广州城市土壤汞的分布特征及污染评价_尹伟

第40卷第5期2009年10月土壤通报

ChineseJournalofSoilScience

Vol.40,No.5Oct.,2009

广州城市土壤汞的分布特征及污染评价

尹伟，卢瑛*，李军辉，陈春霞，张朝，董飞

（华南农业大学资源环境学院，广东广州510642）

摘要：采集425个广州城市表层土壤（0～10cm）样品，研究土壤汞的含量及分布特征，采用单因子污染指数评价土

-1

平均值为0.614mgkg-1。各行政区土壤中壤汞的污状况。结果表明广州城市土壤汞的含量变幅为0.013～12.231mgkg，

汞的平均含量和中值均以越秀区和荔湾区最高；各功能区土壤中汞的平均含量以城市公园最高。根据污染指数判断，有75%土壤样品受到不同程度的汞污染，各行政区中越秀区和荔湾区土壤汞污染最严重，各功能区中城市公园土壤汞污染最严重。人类活动与城市土壤汞污染密切相关，应密切关注城市公园土壤汞污染对人类健康和城市环境质量的影响。

关键词：城市土壤；汞；分布特征；污染评价；广州中图分类号：X131.3

文献标识码：A

文章编号：0564-3945（2009）05-1185-04

由于汞在环境中表现出持久性、生物富集性和剧毒性，许多国际机构已经将其列为最具有毒性的污染石油的提炼、化石燃料的物质之一[1,2]。金属矿的采炼、燃烧、工业产品的生产、废物的焚烧、农业肥料和杀菌剂的使用等人类活动导致汞向环境中释放；人们日常生活中使用的一些医疗器械、日常用品，如血压计、体温计、日光灯、电闸开关、压力传感器等也是环境汞污染的来源[2~4]。土壤是环境中汞汇聚地，土壤的汞污染对生态环境和人类健康会产生严重的威胁。随着城市化进程的加快，城市人口的数量和密度不断增加，城市土壤汞是城市密集人群汞暴露的主要途径之一，影响城市居民的健康，因此有必要了解城市土壤中汞的状况。近年来，国内外有关城市土壤汞的研究报道不断增多[4~12]，但我国华南地区城市土壤汞的研究鲜见报道。本研究旨在通过详细的调查分析，弄清广州城市土壤汞的含量、分布规律及污染现状，为广州城市环境保护和治理、城市生态规划和保障城市居民健康提供基础资料和依据。

位，其分布见图1。

土壤汞采用H2SO4-HNO3-KMnO4法消解，用冷原子吸收测汞仪（F732-V，上海华光）测定；土壤有机质采用重铬酸钾容量法测定；土壤pH值采用2.5∶1水土比，电位法测定[13]。1.2

土壤污染评价方法

用单因子评价模式[14]对各样点土壤汞污染程度进

1

1.1

材料与方法

样品的采集与分析

以广州市中心城市区域为研究对象，采集不同行

政区域（包括白云、天河、越秀、荔湾和海珠区）分别代表不同功能区（包括城市公园、行政事业单位区、住宅区、交通区和工业区）的表层土壤（0～10cm）样品425个，每个土壤样品均由2m2范围内5～6个点土壤混合而成。土样自然风干后研磨，分别制备过2mm和0.15mm尼龙筛的样品备用。各采样点用GPS精确定

行分析，污染指数计算公式为：

Pi=Ci/Si

式中：Pi为元素i的污染指数；Ci为元素i的实测值；Si为元素i的评价标准值。

以广州市土壤环境背景值(0.157mgkg-1)[15]作为评价标准值，当Pi＜1时，为未污染；当1≤Pi＜2时，

为轻

2008-02-12；修订日期：2008-06-12收稿日期：

基金项目：广东省科技计划项目(2004B33301012,2007A020100002-7)资助

尹伟（1981－），男，湖南邵阳人，在读硕士研究生，主要从事土壤质量与环境研究。E-mail:yinwei1981@http://wendang.chazidian.com作者简介：

