芜湖市饮用水源地土壤调查——土壤污染风险及来源浅析-中国期刊网

芜湖市饮用水源地土壤调查 ——土壤污染风险及来源浅析

张滢 1 ，冯俊华 1 ，张梨梨 2

安徽省芜湖生态环境监测中心，芜湖 241001, ； 2. 安徽康达检测技术有限公司，芜湖 241001

摘要：通过对芜湖市7个县级行政区内40个集中式饮用水水源地，共120个采样点位周边土壤开展PH和镉、汞、砷、铅、铬、铜、锌、镍八种重金属指标进行监测分析，依据分析结果对该些地区土壤污染物开展风险评估与评价，超过风险筛选值的镉确认为关注污染物，使用土壤中单一污染物的危害商计算其危害商最大值仅为0.07，远低于1，为可接受风险水平。污染物解析方面通过危害商分析来综合评价调查点位间污染状况的相似性及远近关系，以此来反映土壤中污染物特别是重金属的空间分布特点。得出水源地周边土壤污染程度主要与人为活动的频繁程度有关的相关结论。

关键词：土壤重金属污染；风险筛选值；危害商；关注污染物；可接受风险水平；人为活动

引言

集中式水源地周边的土壤环境质量状况不仅反映其生态状况，直接关系到农产品的安全，也直接影响着饮用水的安全和人体健康。随着我国工业化和城市化水平不断提高，随之而来的工矿业、农业等人类活动的强度也会增加，环境污染问题如金属，有机氯农药等持久性污染物以干、湿沉降形式聚集于土壤中，并在一定条件下通过淋溶、地表径流等多种方式进入到水体或富集到生物体内。污染物将通过饮用水和食物链影响人类健康，最终危及人居环境安全。2019年4月-12月对芜湖市行政区划内集中式饮用水水源地周边土壤环境质量开展监测和评价。完成辖内7个县级行政区40个饮用水源地,120个采样点位周边土壤PH和镉、汞、砷、铅、铬、铜、锌、镍9个监测因子的监测分析并开展现状评价和风险评估筛查，并对污染源进行浅析，以期对土壤污染防治起到积极的作用。

1点位信息

序号	点位名称
1	二水厂
2	四水厂
3	富民自来水厂
4	清弋自来水厂
5	烟墩自来水厂
6	益民自来水厂
7	家发镇自来水厂
8	工山自来水厂（杨村湖水库，备用）
9	何湾自来水厂
10	南陵县麒麟自来水厂青弋江取水口
11	繁昌县长江新港取水点
12	孙村自来水厂
13	荻港钢宇自来水厂
14	无为县自来水厂长江取水口
15	陡沟中心水厂取水口
16	通江自来水有限公司取水口
17	无为市高沟新时代自来水公司取水口
18	无为市花溪自来水厂取水口
19	鹤毛兴源自来水有限公司取水口
20	无为市红庙自来水厂取水口
21	无为市洪巷镇自来水厂取水口
22	无为市民生水厂取水口
23	无为市昆山镇自来水厂取水口
24	鸠江区五显自来水厂
25	芜湖市大江供水有限公司
26	芜湖市三汊河自来水厂
27	芜湖市六洲自来水有限公司
28	芜湖市祥友自来水厂
29	无为市刘渡自来水厂取水口
30	泥汊镇中心水厂长江取水口
31	无为市牛埠镇长江供水公司取水口
32	泉塘镇自来水厂取水口
33	无为市十里自来水有限责任公司取水口
34	石涧镇自来水厂取水口
35	百胜自来水厂取水口
36	无为市无城镇仓头水厂取水口
37	无为市三森自来水有限公司取水口
38	无为市明堂自来水厂取水口
39	无为市姚沟自来水厂取水口
40	芜湖县青弋江湾沚段

