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摘要：本文以浙江中泰碳酸盐岩风化壳为研究对象，通过对典型的两条风化壳垂直剖面进行采样，通过BCR连续提取法实验作相态分析研究，得出重金属元素铬（Cr）、镍（Ni）、铜（Cu）、锌（Zn）、砷（As）、镉（Cd）、铅（Pb）的主要赋存形态及含量。本文在重金属总量与有效态含量相关性的基础上，对该研究区进行土壤质量环境评价。依照《土壤环境质量标准》和《土壤环境监测技术规范》采用单项和综合污染指数法进行评价，结果表明，与土壤背景值相比，Cr污染等级为安全，污染水平为清洁；Cu污染等级为警戒级，污染水平为尚清洁；Ni污染等级为轻污染，污染水平为土壤轻污染作物开始受到污染；Zn、As、Pb污染等级为中污染，土壤作物均受到中等污染；Cd污染等级为重污染，土壤作物均受到污染已相当严重。
关键词：碳酸盐岩；重金属；BCR连续提取法；土壤环境质量评价
1.前言
土壤是整个陆地生态系统的重要基质，是绿色植物生长繁殖的重要自然环境和物质基础，也是人类赖以生存和发展的重要自然资源和人类生存环境的重要组成要素。近年来，中国耕地土壤污染点位超标率达19.4%。由于现代化工业和农业的发展，土壤环境污染不断加剧，土壤污染已成为中国乃至全球性土壤退化的重要因素。重金属因受到土壤pH值、阳离子交换态、机械性能、有机质等的影响，在土壤中发生溶解、沉淀、凝聚和络合吸附，形成不同的化学形态，不同形态的金属及其化合物，其受到理化性质及环境条件而转化并达成动态平衡，因此研究土壤中的重金属形态及其转化对分析重金属对环境的效应及环境修复有重要意义。
2.材料与方法
2.1樣品的采集及分析
本研究选取浙江中泰碳酸盐岩地区具有代表性的4件土壤样品作为研究对象（见图1），在分析土壤基本组分的基础上，通过BCR分析法分析重金属形态，并对其影响因素进行系统地分析。研究结果可为岩溶区土壤中重金属环境背景值的确定及土壤污染的治理提供基础数据。
本文主要研究的重金属元素有：Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb，类重金属元素：As。数据统计分析采用SPSS19.0和Excel2010完成。
2.2土壤环境质量评价标准与方法
目前国内外对土壤重金属生态环境风险评价应用较为广泛的方法有生态危害指数法[1]、生态风险评价指数法[2]、BCR提取法[3]，TCLP法[4]。本人主要是在BCR连续提取法的基础之上，通过利用单因子污染指数法[5]和内梅罗综合指数法[6]等综合分析数据（具体见表1），并对该碳酸盐岩地区土壤环境质量进行评价。
由于土壤重金属污染常常是多种不同的复合污染，仅靠单一指标难以正确评价土壤重金属的污染程度，因此国内外普遍采用的内梅罗综合污染指数法（Nemerow index）来评价土壤的重金属污染情况[7]，其计算公式为：
碳酸盐岩风化土壤污染等级采用《土壤环境监测技术规范》进行评定[8]。一般综合指数小于或者等于1表示未污染，大于1则表示以受污染[9]。综合污染指数（P值）越大表示土壤污染越严重，P综合分级表见表1[10]。
3.数据分析
从BCR连续提取法中选取6种重金属加As元素的不同形态数据进行分析，该地区土壤基本性质和污染情况见表2、表3，可知：
从表中可以看出该地区土壤中Cr的含量在77.53mg·kg-1～ 111.08mg·kg-1之内，Co的含量在13.01mg·kg-1～15.93mg·kg-1，Ni的含量在50.35mg·kg- 1～84.13mg·kg- 1，Cu的含量在37.06mg·kg- 1～44.76mg·kg- 1，Zn的含量在102.30mg·kg- 1～ 910.82mg·kg-1，As的含量在65.42mg·kg-1～115.49mg·kg-1，Cd的元素含量在0.14mg·kg- 1～3.00mg·kg- 1，Pb的含量在25.98mg·kg-1～249.08mg·kg-1。其Cr、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb平均值分别为88.05、13.93、63.16、39.96、506.97、89.27、1.54、136.58mg·kg- 1。根据国家土壤环境质量二级标准（GB 15168-1995：土壤全As40mg·kg-1、全Cd0.3mg·kg-1、全Cu50mg·kg- 1、全Zn300mg·kg- 1、全Ni40mg·kg- 1、全Cr350mg·kg- 1、全Pb80mg·kg-1）对该地区土壤进行质量评价，其中Ni、Zn、As、Cd和Pb的超标倍数分别为1.57、1.68、2.23、1.70、1.70。而Cr、Cu没有超标。
