鄱阳湖区农家菜地土壤重金属风险评价及来源分析[J]. 地理科学, 2012, 32(6): 771-776.

Chun-hua HU, Jian-hua JIANG, Wen-bin ZHOU. Risk Evaluation and Sources Analysis of Heavy Metals in Vegetable Field Soil of Rural Area Around Poyang Lake[J]. SCIENTIA GEOGRAPHICA SINICA, 2012, 32(6): 771-776.

图/表 8

图1

表1

表2

表3

表4

农家菜地土壤的潜在生态风险系数与潜在生态风险指数"

	采样点	Eⁱ_r及其风险程度					$RI$ 及其总生态风险程度
	采样点	Zn		Cu	Pb	Cr	Cd
环湖工业发达地区	湖口	0.68（低）	6.92（低）	0.69（低）	0.31（低）	79.63（中）	88.23（低）
	九江	0.62（低）	3.07（低）	0.92（低）	0.29（低）	111.11（重）	116.02（低）
	星子	0.38（低）	1.81（低）	0.40（低）	0.24（低）	38.89（低）	41.72（低）
	德安	0.41（低）	2.23（低）	0.46（低）	0.19（低）	118.52（重）	121.81（低）
	永修	0.63（低）	2.73（低）	0.34（低）	0.16（低）	66.67（中）	70.53（低）
	南昌	1.08（低）	4.37（低）	1.27（低）	0.63（低）	100.00（重）	107.35（低）
	进贤	0.82（低）	2.82（低）	0.62（低）	0.34（低）	122.22（重）	126.83（低）
环湖工业落后地区	余干	0.44（低）	2.45（低）	0.63（低）	0.25（低）	29.63（低）	33.39（低）
	鄱阳	0.27（低）	1.76（低）	0.55（低）	0.21（低）	5.56（低）	8.35（低）
	都昌	0.37（低）	2.84（低）	0.88（低）	0.22（低）	122.22（重）	126.54（低）
环湖区	平均值	0.57(低)	3.1（低）	0.68（低）	0.28（低）	79.45（中）	84.08（低）

表4

图2

表5

表6

参考文献 21

[1]	Garcia R,MilIan E.Assessment of Cd,Pb,and Zn contamination in roadside soils and grasses from Gipuzkoa(Spain)[J].Chemosphere,1998,37(8):1615-1625.
[2]	Aleem A,Isar J,Malik A.Impact of long-term application of industrial wastewater on the emergence of resistance traits in Azotobacter chroococcum isolated from rhizospheric soil[J].Bioresource Techology, 2003,86:7-13.
[3]	曹伟,周生路,王国梁,等.长江三角洲典型区工业发展影响下土壤重金属空间变异特征[J].地理科学,2010,30(2):283~289.
[4]	吴绍华,周生路,张红富,等.经济发展梯度影响下的江苏农用地土壤重金属含量分布局[J].地理科学,2008,28(3):412~418.
[5]	姚春霞,陈振楼,许世远,等.上海市浦东新区蔬菜地土壤重金属含量及评价[J].土壤,2005,37(5): 517~522.
[6]	Zheng Y M,Song B,Chen T B,et al.A survey of copper concentrations in vegetables and soils in Beijing and their health risks[J].Journal of Agro-Environment Science,2006,25(5):1093-1101.
[7]	罗珍珍,傅春.鄱阳湖区农村面源污染现状及成因分析[J].安徽农业科学,2009,37(22):10625~10627.
[8]	朱德新. 天津市蔬菜种植地土壤重金属潜在生态风险评价[J].监测分析,2010,34(6):100~102.
[9]	阎伍玖. 芜湖市城市边缘区土壤重金属污染空间特征研究[J].地理科学,2008,28(2):262~266.
[10]	Anilew M A N,Nwobodo K C A.Long term effect of municipal waste disposal on soil properties and productivity of sites used for urban agriculture in Abakaliki, Nigeria[J].Bioresource Technology,2002,83:241-250.
[11]	徐明星,周生路,王晓瑞,等.长江三角洲典型区社会经济发展对土壤重金属累积的影响[J].地理科学,2010, 30(6):880~885.
[12]	楚纯洁,马建华,朱玉涛.不同级别城镇土壤重金属污染状况比较分析——以郑州市、中牟县和韩寺镇为例[J].地球与环境,2009,37(4):395~404.
[13]	Hakanson L.An ecological risk index for aquatic pollution control a sediment logical approach[J].Water Research,1980,14(8):975-1001.
[14]	汤洁,陈初雨,李海毅,等.大庆市建成区土壤重金属潜在生态危害和健康风险评价[J].地理科学,2011,31(1):117~122.
[15]	辛蕊,张思冲,周晓聪,等.大庆城区土壤重金属污染及相关性分析[J].中国农学通报,2008, 24(9):416~420.
[16]	白玲玉,曾希柏,李莲芳,等.不同农业利用方式对土壤重金属累积的影响及原因分析[J].中国农业科学 2010,43(1):96~104.
[17]	刘苹,赵海军,刘兆辉,等.山东省露地蔬菜产地土壤重金属含量的环境质量分析与评价[J].农业环境科学学报2010,29(6):1130~1136.
[18]	LIU H Y,PROBST A,LIAO B H.Metal contamination of soils and crops affected by the Chenzhou lead/zinc mine spill (Hunan, China)[J]. Science of the Total Environment,2005,339:153-166.
[19]	邵学新,黄标,孙维侠,等.长江三角洲典型地区工业企业的分布对土壤重金属污染的影响[J].土壤学报,2006,43(3):397~404.
[20]	谢小进,康建成,李卫江.上海宝山区农用土壤重金属分布与来源分析[J].环境科学,2010,31(3):768~774.
[21]	滕彦国,倪师军,林学钰,等.城市环境地球化学研究综述[J].地质论评,2005,51(1):64~76.