2调查区域土壤 pH 值

本次调查区域内土壤的pH值为5.87-8.44，平均值为7.54。依据《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618-2018)中pH的分级标准将各点位的pH进行分类，具体结果见表2-1。调查区域内土壤的pH值整体中性偏碱,只有21、23号无为市洪巷镇和昆山镇以及40号湾沚区青弋江湾沚段点位呈弱酸性。

表2-1调查区域pH值分布

5.5 的点位	pH	6.5	pH	pH>7.5的点位	pH
21	6.10	4	7.13	1	7.99
23	6.37	6	6.66	2	8.15
40	5.87	7	6.87	3	7.57
		9	7.44	5	7.69
		10	6.99	8	7.57
		16	7.47	11	8.04
		18	7.00	12	7.86
		19	6.91	13	7.95
		20	6.88	14	8.44
		32	7.32	15	8.12
		34	7.47	17	8.05
		37	7.39	22	7.81
		38	7.19	24	7.58
				25	7.95
				26	8.11
				27	8.22
				28	7.97
				29	8.04
				30	8.22
				31	7.86
				33	8.02
				35	7.55
				36	8.03
				39	7.84

3调查区域土壤重金属检出情况分析

对所有土壤样品中的铜、锌、铅、镉、镍、铬、砷、汞进行检测，污染物均有检出，其中铜和铬的最大值均在12号样点取得，锌、铅、镉、镍、砷和汞的最大值分别在31号、7号、28号、16号、11号、和2号样点取得。各检测项目检出浓度情况见表3-1所示。

表 3-1 调查区域土壤重金属总量检出情况（mg/kg）

无机物	最小值	最大值	平均值	最大值编号
铜	3.6	41.1	20.9	12#
锌	20.0	108.3	69.8	31#
铅	11.1	47.0	17.9	7#
镉	0.2	1.6	0.9	28#
镍	4.7	34.4	22.7	16#
铬	8.5	67.5	47.2	12#
砷	4.2	17.9	8.8	11#
汞	0.002（L）	0.7	0.1	2#

考虑土壤pH值，与《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）中的风险筛选值（详见表3-2—3-4）比较，铜、锌、铅、镍、铬、砷和汞的含量均低于风险筛选值，表明这7种重金属元素风险低；除5号、8号和26号点外，其余37个点镉元素值均超过风险筛选值，其中28号点位镉元素含量高达1.6 mg/kg是筛选值的2.7倍，表明调查区受重金属镉的土壤污染风险较大，应加强土壤环境中镉的监测。

表3-2 调查区域土壤pH范围（5.5

点位	Cu	Zn	Pb	Cd	Ni	Cr	As	Hg
风险筛选值	50	200	90	0.3	70	150	40	1.8
21#	28.0	70.7	22.1	1.1	21.7	57.1	11.1	0.1
23#	16.1	40.9	13.6	0.7	17.2	38.4	6.7	0.1
40#	14.8	73.4	21.5	1.0	14.9	31.8	6.2	0.0

表3-3 调查区域土壤pH范围（6.5

点位	Cu	Zn	Pb	Cd	Ni	Cr	As	Hg
风险筛选值	100	250	120	0.3	100	200	30	2.4
4#	15.0	74.7	20.5	0.6	19.4	28.2	7.7	0.1
6#	18.3	77.9	18.9	0.6	21.8	33.2	7.6	0.1
7#	18.1	103.4	47.0	0.8	14.2	34.9	11.3	0.1
9#	13.6	47.5	11.1	0.8	21.1	45.8	11.5	0.1
10#	14.0	81.1	21.3	0.7	12.4	28.0	10.2	0.1
16#	27.1	85.3	21.0	0.9	34.4	57.0	8.7	0.1
18#	14.1	45.1	11.4	0.8	21.7	45.1	10.3	0.0
19#	29.9	63.4	14.9	0.8	19.9	47.5	10.0	0.1
20#	29.7	56.5	13.0	0.8	16.2	51.7	6.5	0.0
32#	23.3	70.1	18.4	0.8	25.7	44.1	16.3	0.1
34#	17.6	52.7	18.2	0.8	27.7	45.0	9.6	0.0
37#	25.2	80.0	22.9	0.7	30.4	53.5	9.1	0.1
38#	17.7	62.2	18.0	0.6	25.8	45.3	7.7	0.1

