农药企业场地土壤重金属污染状况及风险评价

摘要 为了解典型农药化工厂区及周边土壤的重金属含量分布及其环境风险，本研究选择京津渤地区某农药企业，对其厂区和周边表层土壤中Cu、Ni、Cd、Zn、Cr、Pb、Hg和As等重金属进行了监测，并采用内梅罗综合指数法、Hakanson潜在生态风险指数法和美国环保署（USEPA）的人体暴露风险评价方法进行了生态风险和健康风险评价。结果表明，企业内部存在明显的As污染，尤其是生产区土壤中As的浓度达到土壤三级标准的2.59倍，企业周边土壤也存在普遍的Cd、Pb和Hg累积现象，历史生产过程含砷辅料的使用是造成厂区As污染的关键原因。从潜在生态风险指数来看，企业内部生活区及周边土壤重金属平均总潜在生态风险水平为低度；生产区土壤的重金属总潜在生态风险水平为重度。所有重金属各种途径的非致癌风险叠加均未超过1，非致癌风险在安全范围内，其中主要的非致癌风险贡献元素为Cr、As和Pb。四种致癌重金属Ni、Cd、Cr和As的致癌风险指数从大到小排序为As>Cr>Ni>Cd，Cr、Cd和Ni在企业厂内以及周边土壤中的健康风险值均小于10-6，致癌风险较低，不会对人体造成致癌危害；As在厂内生活区以及厂外周边土壤的致癌风险水平在10-6-10-4之间，存在一定程度的致癌危害；然而，厂内生产区土壤中As的致癌风险值为1.2×10-4，有显著致癌风险。

关键词 农药企业；土壤；重金属污染；生态风险

中图分类号 X825 文献标识码 A 文章编号 1002-2104（2013）04-0067-06 doi：12.3969/j.issn.1002-2104.2013.04.013

随着工业发展和城市化进程的加剧，通过工业排放、现代农业活动、交通运输和大气沉降等造成土壤重金属污染的现象越来越严重。土壤中的重金属可以通过吞食、呼吸摄入和皮肤吸收等途径进入人体，直接对人体健康带来危害[1-2]，还可以通过污染水环境、食物链富集等途径间接危害居民身体健康。重金属污染自身所具有的生物累积性、潜伏性、长期性和难降解性等特点导致了这种污染对人类健康的威胁越来越严重。如过量的铅对人体多种器官有毒害作用；长期食用镉含量高的食品会引起人体肾脏功能紊乱，导致死亡率上升、寿命缩短；铜是人体必需微量元素，但摄入过量铜可影响人体的生殖系统、影响婴儿的免疫功能[3-4]。

农药的使用是保障农业丰收的重要措施，农药化工企业的发展对我国农业经济发展有十分重要的影响。农药化工生产过程中，合成农药本身含有的重金属及农药合成时使用的金属催化剂等都会对周边土壤环境带来重金属污染[3]。重金属浓度较高的污染表土容易在风力和水力作用下进入到大气和水体中，导致大气和地表水污染。此外，由于淋洗作用，重金属还将导致地下水污染等生态环境问题。地表灰尘与土壤存在相互转化关系，灰尘极易受人为或自然条件扰动而进入大气，更易被人体吸收，因而受重金属污染的土壤对人类健康的危害非常大[5-6]。因此，农药化工企业周边土壤重金属污染状况研究以及风险评价备受人们的关注，至今相关研究报道较少。本研究选择河北省以生产农药、杀虫剂、除草剂等化工产品为主的某农药化工企业为研究对象，对企业厂区内及周边环境土壤中铜、镍、镉、锌、铬、铅、汞和砷8种重金属的含量及风险状况进行分析，旨在明确农药化工企业对周边土壤环境的重金属污染，为地方有关管理部门提供科学管理的依据和决策支持。

1 材料与方法

1.1 采样及分析方法

确定农药化工企业内部及其周边7 km×7 km的49 km2为研究范围，企业内部采集生产区及生活区表层土壤，企业外部采集农田表层土壤。综合考虑当地地理环境及交通、工业分布等条件，采用网格法原则进行布点采样，每个点采用梅花布点法取5个样，经混合后成为一个样，表层土壤深度为0-20 cm，厂区内外共采集41个土壤样品（其中周边土壤35个，厂内6个）。

样品自然风干，剔除样品中的有机残渣、植物根系、石块及其他可见杂质后，研磨过100目筛。参照USEPA 3050建议的消煮方法及国家标准对土壤前处理的相关方法和标准[7-8]，对铜、镍、镉、锌、铬、铅6种重金属，准确称量样品0.25 g于聚四氟乙烯坩埚中，盐酸预处理后采用硝酸、高氯酸、氢氟酸混合消煮（硝酸：高氯酸：氢氟酸=5∶3∶3），ICP-OES、ICP-MS技术测定；汞和砷的测定采取准确称量0.6 g样品于50 ml具塞比色管中，加入适量1∶1王水，沸水水浴消煮，原子荧光技术进行测定。使用国家标准物质中心提供的污染土壤样品（GSS- 8）对消解过程进行质量控制，分析过程中的重复率为10%，各种金属元素的回收率均在90%-120%之间，结果符合质量控制要求。

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