*

E-mail:luying@http://wendang.chazidian.com通讯作者：

1186

土壤通报第40卷

度污染；当2≤Pi＜3时，为中度污染；当Pi≥3时，为重度污染。

表1部分其它城市土壤汞的含量（mgkg-1）

Table1

Mercuryconcentrationsinurbansoilsforothercities(mgkg-1)城市City北京重庆太原长春徐州巴勒莫(意大利)格拉斯哥(英国)阿维罗(葡萄牙)乌普萨拉(瑞典)

范围Range0.010~0.9660.060~3.8810.040~0.2970.030~0.2720.02~1.30.04~6.960.31~5.20.013~0.590.015~1.2

平均值(中值)Mean(Median)0.278(0.185)0.3190.105(0.110)0.0970.29(0.18)(0.680)1.6(1.2)(0.080)(0.091)0.35(0.25)

参考文献ReferenceZhang等[5]王定勇[6]郭翠花等[7]李志博[8]Wang等[9]Manta等[10]Rodrigues等[4]

Kot等[11]Rodrigues等[12]Rodrigues等[4]

2

2.1

结果与分析

土壤汞含量与分布特征

广州城市土壤汞的含量变幅很大，最小值为0.013mgkg-1，最大值达到12.231mgkg-1，平均值为0.614mgkg-1，中值为0.344mgkg-1。与广州市土壤环境背景值(0.157mgkg-1)比较，425个样点中有75%的样点土壤汞含量超过土壤背景值，最高的超出近78倍，这表明区域内土壤已经受到了外源汞的影响，具有明显的汞富集特征，绝大部分样点土壤已经受到了不同程度汞的污染。

与其它部分城市土壤相比（表1），广州城市土壤

重庆、太原、长春、徐州等城市土壤汞汞含量比北京、

含量明显偏高；低于巴勒莫和格拉斯哥，而高于哈巴罗夫斯克、阿维罗和乌普萨拉。因此广州城市土壤汞

含量处于较高水平，这表明人为活动已导致土壤汞的富集。

表2

Table2

哈巴罗夫斯克(俄罗斯)0.011~0.950

为了更好地了解广州城市土壤汞的分布特征，对不同行政区和功能区的土壤汞含量进行了统计分析。由表2可以看出，天河区和越秀区土壤汞含量的变异系数比较大，说明这两个区的部分土壤受到了明显的点源污染影响。土壤汞含量中值和平均值以越秀区最高，海珠区最低，各行政区土壤汞的平均含量为越秀

广州城市土壤汞含量（mgkg-1）

MercuryconcentrationsofurbansoilsinGuangzhou(mgkg-1)

样品数SampleNo

天河区

行政区

越秀区荔湾区白云区海珠区城市公园

功能区

单位区住宅区交通区工业区全区

154152443936128821375127425

变幅Range0.021~4.8210.013~12.2310.034~2.1670.029~2.3150.029~0.9950.029~12.2310.030~4.8210.013~4.6080.029~4.2400.043~2.3150.013~12.231

中值Median0.2470.4550.4680.2760.2060.4780.2620.2920.3030.2920.344

平均值±标准差Mean±SD0.440±0.685b0.929±1.430a0.639±0.517ab0.327±0.399b0.311±0.273b0.928±1.442a0.516±0.849b0.461±0.627b0.481±0.724b0.457±0.514b0.614±1.004

变异系数(%)C.V.(%)155.7153.980.9122.087.8155.4164.5136.0150.5112.5163.5

注：表中字母表示不同行政区或功能区之间的差异显著性比较，采用DMRT多重比较法，具有相同字母表示差异不显著，不同字母表示差异显著

（P<0.05）。

区>荔湾区>天河区>白云区>海珠区。方差分析、

多重比较结果表明，越秀区土壤汞含量显著高于天河白云区和海珠区土壤，而与荔湾区土壤没有显著区、

差异。

不同功能区土壤汞含量统计分析结果表明（表2），城市公园土壤中汞含量中值和平均值最高，不同功能区土壤汞平均含量为城市公园>单位区>交通区>住宅区>工业区。多重比较结果表明，城市公园土壤汞