点位	Cu	Zn	Pb	Cd	Ni	Cr	As	Hg
风险筛选值	50	200	90	0.3	70	150	40	1.8
21#	28.0	70.7	22.1	1.1	21.7	57.1	11.1	0.1
23#	16.1	40.9	13.6	0.7	17.2	38.4	6.7	0.1
40#	14.8	73.4	21.5	1.0	14.9	31.8	6.2	0.0

表3-4 调查区域土壤pH范围（pH>7.5）重金属总量（mg/kg）

点位	Cu	Zn	Pb	Cd	Ni	Cr	As	Hg
风险筛选值	100	300	170	0.6	190	250	25	3.4
1#	27.0	98.1	22.8	1.1	28.3	57.1	8.6	0.1
2#	24.7	80.3	19.2	0.8	28.3	59.8	7.1	0.7
3#	19.1	59.2	18.1	0.7	15.0	35.6	13.4	0.1
5#	14.7	61.0	19.1	0.6	18.1	48.3	12.8	0.2
8#	3.6	20.0	17.9	0.2	4.7	8.5	4.9	0.1
11#	22.1	85.3	17.2	1.0	18.2	47.9	17.9	0.002(L)
12#	41.1	103.9	25.2	1.3	32.6	67.5	9.7	0.0
13#	16.0	70.2	15.2	1.3	21.6	50.8	5.8	0.0
14#	15.9	55.7	12.1	0.9	22.6	49.6	4.5	0.0
15#	17.1	63.0	12.3	1.1	26.3	55.2	4.2	0.1
17#	15.9	56.2	13.4	1.1	18.1	43.9	7.8	0.1
22#	11.7	38.1	11.8	0.7	17.8	36.0	7.3	0.1
24#	15.0	48.5	11.6	0.7	21.4	45.8	5.3	0.1
25#	14.3	57.0	12.8	0.9	17.0	42.6	6.1	0.1
26#	21.3	69.4	12.4	0.6	28.6	54.0	6.0	0.0
27#	15.5	51.5	12.0	0.9	19.4	44.8	6.8	0.0
28#	32.4	91.3	25.0	1.6	25.8	57.8	12.0	0.1
29#	30.6	91.8	20.1	1.0	29.2	58.1	9.2	0.1
30#	27.4	80.3	16.0	0.8	27.4	47.6	12.0	0.2
31#	26.9	108.3	17.7	1.0	23.4	49.5	7.3	0.1
33#	26.0	77.9	15.4	0.9	31.5	63.9	7.5	0.1
35#	24.2	69.1	15.8	0.7	30.9	65.8	7.4	0.0
36#	21.6	72.4	17.3	0.7	27.6	53.3	9.0	0.4
39#	30.8	99.8	23.1	1.3	28.4	59.2	10.3	0.1

4土壤污染物风险评估与评价

4.1 筛选关注污染物

根据本项目调查结果、将对人群等敏感受体具有潜在风险、超过筛选评价标准，需要进行风险评估的污染物，确定为关注污染物。本项目饮用水源地周边土壤中的重金属镉部分点位超出筛选值，低于管制值。因此，主要关注土壤中的镉。

4.2 计算土壤污染风险

针对超出筛选值的关注污染物镉，采取逐点、逐层计算的方式计算每个点位的样品对人体健康所产生的风险和危害。使用相关公式进行计算，未发现单一污染物的致癌风险超过危害商超过1的采样点位。根据 HJ25.3-2019 导则中建议的对于非致癌危害指数，单一污染物总非致癌危害指数均以1为可接受风险水平。根据上述单一污染物的可接受风险水平，筛选饮用水源地周边不存在高风险污染物的点位。