将BCR连续提取法第二步酸可溶态含量数据进行整理汇总。可得表4。
其有效态Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb的有效态含量变化在0.01～0.27、0.23～1.36、0.13～0.32、0.13～32、0.06～0.15和0.01～0.27、0.23～0.36范围之间。其平均值分别为0.14、0.77、0.21、3.17、0.11、0.12和0.30。 通过分析BCR连续提取法实验数据探讨重金属有效态与总量之间存在的相关性，可以得出图2～图8。土壤Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、和Pb有效态量与全量之间的相关系数分别为：0.51、0.51、0.75、0.83、0.99、0.98、0.91。Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb与这些元素的土壤重金属总量之间均表现出显著的相关关系。
通过计算土壤重金属的内梅罗综合污染指数，得出计算土壤重金属的内梅罗综合污染指数，见表5。
结果可以按土壤综合污染指数分级标准进行评价。
4.结论
通过对浙江中泰碳酸盐岩地区风化壳土壤进行取样分析，通过BCR分析法分析重金属形态，进行调查研究分析和土壤环境质量评价，结果表明：
（1）研究区土壤Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb平均值分别为88.05、63.16、39.96、506.97、89.27、1.54、136.58mg·kg-1。根据国家土壤环境质量二级标准（土壤As40mg·kg-1、Cd0.3mg·kg-1、Cu50mg·kg- 1、Zn300mg·kg- 1、Ni40mg·kg- 1、Cr350mg·kg- 1、Pb80mg·kg-1）對该地区土壤进行质量评价，可知Ni、Zn、As、Cd和Pb超标。其超标倍数分别为1.57、1.68、2.23、1.70、1.70，而Cr、Cu没有超标。
（2）通过BCR连续提取法测试出重金属总量和有效态的含量，研究重金属的有效态与全量之间的关系。其Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb的有效态含量变化在0.01～0.27、0.23～ 1.36、0.13～0.32、0.13～32、0.06～0.15和0.01～0.27、0.23～0.36范围之间。其平均值分别为0.14、0.77、0.21、3.17、0.11、0.12和0.30。
（3）根据土壤重金属的内梅罗综合污染指数可知：Cr污染等级为安全，污染水平为清洁；Cu污染等级为警戒级，污染水平为尚清洁；Ni污染等级为轻污染，污染水平为土壤轻污染作物开始受到污染；Zn、As、Pb污染等级为中污染，土壤作物均受到中等污染；Cd污染等级为重污染，土壤作物均受到污染已相当严重。
参考文献：
[1]张玮，罗春广，王文果，迟延艳，张世平.大青山地区土壤重金属污染评价[J].安徽农业科学， 2019， 47（07）：77-79.
[2]向云，刘利军，杨雄杰，贾静，张敏.定襄县农田土壤重金属污染风险评估[J].山西农业科学， 2019， 47（09）：1612-1617.
[3]Puero M， Mateu J， Rigol A， et al. Use of the modified BCR threestep sequential extraction procedure for the study of traceelement dynamics in contaminated soils[J]. Environmental Pollution， 2008， 152： 330-341.