含量显著高于其它4个区域，而其它4个功能区土壤

之间没有显著性差异。

相关性分析结果表明，土壤汞含量与土壤有机质之间具有极显著的相关性（P<0.01），这表明土壤有机肥料如城市有机废弃物、城市污泥等可能是城市土壤中汞的来源；另外土壤有机质对汞元素具有很强的束缚能力，使进入土壤的汞在土壤中积累，这与很多研究结果一致[4,11,12]。土壤汞含量和土壤pH值之间没有显

5期

尹伟等：广州城市土壤汞的分布特征及污染评价

1187

3结论

（1）广州城市土壤汞含量的变幅为0.013～12.231

mgkg-1，平均值为0.614mgkg-1。与广州土壤中汞的背景值比较，有75%的样点土壤受到不同程度的汞污染。

（2）不同行政区土壤汞平均含量为越秀区>荔湾区>天河区>白云区>海珠区；不同功能区土壤汞平均含量为城市公园>单位区>交通区>住宅区>工业区。各行政区中，越秀区和荔湾区土壤汞污染最严重，污染指数≥3的土壤所占比例最高，达到50%以上。各功能区中，城市公园土壤污染指数≥3的土壤所占比例最高，土壤污染最严重。

（3）人类活动与城市土壤汞污染密切相关。应密切关注城市公园土壤汞污染对人类健康和城市环境质量的影响。参考文献：

[1]SHIJB,IPCCM,TANGCWY,etal.Spatialandtemporalvaria-tionsofmercuryinsedimentsfromVictoriaHarbour,HongKong[J].MarinePollutionBulletin,2007,(54):480-485.

[2]ZHANGL,WONGMH.EnvironmentalmercurycontaminationinChina:

sourcesandimpacts[J].EnvironmentInternational,2007,(33):108-121.[3]FANGFM,WANGQC,LIJF.Urbanenvironmentalmercuryin

Changchun,ametropolitancityinNorth-easternChina:source,cycleandfate[J].ScienceoftheTotalEnvironment,2004,(330):159-170.[4]RODRIGUESS,PEREIRAME,DUARTEAC,etal.Mercuryinurban

soils:AcomparisonoflocalspatialvariabilityinsixEuropeancities[J].ScienceoftheTotalEnvironment,2006,(368):926-936.[5]ZHANGXM,LUOKL,SUNXZ.Mercuryinthetopsoilanddust

ofBeijingCity[J].ScienceoftheTotalEnvironment,2006,368:713-722.

[6]王定勇.汞在酸沉降地区陆地生态系统中的分布与行为[D].重

庆：西南农业大学，2001.

[7]郭翠花，王应刚，任艳萍.太原市地表土汞含量的分布特征[J].山

西大学学报(自然科学版)，1996，19(3)：339-344.

[8]李志博.长春市汞的污染特征及其生态风险评价[D].北京：中国

科学院，2003.

[9]WANGXS,QINY,SANGSX.Accumulationandsourcesofheavy

metalsinurbantopsoils:acasestudyfromthecityofXuzhou,China[J].EnvironmentalGeology,2005,(48):101-107.

[10]MANTADS,ANGELONEM,BELLANCAA,etal.Heavymetalsin

urbansoils:acasestudyfromthecityofPalermo(Sicily),Italy[J].ScienceoftheTotalEnvironment,2002,300(1-3):229-243.[11]KOTFS,MATYUSHKINALA.Distributionofmercuryinchemical

fractionsofcontaminatedurbansoilsofMiddleAmur,Russia[J].JournalofEnvironmentalMonitoring,2002,4(5):803-808.[12]RODRIGUESS,PEREIRAME,SARABANDOL,etal.Spatialdis-tributionoftotalHginurbansoilsfromanAtlanticcoastalcity(Aveiro,Portugal)[J].ScienceoftheTotalEnvironment,2006,(368):40-

46.

