在集中式飲用水源地保護區(qū)環(huán)境檢測中，土壤中重金屬含量的檢測尤為重要，其含量能夠直接影響到水源的品質(zhì)，為此需要相關檢測部門做好對土壤重金屬的檢測和研究，從而時刻把控集中式飲用水源地的保護工作，提升當?shù)氐乃雌焚|(zhì)，本文就對某市的集中式飲用水源保護區(qū)的土壤重金屬監(jiān)測進行分析，從而為相關單位提供參考。

土壤保護問題一直以來都是我國環(huán)境保護工作的重點內(nèi)容，同時也是推動社會發(fā)展的重要基礎環(huán)節(jié)。因此在人們水源地保護方面，對土壤中重金屬進行有效的監(jiān)測，可以提升人們對飲用水的質(zhì)量把控，從而避免發(fā)生污染水源的情況發(fā)生。

1 研究背景

隨著我國科學的高速發(fā)展，使得我國的人口數(shù)量以及城市的現(xiàn)代化建設不斷提升。但是高速的發(fā)展也為生態(tài)環(huán)境帶來一定的破壞，現(xiàn)階段我國土壤環(huán)境污染情況不容樂觀。

一般來說，環(huán)境當中的重金屬都是以天然的形式存在于自然界當中，但是隨著人們對于資源的高度利用，使得城市工業(yè)化和現(xiàn)代化的建設過程中，人們對于重金屬的大面積開采、冶煉以及建工制造，導致大量的重金屬進入到環(huán)境當中的土壤中。讓重金屬進入到土壤后，不僅有著較大的毒性，也難以進行降解，同時十分容易發(fā)生復合污染效應，之后再經(jīng)過食物鏈富集放大，因此土壤中的重金屬污染越來越受到人們的重視。在集中式飲用水源地的環(huán)境問題，能夠直接影響到當?shù)鼐用竦纳眢w健康，甚至影響到整個國家的整體生態(tài)環(huán)境健康，因此是我國一直以來重要的監(jiān)管區(qū)域。

但是現(xiàn)階段對于集中式飲用水源地的保護研究還不夠充分，使得社會中的集中地飲用水源地的土壤問題沒有得到良好的治理和管理。本文主要從對集中式水源地保護區(qū)內(nèi)的土壤環(huán)境問題著手，對土壤中多種重金屬物質(zhì)進行積累、污染以及各種潛在的生態(tài)風險進行分析，從而為當?shù)氐耐寥拉h(huán)境做出較為科學合理的質(zhì)量性評價，為相關部門的污染綜合治理提供可靠的理論支持。

2 實驗環(huán)節(jié)

2.1 土樣的采集

實驗對象為某市的可供60萬人以上用水的大型集中式飲用水源地一級保護區(qū)。當?shù)氐臍夂驗閬啛釒Ъ撅L性氣候，其空氣溫暖濕潤，同時具有較高的熱量資源，當?shù)氐钠骄鶞囟葹?5.3～18.6℃。該地區(qū)全年平均降水量在1130～1650 mm之間。同時該地域為小丘陵地帶，土壤為黃棕壤。

在進行該地域的土壤采集過程中，可以采用網(wǎng)格隨機布點的方式進行保護區(qū)陸域范圍內(nèi)的土壤采集，采集中需要利用塑料工具將大約20 cm以內(nèi)的表層土壤進行采集，并分為37個樣品，且都為混合樣品。之后在小范圍內(nèi)進行多點的采樣，同樣進行樣品的混合，最后再通過四分法來采集大于2 kg的土壤。在將全部的樣品進行風干之后，經(jīng)過0.32 mm的過濾篩進行過濾，從而進行實驗分析。

2.2 重金屬總量的測定

本試驗當中，需要對以下8種重金屬物質(zhì)進行檢測，包含Hg、Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni。對這八種重金屬物質(zhì)進行總量的測定，在前處理方面，需要利用鹽酸、硝酸、高氯酸以及氫氟酸進行樣品的消解處理。其中對于土壤當中的Cd元素，需要采用AAS(Atomic Absorption Spectroscopy,AAS.原子吸收光譜法）的方式進行測量，而Hg則是需要利用樣品與氫化物發(fā)生的化學反應，從而實現(xiàn)原子熒光法進行測定；As需要采用AFS(Atomic Fluorescence Spectrometry,AFS.原子熒光光譜法）的方式進行測定等等。

在進行樣品的分析過程中，需要保障對土壤樣品做好良好的質(zhì)量管控，從而能夠讓樣品的測定均值以及試驗的誤差在合理的范圍之內(nèi)，保障檢測過程的科學合理性。其中對于上述八種重金屬元素的測定，需要控制誤差在11%～16%之間，并且試驗過程中需要事先將所有的試劑進行剔除處理，使其成為去離子水。

2.3 單項污染指數(shù)和內(nèi)梅羅污染指數(shù)