Eⁱ_r范围	单因子生态风险程度	RI范围	潜在生态总风险程度
Eⁱ_r<40	低	RI<150	低
40≤Eⁱ_r<80	中	150≤RI<300	中
80≤Eⁱ_r<160	重	300≤RI<600	重
160≤Eⁱ_r<320	严重	RI≥600	严重
Eⁱ_r≥320	极严重	-	-

项目	最小值(mg/kg)	最大值(mg/kg)	平均值(mg/kg)	标准差(mg/kg)	变异系数(%)	国标^[21] (mg/kg)
Zn	54.22	216.67	113.96	49.51	43.45	200
Cu	17.61	69.2	31	15.32	49.42	50
Pb	20.17	63.33	33.87	13.99	41.30	250
Cr	20.33	79	35.61	16.72	45.00	250
Cd	0.06	1.22	0.8	0.42	52.50	0.3

	Zn	Cu	Pb	Cr	Cd
Zn	1.000
Cu	0.556*	1.000
Pb	0.599*	0.420	1.000
Cr	0.844**	0.457	0.812**	1.000
Cd	0.460	0.269	0.417	0.278	1.000

	元素	X1	X2	X3	X4	X5	X6	X7	X8	X9
关联度	Zn	0.88964	0.81284	0.8861	0.8737	0.95716	0.79753	0.7791	0.84912	0.82546
排序		3	8	2	5	1	7	9	6	4
关联度	Cu	0.86149	0.76474	0.78744	0.82959	0.90178	0.88108	0.77076	0.89936	0.7917
排序		4	9	8	6	3	1	7	2	5
关联度	Pb	0.79653	0.76342	0.73779	0.77877	0.89057	0.7667	0.73885	0.78631	0.75592
排序		4	6	9	7	1	2	8	5	3
关联度	Cr	0.85207	0.80747	0.80734	0.85384	0.90993	0.79045	0.75429	0.81241	0.78201
排序		3	6	8	2	1	4	9	7	5
关联度	Cd	0.84814	0.76134	0.83714	0.89447	0.81924	0.72673	0.74869	0.77901	0.80942
排序		3	7	4	1	5	9	8	6	2