著的相关性，说明研究区域土壤汞含量受酸碱度影响

不大。

2.2广州城市土壤汞的污染评价

研究区域内土壤汞污染指数变幅为0.1～77.9，平均为3.9。其中有107个样点未受到污染(Pi＜1)，所占比例为25%；90个样点属于轻度污染(1≤Pi＜2)，所占比例为21%；77个样点已受到中度污染(2≤Pi＜3)，所占比例为18%；151个样点已受到严重污染(Pi≥3)，所占比例为36%。最为严重的几个污染点分布在越秀区的公园，土壤汞污染指数大于30。

由图2可以看出，越秀区和荔湾区土壤汞污染最严重，污染指数≥3的土壤所占比例最高，达到50%以上。越秀区是广州市的老城区，建成历史最悠久，荔湾区是广州市老工业区主要分布的区域，长期的人类活动、工业生产造成了土壤汞的富集。天河区、白云区和海珠区为广州市的新城区，土壤也受到了不同程度的汞污染，但污染程度不及越秀区和荔湾区。

各功能区中（图3），城市公园土壤污染指数≥3的土壤所占比例最高，土壤污染最严重。研究结果显示，在越秀区、荔湾区的部分公园，如越秀公园、荔湾湖公园、青年公园和流花湖公园等土壤汞含量都超过背景值好几倍。这可能与城市垃圾填埋、城市污泥作为有机肥施用有关；也可能受到城市公园绿地长期使用含有汞的肥料和农药的影响。

1188土壤通报第40卷

[13]鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京：中国农业出版社，2000.

[14]郦桂芬.环境质量评价[M].北京：中国环境科学出版社，1994：143

-150.编辑部.环境中若干元素的自然背景值及其研究方法[15]《环境科学》[M].北京:科学出版社，1982：27-34.DistributionCharacteristicsandPollutionAssessmentofMercuryin

UrbanSoilsofGuangzhou

YINWei,LUYing*,LIJun-hui,CHENChun-xia,ZHANGChao,DONGFei

(CollegeofNaturalResourcesandEnvironment,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou510642,China)

Abstract:Total425soilsamplesat0-10cmdepthwerecollectedfromdifferentadministrativedistrictsinGuangzhou,whichrespresentingdifferentlandusecategoriesincludingurbanpark,residentialarea,rodeside,publicbuildingzoneandindustrialarea.SoilHgconcentrationanddistributionwerestudied,anditspollutionstatuswasassessedaccordingtosinglepollutionindex.TheresultsindicatedthattheconcentrationsofHginGuangzhouurbansoilsrangedfrom0.013to12.231mgkg-1withanaverageof0.614mgkg-1.ThemeanandmedianvaluesofHgwerethehighestinsoilsofYuexiuandLiwandistrictswithinstudiedadministrativedistricts,andofurbanparkswithinstudiedlandusecategories.Accordingtosinglepollutionindex,about75%ofstudiedsoilswerepollutedbyHgtocertainextent.ThemostseriouspollutionbyHgwereinsoilsofYuexiuandLiwandistrictswithinstudiedadministrativedistricts,andofurbanparkswithinstudiedlandusecategories.UrbanhistoryandindustrialactivitieshavecloserelationwithHgpollutioninGuangzhouurbansoil.MoreattentionsshouldbepaidtotheinfluenceofsoilHgpollutioninurbanparksonhumanhealthandenvironmentalqualitysuchasitsbioaccessibilitytohumanandleachingrisktowater.

Keywords:Urbansoil;Mercury;Distributioncharacteristics;Pollutionassessment;Guangzhou