贵州六盘水农用土壤重金属含量状况及潜在生态风险评价

（贵阳海关，贵州 贵阳550081）［摘 要］为明确贵州六盘水表层农用土壤（0〜20 cm）重金属污染状况，采集其土壤测定重金属含量，

用Hakanson潜在生态危害指数法对土壤中铅、镉、石申、珞、铜、锌、標和汞的污染状况及潜在生态风险进行评 价。结果表明：六盘水农用土壤中重金属铅、镉、碑、珞、铜、锌、標和汞平均含量分别为34. 0 mg/kg、 0. 26 mg/kg、13・ 3 mg/kg、126・ 9 mg/kg、73・ 7 mg/kg、116・ 0 mg/kg、54. 6 mg/kg 和 0. 12 mg/kgo 8 种重金 属有5种重金属平均含量高于贵州省土壤背景值，是土壤背景值的1. 09〜2. 30倍。8种重金属的生态危害 依次为汞〉镉〉铜〉標〉碑〉铅〉珞〉锌。汞属于中度风险因子，其余7个重金属属于低风险因子。六盘 水农用土壤重金属综合潜在总风险指数（RD平均值小于150,处于低风险程度。各区平均值为六枝特区 （41. 12）＜水城县（6& 09） V钟山区（8& 08） V盘州市（106. 74）。［关键词］六盘水；土壤；重金属；潜在生态风险［中图分类号］S151. 9 ［文献标识码］AHeavy Metal Content Status and Potential Ecological Risk Assessment of

Agricultural Soils in Liupanshui? GuizhouLIU Song , ZHOU Fuqiang* , HUANG Fenghong, RAN Fei, CAI Ling(Guiyang Customs , Guiyang, Guizhou 550081, China)Abstract: In order to clarify the heavy metal pollution status of the surface agricultural soil (0-20 cm)

in Liupanshui9 Guizhou? the soil was collected and the heavy metal content was determined. The Hakanson potential ecological hazard index method was employed to evaluate the contamination status and potential ecological risk of lead, cadmium, arsenic? chromium, copper, zinc and nickel in soil. Results: Average contents of heavy metals lead, cadmium, arsenic? chromium, copper, zinc, nickel and mercury in Liupanshui agricultural soil were respectively 34. 0 mg/kg9 0. 26 mg/kg9 13. 3 mg/kg9 126. 9 mg/kg and 73. 7 mg/kg9 116. 0 mg/kg9 54. 6 mg/kg and 0. 12 mg/kg. The average content of five heavy metals was higher than that of soil backgraund value in Guizhou Province? which was 1. 09 — 2. 30 times of soil background value. The ecological hazards of the eight heavy metals were Hg〉Cd〉Cu〉Ni〉As〉Pb〉Cr 〉Zn. Hg was a moderate risk factor and the other seven heavy metals were low risk factors. The average potential risk index (RI) of heavy metals in Liupanshui agricultural soil was less than 150, which was at a low risk level. The average RI value of each district was Liuzhi Special Zone (41. 12) VShuicheng County (6& 09) V Zhongshan District (8& 08) VPanzhou City (106. 74).Key words: Liupanshui； soil； heavy metals； potential ecological risk土壤是地球表面母质、气候、地形、时间、生物等

农产品质量及人们安全食用农产品具有重要意义。综合作用下形成的能够生长绿色植物、具有生态环 六盘水位于贵州省，在云贵高原东侧一、二级台

境调控功能、处于永恒变化中的矿物质与有机质的 疏松混合物工。土壤是动植物赖以生存的重要资

地斜坡上，东经104°18‘〜105°42‘，北纬25°19,〜26° 55'。气候类型属于亚热带季风性湿润气候，在低纬 度高海拔等因素的作用下,气候温暖湿润，使得年均

源，由于人类活动的影响，尤其是工业化的进程，使

得大量重金属进入土壤并积累。当重金属在土壤中 气温为14°C左右，7月最高温在22°C左右皈，故而 六盘水有“凉都”之称。胡江良等⑺测定六盘水主要 工业园区表层土壤中铅、铜、镰、锯、钻、锌、猛、飢和