其中對于單項污染指數(shù)而言，計算公式如下：

土壤單項污染指數(shù)（Pi）=土壤重金屬元素的測量值/重金屬元素質(zhì)量標準值

而對于內(nèi)梅羅污染指數(shù)的具體計算公式如下：

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)（Pn）=[（平均單項污染指數(shù)）2+（最大單項污染指數(shù)）2/2]-2。

在進行重金屬的測量過程中，需要依據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》中的相關標準，其試驗的結(jié)果如表1、表2所示。

由表1、表2的設定可以清晰地發(fā)現(xiàn)，只有當通過計算得出的Pi以及Pn分別在1和0.65以下的時候，才可以表示為土壤中的重金屬成分安全，土壤為清潔狀態(tài)。

2.4 地積累指數(shù)法

采用地積累指數(shù)法，能夠?qū)ν寥喇斨械闹亟饘俪煞诌M行污染等級的直接評估，因此是當今社會對于沉積物以及土壤當中的重金屬富集程度進行測量的重要方法。

2.5 土壤重金屬生態(tài)風險評價

本試驗當中對于土壤的重金屬生態(tài)風險進行評價，采用的是Hakanson的形式，從而對土壤的研究區(qū)存在的重金屬成分系統(tǒng)性的評估。

所采用的潛在生態(tài)風險評價的方式所用的參比值，需要依據(jù)當?shù)赝寥浪尸F(xiàn)的重金屬背景值。

3 結(jié)果以及分析

3.1 土壤重金屬含量

在經(jīng)過對37個不同的采集土壤樣品進行試驗和測量之后，可以得到八種重金屬的具體含量，其中除了Cd、Hg、As、Pb以外，剩下的四種重金屬都在國家的制定的標準之內(nèi)，為此符合一級標準值，不屬于污染的范疇。并且全部八種重金屬的變異系數(shù)都在0.4～2.4之間，同時在測量中發(fā)現(xiàn)，Cd以及Hg存在著較大的變異系數(shù)，這就說明在該地區(qū)的土壤當中Cd和Hg含量存在著較大的變異性，因此會受到外界的污染。

3.2 土壤重金屬超標情況

本試驗當中，采用了單項污染指數(shù)法，以及內(nèi)梅洛綜合污染方法，來進行如土壤中重金屬的評價。

通過單項污染物指數(shù)方法進行評估后，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)的土壤樣品都有著不同程度的重金屬超標。其中土壤中的Cd含量超標嚴重，超標含量已經(jīng)高達68.5%。通過詳細的數(shù)據(jù)分析，并依據(jù)相關標準進行污染等級的評級，土壤中的Cd成分已經(jīng)達到了重度污染的程度，但是剩余的重金屬成分都還在輕微污染的情況中。其中Pb和As有著一定的超標出現(xiàn)，為此可以得出土壤中的Cd、Pb以及As成分有著不同程度的污染，同時Cd成分已經(jīng)有著一定程度的累積出現(xiàn)。

而通過內(nèi)梅洛綜合污染指數(shù)法的分析之后，對于土壤的37個不同的采集點的土壤樣品的采集，其中除了樣品中的31號樣品之外，其測量的Pn值都在1之下，為此絕大部分的土壤都在污染當中，其中有大量的樣品的Pn值大于3.1每次，表明土壤以及受到重金屬的嚴重污染。但是這種測量評估的方法會在一定程度上夸大污染程度，為此需要在評估的過程中進行實際清理的考量，社會上很多研究人員認為采用這種方法不嚴謹。

3.3 土壤潛在生態(tài)風險評價

經(jīng)過研究人員嚴謹?shù)脑囼灪头治?，從八種不同的重金屬的測量含量來看，最具風險的重金屬物質(zhì)為Cd，其中最不具備風險的元素為Cr。通過對每一個單一的重金屬元在土壤中存在的生態(tài)風險進行分析，發(fā)現(xiàn)其中絕大部分都還在輕微的生態(tài)風險當中，但是其中一部分的土壤當中的Hg含量，潛在生態(tài)風險指數(shù)較高。分析結(jié)果同樣表明，有著接近90%的土壤樣品存在輕微的生態(tài)風險，相關部門需要提高對土壤重金屬含量的重視，對其進行有針對性的治理和檢測，保障在整個集中式飲用水源地區(qū)的水質(zhì)健康[2]。

4 總結(jié)

綜上所述，基于對集中式飲用水源地保護區(qū)土壤重金屬監(jiān)測研究，本文采用了兩種不同的方法進行土壤重金屬含量的檢測，并對相應的污染等級標準進行了相應的表述，這樣的方式可以系統(tǒng)地體現(xiàn)該地區(qū)的土壤重金屬含量，幫助當?shù)亟Y(jié)構(gòu)把控集中式飲用水源地的土壤環(huán)境。

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