[4]Jessica Unda- Calvo， Miren Martínez- Santos， Estilita RuizRomera. Chemical and physiological metal bioaccessibility assessment in surface bottom sediments from the Deba River urban catchment： Harmonization of PBET， TCLP and BCR sequential extraction methods[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety， 2017， 138.
[5]倪晓坤，封雪，于勇，姜晓旭，李宗超，李妤，夏新.典型固废处理处置场周边土壤重金属污染特征和成因分析[J].农业环境科学学报， 2019， 38（09）：2146-2156.
[6]唐功政，刘国栋，高润青，南浩然，郭宏远.利用单因子污染指数与内梅罗综合指数进行土壤重金属污染程度评级[J].科技风， 2019（13）：125-126.
[7]Mengyuan Kong， Huaping Zhong， Yongxiang Wu， Guodong Liu， Yi Xu， Gaoxu Wang. Developing and validating intrinsic groundwater vulnerability maps in regions with limited data： a case study from Datong City in China using DRASTIC and Nemerow pollution indices[J]. Environmental Earth Sciences， 2019， 78（8）.
[8]GB 15168-1995，土壤环境质量标准[S]. 1995.
[9]陈伯扬.重金属污染评价及方法对比——以福建浅海沉积物为例[J].地质与资源， 2008， 17（03）：21.
[10]郝春明，陈有鑑，李琼，等.浙江平湖农田土壤安全质量评价[J].能源环境保护， 2009， 23（01）：52-56.
关键词：碳酸盐岩；重金属；BCR连续提取法；土壤环境质量评价
1.前言
土壤是整个陆地生态系统的重要基质，是绿色植物生长繁殖的重要自然环境和物质基础，也是人类赖以生存和发展的重要自然资源和人类生存环境的重要组成要素。近年来，中国耕地土壤污染点位超标率达19.4%。由于现代化工业和农业的发展，土壤环境污染不断加剧，土壤污染已成为中国乃至全球性土壤退化的重要因素。重金属因受到土壤pH值、阳离子交换态、机械性能、有机质等的影响，在土壤中发生溶解、沉淀、凝聚和络合吸附，形成不同的化学形态，不同形态的金属及其化合物，其受到理化性质及环境条件而转化并达成动态平衡，因此研究土壤中的重金属形态及其转化对分析重金属对环境的效应及环境修复有重要意义。
2.材料与方法
2.1樣品的采集及分析
本研究选取浙江中泰碳酸盐岩地区具有代表性的4件土壤样品作为研究对象（见图1），在分析土壤基本组分的基础上，通过BCR分析法分析重金属形态，并对其影响因素进行系统地分析。研究结果可为岩溶区土壤中重金属环境背景值的确定及土壤污染的治理提供基础数据。
本文主要研究的重金属元素有：Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb，类重金属元素：As。数据统计分析采用SPSS19.0和Excel2010完成。
2.2土壤环境质量评价标准与方法
目前国内外对土壤重金属生态环境风险评价应用较为广泛的方法有生态危害指数法[1]、生态风险评价指数法[2]、BCR提取法[3]，TCLP法[4]。本人主要是在BCR连续提取法的基础之上，通过利用单因子污染指数法[5]和内梅罗综合指数法[6]等综合分析数据（具体见表1），并对该碳酸盐岩地区土壤环境质量进行评价。
由于土壤重金属污染常常是多种不同的复合污染，仅靠单一指标难以正确评价土壤重金属的污染程度，因此国内外普遍采用的内梅罗综合污染指数法（Nemerow index）来评价土壤的重金属污染情况[7]，其计算公式为：
碳酸盐岩风化土壤污染等级采用《土壤环境监测技术规范》进行评定[8]。一般综合指数小于或者等于1表示未污染，大于1则表示以受污染[9]。综合污染指数（P值）越大表示土壤污染越严重，P综合分级表见表1[10]。
3.数据分析
从BCR连续提取法中选取6种重金属加As元素的不同形态数据进行分析，该地区土壤基本性质和污染情况见表2、表3，可知：