积累到一定程度时，便会影响土壤质量从而影响农 产品的品质，通过生物富集及生物放大作用，经食物 链间接或直接对人类健康产生危害。土壤重金属污

染问题在多个地方的土壤中都有发现［2勺。因此，开 展农业用地中土壤重金属含量的状况调查，对保证

钛9种重金属的含量发现，铅、铜、锌污染较为严重。 张建等⑻测定六盘水马铃薯种植区土壤中碑、镉、

镰、锯、铅、铜和锌等7种重金属含量，镉元素存在污

［收稿日期］2019-03-15［基金项目］国家质量监督检验检疫总局科技计划项目“贵州主要山地特色生态产品种植环境的重金属污染调查和检测技术研究及应用”

（2017IK078）［作者简介］刘 松（1990 —），男，在读硕士，研究方向：重金属检测。E-mail：liuflysong@ 163. com*通讯作者：周富强（1978-）,男，高级工程师，从事矿产品、食品等的光谱分析与研究。E-mail：741226744@qq. com・144・染情况。笔者进一步扩大范围采集六盘水农用土 壤，按照GB15618—2018《土壤环境质量农用地土 壤污染风险管控标准》页中重金属的要求测定其中 的铅、镉、碑、锯、铜、锌、镰、汞等8种重金属含量，并

采用Hakanson潜在生态危害指数法对农用土壤中 重金属污染情况及潜在生态风险进行评价，为了解

六盘水农用土壤中重金属含量情况及其土壤质量评

价提供依据。1 材料与方法1.1

材料六盘水农用土壤：2017-2018年在六盘水钟山 区粮食种植地、菜地，水城县菜地，六枝特区粮食种 植地，盘州市粮食种植地、果树种植地、茶叶种植地

采集土壤。试剂：硝酸、盐酸、高氯酸等为优级纯，水为

Milli-Q超纯水器产的去离子水。仪器:北京瑞利原子荧光AF-610D2,美国赛默 飞原子吸收M6、瑞士梅特勒pH计S40、意大利迈

尔斯通DMA-80测汞仪。1.2

样品采集采集表层0〜20 cm 土壤并充分混合，然后按四 分法获得1吨左右土壤样品。共采集32个土壤样

品，其中，六盘水市钟山区5个（编号TR1〜TR5）, 水城县5个（编号TR6〜TR10）,六枝特区4个（编

号TR11〜TR14）,盘州市18个（编号 TR15 〜TR32）。1.3 样品处理及重金属的测定将土壤样品置于50°C烘箱中烘干，碾碎，剔除 植物残体、石块及其他杂质。用玛瑙研钵研磨，过 100目筛，贮存备用。土壤中铅、镉按标准GB/T 17141—1997 检测口°】，碑按标准 GB/T 22105. 2—

2008检测［皿，锯按标准HJ 491—2009检测M，铜、 锌按标准GB/T 17138—1997检测，镰按标准

GB/T 17139—1997检测［⑷，汞按标准 GB/T

17136—1997 检测,pH 按标准 NY/T 1121. 2— 2006检测［词。1.4 潜在生态风险评价瑞典科学家Lars Hakanson在1980年应用沉

积学原理，提出了沉积物和土壤潜在生态风险指数 CRJ）评价分析方法口门。该方法将土壤重金属含量

与重金属的生态效应及毒理学联系在一起，是一种 应用较为广泛的重金属污染评价方法之一，其公式

为：RA2X1E； （1）E」=TiXCy

（2）Clf= C訂层/G （3）式中,RI为某一采样点土壤重金属综合潜在总 贵州农业科学Guizhou Agricultural Sciences生态风险指数；E；为潜在生态风险单项系数；乃为

