桂林市青狮潭水库周边土壤和辣椒汞含量及污染评价

摘要：对桂林青狮潭水库周边区域的土壤和常见蔬菜辣椒进行了汞污染调查。采集的样品包括58个土壤样和14个辣椒样。土壤样品包括29个岸土，7个公平镇垃圾土，22个菜地土壤。结果表明，由北向南，水库周边土壤总汞含量呈现出岸边自然土、垃圾土、菜地土依次增高的趋势。其中菜地土总汞含量均值为0.134 6 μg/g，31号样点土壤总汞含量为0.445 3 μg/g，超过了我国《土壤环境质量标准（GB 15618-2008）》第二级标准的最低限值（Hg≤0.2 μg/g），表明水库南侧土壤已有一定程度的污染。辣椒果实平均总汞含量为0.008 2 μg/g，没有超出国家相关标准限定值。

关键词：青狮潭水库；土壤；辣椒；总汞含量；污染评价

中图分类号：X82；X83 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）23-5718-04

汞是一种具有严重生理毒性的化学物质，环境中各种形式的汞均可在一定条件下转化为剧毒的甲基汞。甲基汞进入人体后主要侵害神经系统，尤其是中枢神经系统[1，2]。汞在自然界分布极广，汞及其化合物是分布广泛的环境污染物，在土壤、植物、大气等环境介质中普遍存在。汞还是一种具有持久性、易迁移性和高度生物蓄积性的化学品，已成为严重危害环境和人体健康的全球性污染物，受到了各国的高度重视[3]。

环境中的汞主要通过大气传播，根据释放出来汞的形态及周围环境的气象条件，汞可以通过湿沉降或干沉降作用沉积在汞源附近甚至更远的地方，所以汞污染是地方性的，也是区域性的乃至全球性的。土壤中汞的来源是多方面的。首先是土壤母质本身含汞，不同母质形成的土壤，其含汞量存在很大差异；另一方面，由于人类工农业生产活动，使汞进入环境，污染大气、水体和土壤，如有机汞农药的施用曾一度是造成大面积农田土壤含汞量普遍增加的一个重要原因。虽然近几十年来限制含汞农药的生产与使用，由含汞农药带来的土壤汞污染已大大减轻，但由污水灌溉污泥施肥等引起的局部地区的土壤汞污染却在逐渐增加[4]。研究表明，被淹没土壤和植被是水库鱼体甲基汞增高的重要原因[5]：一方面，被淹没的土壤和植被在腐解过程中主动或被动地将甲基汞释放到水库生态系统中[6]；另一方面，被淹没的土壤和植被再腐解使水库底部形成厌氧环境[7]，有利于无机汞从被淹没土壤和植被中溶解出来，从而为汞的甲基化反应提供充裕的无机汞[8]。

青狮潭水库位于桂林市西北32 km，1960年建成，总库容6亿m3，是一座以灌溉为主，兼顾漓江旅游补水、发电、养殖等综合利用的大型水库[9]。由于漓江及支流都是典型的雨源型河流，水量季节性变化十分悬殊。随着城市化进程及市区社会经济不断发展，取水量不断增长，2010年日供水量达到121.97万m3，需要供水流量超过10 m3/s，按现有水厂的取水能力，漓江满足不了桂林市的供水要求[10]。实施青狮潭水库向桂林市供水，改变了桂林市从漓江取水的单一供水方式，缓解了漓江枯水期水量短缺问题，但水库水质好坏也会因此影响漓江水质状况。

对青狮潭水库周边环境土壤-植物系统的汞污染调查，其目的一方面是了解水库环境汞污染的现状，另一方面是了解汞在土壤-植物系统中的迁移转化规律。

1 材料与方法

1.1 材料

试验土壤和植物样品采自青狮潭水库周围居民区、农田区。

1.2 采集与处理

由图1可见，此次在青狮潭水库周边区域共采得土壤样品58个，其中9～15号样点为公平镇内的垃圾土，16～37号样点为菜地土，其余样点为岸土。同时对水库周边区域常见优势作物辣椒进行了采样，共14个样品（图2）。

土壤样品采集深度0～20 cm，去除表层垃圾、残叶等杂物后，均匀混合后用四分法从中选取1 kg土壤，代表该点的混合样品。

辣椒样品采集时将植物样整株连根拔起，每个样点通常采集植物3～4株合并成混合样，装袋并编号。

2 结果与分析

2.1 土壤总汞含量分布

采集青狮潭水库周边土壤进行分析，各采样点总汞含量分布见图3。

58个采样点中3种不同类型土壤总汞含量有所差异。其中岸土总汞含量范围为0.040 2～0.180 4 μg/g，平均值为0.057 6 μg/g，标准差为0.032 6 μg/g，变异系数为56.6%；公平镇内垃圾土总汞含量范围为0.071 1～0.251 8 μg/g，平均值为0.130 3 μg/g，标准差为0.062 6 μg/g，变异系数为48.0%；菜地土总汞含量范围为0.041 1～0.445 3 μg/g，平均值为0.134 6 μg/g，标准差为0.104 7 μg/g，变异系数为77.7%。不同类型土壤平均总汞含量表现为岸土