土壤中单一污染物的危害商计算：

1）经口摄入土壤途径的危害商计算公式如下：

2）吸入土壤颗粒物途径的危害商计算公式如下：

3）皮肤接触土壤途径的危害商计算公式如下：

4）土壤中单一污染物经所有暴露途径的危害指数HI_n，计算公式如下：

4-1 40个点位镉的危害商值表

点位编号	C_sur	HQ_ois	HQ_dcs	HQ_pis	HI_n
5.5	Cd（mg/kg）
21	1.1	0.02	0.00	0.02	0.05
23	0.7	0.01	0.00	0.01	0.03
40	1.0	0.02	0.00	0.02	0.05
6.5	Cd（mg/kg）
4	0.6	0.01	0.00	0.01	0.03
6	0.6	0.01	0.00	0.01	0.03
7	0.8	0.02	0.00	0.02	0.04
9	0.8	0.02	0.00	0.02	0.04
10	0.7	0.01	0.00	0.01	0.03
16	0.9	0.02	0.00	0.02	0.04
18	0.8	0.02	0.00	0.02	0.03
19	0.8	0.02	0.00	0.02	0.04
20	0.8	0.02	0.00	0.02	0.04
32	0.8	0.02	0.00	0.02	0.04
34	0.8	0.02	0.00	0.02	0.03
37	0.7	0.01	0.00	0.02	0.03
38	0.6	0.01	0.00	0.01	0.03
pH>7.5	Cd（mg/kg）
1	1.1	0.02	0.00	0.02	0.05
2	0.8	0.02	0.00	0.02	0.04
3	0.7	0.01	0.00	0.01	0.03
11	1.0	0.02	0.00	0.02	0.05
12	1.3	0.03	0.01	0.03	0.06
13	1.3	0.03	0.01	0.03	0.06
14	0.9	0.02	0.00	0.02	0.04
15	1.1	0.02	0.01	0.02	0.05
17	1.1	0.02	0.00	0.02	0.05
22	0.7	0.01	0.00	0.01	0.03
24	0.7	0.01	0.00	0.02	0.03
25	0.9	0.02	0.00	0.02	0.04
27	0.9	0.02	0.00	0.02	0.04
28	1.6	0.03	0.01	0.03	0.07
29	1.0	0.02	0.00	0.02	0.04
30	0.8	0.02	0.00	0.02	0.04
31	1.0	0.02	0.00	0.02	0.04
33	0.9	0.02	0.00	0.02	0.04
35	0.7	0.01	0.00	0.02	0.03
36	0.7	0.01	0.00	0.02	0.03
39	1.3	0.03	0.01	0.03	0.06

由表4-1可见，污染物超过风险筛选值的镉，危害商最大值仅为0.07，远低于1，为可接受风险水平。

5污染因子的来源解析

对土壤中重金属污染物相关分析发现，重金属Cu与Zn、Cd、Ni和Cr具有极显著相关性，说明这5种重金属元素很有可能来自于同一污染源；Pb与Zn和As显著相关，且相关系数较大，3种重金属来源可能相同；Hg相对独立与其他重金属没有显著相关性，该元素的来源在监测区域中相对单一。

本次研究所调查的40个样点在污染程度上可分为3大类。其中8号、7号、31号、10号、40号、6号和4号这7个样点主要位于南陵县和湾沚区，重金属污染风险较高；34号、23号、22号、18号、9号、35号和24号这7个样点主要位于无为县，重金属污染风险最低；剩余26个样点主要位于繁昌区和市区，重金属污染风险最高。很显然每一类样点的污染状况是相似的,类与类之间距离相差越远土壤的污染强度也是相差越大，由此可以总结出水源地周边土壤污染程度主要与人为活动的频繁程度有关。

芜湖市饮用水源地土壤调查——土壤污染风险及来源浅析