某一种金属的毒性响应系数，采用Hakanson^］及 徐争启等口8］的重金属毒性系数为评价依据（乃：

Zn= 1, Cr = 2 , Cu = Pb = Ni = 5, As = 10 , Cd = 30 , Hg=40）；C＞为单项污染系数；G表层为土壤表层重 金属，的浓度实测值；C：为土壤重金属，的参比值 （以贵州省土壤背景值作为参比值：19］）o根据E；和

RI的大小，将土壤重金属的潜在生态风险状况进行

分级（表1）：17\\表1 Hakanson潜在生态风险指标Table 1 Hakanson potential ecological risk indicatorsE」范围

单因子生态 KI范围 潜在总生态r1 range风险程度RI range风险程度

Single factor Potential total

ecological riskecological riskE/V40RI<15040320极严重——2

结果与分析2.1

不同样点表层土壤的重金属含量从表2可知，六盘水不同样点土壤的重金属含 量变化。铅含量为12. 7〜172. 6 mg/kg9平均含量

34. 0 mg/kg；镉含量0. 04〜0. 86 mg/kg,平均含量

0. 26 mg/kg；碑含量2. 5〜44. 3 mg/kg9平均含量13. 3 mg/kg；锯含量 52. 8〜262. 1 mg/kg9 平均含 量 126. 9 mg/kg；铜含量 4〜229. 8 mg/kg9平均

含量 73. 7 mg/kg；锌含量 30. 4〜170. 6 mg/kg9 平 均含量 116. 0 mg/kg；镰含量 12. 7〜8& 9 mg/kg9 平均含量54. 6 mg/kg；汞含量0. 04〜0. 40 mg/kg9

平均含量0. 12 mg/kgo从变异系数来看，汞最大 （0.92）,其次是碑（0. 84）,锌最小（0. 28）O铜、镰、

锯、锌、汞5种重金属的平均含量超过贵州省土壤背 景值，分别是其背景值的2. 30倍、1. 40倍、1. 32倍、 1.17倍和1.09倍。铅、镉、碑、锯、铜、锌、镰、汞超