2.2 植物总汞含量分布

采集青狮潭水库周边区域农作物辣椒样品（整株）分析表明，辣椒（整株）总汞含量范围为0.021 9～0.050 6 μg/g，平均值为0.038 0 μg/g，标准差为0.008 0 μg/g，变异系数为22.1%（图4、表3、表4）。

3 污染评价

3.1 青狮潭水库周边区域土壤总汞污染评价

青狮潭水库北侧所采土壤样品主要为岸边自然土，中部西侧为公平镇内垃圾土，南侧主要为菜地土。由北向南，总汞含量呈现出岸边自然土、垃圾土、菜地土依次增高的趋势。水库东湖岸边由于没有什么人为活动，基本为山坡自然土壤，总汞含量与西湖北边东侧山坡自然土壤总汞含量相近。31号点菜地土中总汞含量0.445 3 μg/g，超过了我国《土壤环境质量标准（GB 15618-2008）》第二级标准的最低限值（总汞≤0.2 μg/g）[11]。

在系统分析了土壤总汞含量水平的基础上采用地累积指数法对水库周边区域土壤总汞含量进行了评价。

地累积指数是德国学者Muller于1969年提出的一种广泛应用于土壤、沉积物中重金属污染评价的方法，其不仅反映自然地质过程造成的背景值的影响，而且还注重人类活动对重金属污染的影响。由于土壤样品采集区域的地质背景结构及土壤类型一致，遂将3个山坡自然土壤（0.041 0、0.040 3、0.042 2 μg/g）的平均总汞含量作为研究的土壤总汞背景值：B=0.041 2 μg/g。

地累积指数计算公式为：Igeo=log2[C0/（K×B）]

式中，C0为样品中总汞的实测浓度；B为土壤中总汞的背景值；K为修正指数，一般取值为1.5。依据地累积指数将总汞污染程度分为7个等级如表5。

根据青狮潭水库地势情况，对水库周边区域3种不同类型土壤共58个样品进行地累积指数及总汞污染程度分析，结果见表6。

分析结果表明，岸边自然土总汞超标率较低，为17.2%，大部分为轻度污染；垃圾土和菜地土总汞超标率较高，分别为100%和68.2%，主要为轻度污染，垃圾土有1个点为中度污染，而菜地土则有2个点为中度污染。

总体而言，部分岸边自然土总汞含量已稍微受到影响，但大部分仍与山坡自然土壤总汞含量相近；公平镇内垃圾土壤总汞含量全部超标，是因为镇内生活垃圾污染所致；水库周边的菜地土壤总汞含量均值最高，受污染程度最大，很可能是由于农药、化肥常年累积造成重金属汞含量增加。

3.2 青狮潭水库周边区域辣椒总汞污染评价

水库周边区域辣椒（整株）总汞平均含量为0.038 0 μg/g，但辣椒果实总汞平均含量为0.008 2 μg/g，没有超出国家标准《粮食卫生标准（GB 2715-2005）》[12]和《食品中污染物限量（GB 2762-2005）》规定的限量值（总汞≤0.02 μg/g）[13]。

4 结论

1）不同类型土壤平均总汞含量表现为岸土

2）根据地累积指数法，岸边自然土总汞超标率为17.2%，总汞含量均值最低，污染程度最低；公平镇内垃圾土壤总汞含量全部超标，为镇内生活垃圾污染所致；水库周边的菜地土总汞超标率68.2%，总汞含量均值最高，污染程度最大，为农药、化肥常年累积造成的。

3）水库周边区域辣椒样品（整株）总汞含量范围为0.021 9～0.050 6 μg/g，变异系数为22.1%。虽然辣椒（整株）总汞含量较高，但辣椒果实总汞含量范围为0.004 4～0.017 8 μg/g，没有超过国家相关标准的限值，说明在沿岸菜地土总汞含量超标严重的情况下，尚未对辣椒食用部分造成影响。

参考文献：

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[11] GB15618-2008，土壤环境质量标准[S].

[12] GB 2715-2005，粮食卫生标准[S].

[13] GB 2762-2005，食品中污染物限量[S].