过贵州省土壤背景值，超标率分别为25. 0%、 3.1%、1 & 8%.65. 6%.81. 3%、75・ 0%、71・ 9%、

25.0%,铜、锌、镰超标率较高。2. 2 不同样点表层土壤重金属的潜在生态风险2.2.1 单因子生态风险值 从表3可知，汞潜在

生态风险最高，为43. 86,达中度风险程度，其余7

个重金属均处于低风险程度。从每个样点来看，钟 山区、水城县和六枝特区汞潜在生态风险值均小于

等于40,处于低风险程度；而盘州市有6个样点汞

潜在生态风险值超过80,处于重风险程度。此外， 镉（11. 95）和铜（11. 52）处于低风险程度，但潜在风

险值比镰、碑、铅、锯、锌5种重金属高。8种重金属的

生态危害依次为汞〉镉〉铜〉镰〉碑〉铅〉锯〉锌。刘松等 贵州六盘水农用土壤重金属含量状况及潜在生态风险评价LIU Song et al Heavy Metal Content Status and Potential Ecological Risk Assessment of Agricultural Soils in Liupanshui, Guizhou• 145 •表2 六盘水不同样点表层土壤重金属的含量Table 2Contents of heavy metals in surface soil in different sampling sitesof Liupanshui样号铅Pb24. 531. 357. 129. 830. 515. 916. 815. 434. 012. 720. 127. 227. 827. 640. 846. 740. 341. 924. 424. 617. 2172. 616. 032. 129. 630. 729. 932. 129. 640. 027. 839. 534. 00. 8035. 225. 0mg/kg地点Location镉Cd0. 620. 560. 860.060. 200. 320. 340. 180. 320. 160.090. 180. 140.040.210. 270. 330. 300. 180. 200. 180.080.060. 190. 220. 190. 200. 260.440. 290. 230. 500. 260. 680. 6593.1神As9.421. 321. 812.49.44.24. 14. 519. 74.02. 85.42. 54.028. 637. 244. 342. 37.22. 510. 313. 87. 617.016.47. 617. 510. 06. 910. 011.48. 913. 30. 8420. 018. 8锯铜Cu86. 367. 660. 468.469. 898. 7108. 371. 822. 096. 825. 818. 424. 622. 268.440. 758. 766. 287. 561.4143. 639. 631. 470. 877. 966. 476. 974. 5229. 8102. 2127. 294. 473. 70. 5732. 081. 3锌ft汞Hg0. 090. 100. 110.060. 070. 070. 050.050. 100. 040.040. 100.050.050.090. 190. 290. 330. 050.040. 110.050.060. 120.050.030.060. 040. 260. 400. 400. 310. 120. 920. 1125. 00pH6. 306. 346. 366. 576. 836. 386. 306. 326. 276. 876. 566. 426. 376. 447.056. 266. 206. 826. 876. 566. 506. 026. 886. 066. 226. 546. 396. 276.426. 016. 246. 176. 430. 046. 20—钟山区Zhongshan District水城县Shuicheng County六核特区Liuzhi Special Zone盘州市Panzhou CitySample No.TRITR2TR3TR4TR5TR6TR7TR8TR9TRIOTR11TRI 2TRI 3TR14TRI 5TRI 6TRI 7TRI 8TRI 9TR20TR21TR22TR23TR24TR25TR26TR27TR28TR29TR30TR31TR32均值变异系数背景值超标率/%Cr201. 0129. 2114. 1113. 6146. 8236. 5262. 1215. 2120. 8222. 256. 852. 877. 372.0139. 3111. 0131. 9107. 7225. 7151. 269. 488. 586. 8174.0123. 8116. 6125. 8124. 368. 069. 071. 854. 6126. 90. 4695. 965. 6Zn146. 5115. 6164. 0124. 4126. 9125. 2136. 2118. 352. 0121.067. 130. 4102. 190. 7126. 8125. 1146. 3170. 6151. 4146. 2144. 1127. 567. 6115. 4132. 091. 6121. 893. 7133. 767. 2123. 6108. 4116.00. 2899. 575. 0Ni81. 067.060. 551. 261. 083. 588. 981.422. 884. 624. 814. 433. 023. 881. 349. 354. 750. 584. 854. 075. 838. 630. 488.468. 635. 358. 940. 751. 612. 743. 848. 354. 60. 4239. 171. 9表3 六盘水不同样点表层土壤重金属的潜在生态风险值Table 3 Potential ecological risk values of heavy metals in surface soil of different sampling sitesin Liupanshui地点样号铅镉Cd28. 2225. 4939. 152. 739. 1014. 5715. 488. 1914. 577. 284. 108. 196. 371. 829. 5612. 2915. 0213. 668. 199. 108. 193. 642. 738. 6510. 028. 659. 1011. 8420. 0313. 2010.4722. 7611. 95低神As4. 7010. 6510. 906. 204. 702. 102. 052. 259. 852. 001. 402. 701. 252. 0014. 3018. 6022. 1521. 153. 601. 255. 156. 903. 808. 508. 203. 808. 755. 003.455. 005. 704. 456. 64低锯Cr4. 192. 692. 382. 373. 064. 935.474. 492. 524. 631. 181. 101. 611. 502. 912. 312. 752. 254. 713. 151. 451. 851. 813. 632. 582. 432. 622. 591. 421. 441. 501. 142. 65低铜Cu13. 4810. 569. 4410. 6910. 9115. 4216. 9211. 223.4415. 134. 032. 883. 843.4710. 696. 369. 1710. 3413. 679. 5922. 446. 194. 9111. 0612. 1710. 3812. 0211. 6435. 9115. 9719. 8814. 7511. 52低锌Zn1.471. 161. 651. 251. 281. 261. 371. 190. 521. 220. 670. 311. 030. 911. 271. 261.471. 711. 521.471. 451. 280. 681. 161. 330. 921. 220. 941. 340. 681. 241. 091. 17低攥汞Location钟山区Zhongshan District水城县Shuicheng County六枝特匹Liuzhi Special Zone盘州市Panzhou CitySample No.TRITR2TR3TR4TR5TR6TR7TR8TR9TRIOTR11TRI 2TRI 3TR14TRI 5TRI 6TRI 7TRI 8TRI 9TR20TR21TR22TR23TR24TR25TR26TR27TR28TR29TR30TR31TR32均值生态风险程度Pb3. 484. 458. 114. 234. 332. 262. 392. 194. 831. 802. 863. 863. 953. 925. 806. 635. 725. 953. 473.492. 4424. 522. 274. 564. 204. 364. 254. 564. 205. 683. 955. 614. 82低Ni10. 368. 577. 746. 557. 8010. 6811. 3710. 412. 9210. 823. 171. 844. 223. 0410. 406. 306. 996. 4610. 846. 919. 694. 943. 8911. 308. 774. 517. 535. 206. 601. 625. 606. 186. 98低Hg32. 7336. 3640. 0021. 8225. 4525. 4518. 1818. 1836. 3614. 5514. 5536. 3618. 1818. 1832. 7369. 09105.45120.0018. 1814. 5540. 0018. 1821. 8243. 6418. 1810. 9121. 8214. 5594. 55145.45145.45112.7343. 86中贵州农业科学・146・Guizhou Agricultural Sciences2.2.2 总生态风险程度 从表4可知，32个土壤 个区域的潜在总生态风险程度均处于低风险程度。

样品的综合潜在总风险指数（耽）为31. 96〜 193. 79,各区平均RI值为六枝特区（41. 12）＜水城 从单个点来看，除盘州市有6个点土壤的值超 过150,处于中度风险程度，其余各点均处于低风险

程度。县（6& 09） V 钟山区（8& 08） V 盘州市（106. 74）,4

表4 六盘水不同样点表层土壤重金属的潜在总生态风险程度Table 4 The potential total ecological risk of heavy metals in surface soil of different areas地点样号 Sampling No.TRITR2TR3TR4TR5TR6TR7TR8TR9TRIOTR11TRI 2TRI 3TRI 4TRI 5TRI 6TRI 7TRI 8TRI 9TR20TR21TR22TR23TR24TR25TR26TR27TR28TR29TR30TR31TR32RI各区均值Location钟山区 Zhongshan District水城县 Shuicheng County六枝特区 Liuzhi Special Zone盘州市 Panzhou City98. 63（低）99. 93（低）119.37（低）55.84（低）66. 63（低）76. 67（低）73.23（低）58. 12（低）75.01（低）57.43（低）31. 96（低）57.24（低）40.45（低）34. 84（低）87. 66（低）122.84（低）168. 72（中）181. 52（中）64. 18（低）49. 51（低）90.81（低）67. 50（低）41.91（低）92. 50（低）65.45（低）45. 96（低）67.31（低）56.32（低）167. 50（中）189. 04（中）193. 79（中）168. 71（中）RI average value of different area88.08（低）68.09（低）41.12（低）106.74（低）3 结论与讨论3.1 结论六盘水农用地表层土壤中重金属平均含量锯 （126. 9 mg/kg）〉锌（116・ 0 mg/kg）〉铜（73・ 7 mg/ 殳 g）〉镰（54. 6 mg/kg）〉铅（34. 0 mg/kg）〉碑

均含量是背景值的2. 30倍。胡江良等⑺分析六盘 水工业区表层土壤的污染重金属，铅属于中度-重污染程度，锌、铜属于中度污染。推测六盘水农用土壤中铜的污染一部分来源是工业区。通过单因子生态

风险值分析可知，六盘水农用土壤潜在生态风险的 因子为Hg、Cd、Cu。这与张建等⑻分析六盘水马铃

（13. 3 mg/kg）〉镉（0. 26 mg/kg）〉汞（0. 12 mg/

kg）o其中，铜、镰、锯、锌和汞5种重金属的平均含 量超过其贵州省土壤背景值，分别是其背景值的 2.30倍、1.40倍、1・32倍、1. 17倍、1. 09倍。六盘 水农用土壤的8种重金属平均单因子生态风险值 （EQ依次为汞（43. 86）＞镉（11. 95）〉铜（11. 52）＞

薯种植区土壤重金属，Cd、Cu为潜在生态风险的因 子的结论大致相同。张泽东等分析黔西南州、贵 阳市和安顺市的10个无籽刺梨种植基地中土壤重

金属污染状况，其潜在生态风险因子为Cd、Cu和 Hgo熊仕娟等比口分析贵州省百宜镇辣椒产地土壤 重金属污染状况，Cd轻度污染。顾云兵等宓分析

镰（6. 98）〉碑（6. 64）＞铅（4. 82）〉锯（2. 65）＞锌

（1・17）。汞处于中度风险程度，其余7个重金属均

处于低风险程度。六盘水农用土壤重金属综合潜在 总风险指数RI值的平均值小于150,处于低风险程

仁怀市农业基地土壤重金属污染状况，Cd和Hg是 该区域农业基地土壤潜在生态风险因子。贾亚 琪［扳分析贵阳市白云区农田土壤重金属污染状况， Ni.Cu.Cd元素超标较严重。耿丹⑵］分析织金县煤

度。各区平均值为六枝特区（41. 12）＜水城县 （6& 09） V钟山区（8& 08）V盘州市（106. 74）。矿区种植地土壤重金属污染状况，该地区土壤受 Hg、Cd、Ni、Cu的污染。在已有的研究报道中，贵州

3.2 讨论从单个元素含量看,铜元素污染较为严重，其平 省农用土壤重金属污染主要是Hg、Cd、Cu和Ni。采用Hakanson潜在生态危害指数法计算E/

刘松等 贵州六盘水农用土壤重金属含量状况及潜在生态风险评价LIU Song et al Heavy Metal Content Status and Potential Ecological Risk Assessment of Agricultural Soils in Liupanshui, Guizhou• 147 •值不仅与重金属的毒理系数有关，还与选择的参比

值有关。如贵州省土壤汞背景值为0・11 mg/kg9本 研究分析32份土壤样品的汞平均含量为0.12 mg/ 殳g,接近背景值，采用Hakanson\"〕及徐争启等阴 的重金属毒性系数为评价依据(T\\： Zn= 1 VCr = 2VCu= Pb = Ni = 5 V As = 10 V Cd = 30 V Hg =

40),汞的毒理系数为40,计算得到汞的E」值大于

40,处于中度风险程度。若选择GB15618—2018 《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》页的

风险筛选值作参比值，六盘水农用土壤pH为 6. 01〜7. 05,均值6. 43,土壤pH在5. 5〜7. 5采用 严格的风险筛选值，则铅、镉、碑、锯、铜、锌、镰和汞

的筛选值分别为 90 mg/kg.0. 3 mg/kg.25 mg/kg, 150 mg/kg、50 mg/kg、200 mg/kg、70 mg/kg 和 0. 5 mg/kgo这8个重金属元素除镉风险筛选值小

于贵州省土壤背景值，其余7个重金属险筛选值均 大于贵州省土壤背景值。若汞以风险筛选值 0. 5 mg/kg作参比值,计算得到汞的E」值小于40。六盘水各区农用土壤重金属综合潜在总风险指 数RI值的平均值均小于150,处于低风险程度。各

区农用土壤的平均RI值为盘州市(106. 74)＞钟山 区(8& 08)〉水城县(6& 09)〉六枝特区(41. 12)o 这与张建等⑻得到六盘水马铃薯种植区各区综合潜 在生态危害指数排序(盘县〉水城县〉六枝特区)相

同。其中盘州市有6个土壤取样点值超过150, 处于中度风险程度，需要注意防控重金属污染，才能 保证农产品从源头上不被重金属污染。六盘水农用

土壤中重金属污染潜在总生态风险处于低风险程

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