从表中可以看出该地区土壤中Cr的含量在77.53mg·kg-1～ 111.08mg·kg-1之内，Co的含量在13.01mg·kg-1～15.93mg·kg-1，Ni的含量在50.35mg·kg- 1～84.13mg·kg- 1，Cu的含量在37.06mg·kg- 1～44.76mg·kg- 1，Zn的含量在102.30mg·kg- 1～ 910.82mg·kg-1，As的含量在65.42mg·kg-1～115.49mg·kg-1，Cd的元素含量在0.14mg·kg- 1～3.00mg·kg- 1，Pb的含量在25.98mg·kg-1～249.08mg·kg-1。其Cr、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb平均值分别为88.05、13.93、63.16、39.96、506.97、89.27、1.54、136.58mg·kg- 1。根据国家土壤环境质量二级标准（GB 15168-1995：土壤全As40mg·kg-1、全Cd0.3mg·kg-1、全Cu50mg·kg- 1、全Zn300mg·kg- 1、全Ni40mg·kg- 1、全Cr350mg·kg- 1、全Pb80mg·kg-1）对该地区土壤进行质量评价，其中Ni、Zn、As、Cd和Pb的超标倍数分别为1.57、1.68、2.23、1.70、1.70。而Cr、Cu没有超标。
将BCR连续提取法第二步酸可溶态含量数据进行整理汇总。可得表4。
其有效态Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb的有效态含量变化在0.01～0.27、0.23～1.36、0.13～0.32、0.13～32、0.06～0.15和0.01～0.27、0.23～0.36范围之间。其平均值分别为0.14、0.77、0.21、3.17、0.11、0.12和0.30。 通过分析BCR连续提取法实验数据探讨重金属有效态与总量之间存在的相关性，可以得出图2～图8。土壤Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、和Pb有效态量与全量之间的相关系数分别为：0.51、0.51、0.75、0.83、0.99、0.98、0.91。Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb与这些元素的土壤重金属总量之间均表现出显著的相关关系。
通过计算土壤重金属的内梅罗综合污染指数，得出计算土壤重金属的内梅罗综合污染指数，见表5。
结果可以按土壤综合污染指数分级标准进行评价。
4.结论
通过对浙江中泰碳酸盐岩地区风化壳土壤进行取样分析，通过BCR分析法分析重金属形态，进行调查研究分析和土壤环境质量评价，结果表明：
（1）研究区土壤Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb平均值分别为88.05、63.16、39.96、506.97、89.27、1.54、136.58mg·kg-1。根据国家土壤环境质量二级标准（土壤As40mg·kg-1、Cd0.3mg·kg-1、Cu50mg·kg- 1、Zn300mg·kg- 1、Ni40mg·kg- 1、Cr350mg·kg- 1、Pb80mg·kg-1）對该地区土壤进行质量评价，可知Ni、Zn、As、Cd和Pb超标。其超标倍数分别为1.57、1.68、2.23、1.70、1.70，而Cr、Cu没有超标。
（2）通过BCR连续提取法测试出重金属总量和有效态的含量，研究重金属的有效态与全量之间的关系。其Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb的有效态含量变化在0.01～0.27、0.23～ 1.36、0.13～0.32、0.13～32、0.06～0.15和0.01～0.27、0.23～0.36范围之间。其平均值分别为0.14、0.77、0.21、3.17、0.11、0.12和0.30。
（3）根据土壤重金属的内梅罗综合污染指数可知：Cr污染等级为安全，污染水平为清洁；Cu污染等级为警戒级，污染水平为尚清洁；Ni污染等级为轻污染，污染水平为土壤轻污染作物开始受到污染；Zn、As、Pb污染等级为中污染，土壤作物均受到中等污染；Cd污染等级为重污染，土壤作物均受到污染已相当严重。
参考文献：
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[8]GB 15168-1995，土壤环境质量标准[S]. 1995.
[9]陈伯扬.重金属污染评价及方法对比——以福建浅海沉积物为例[J].地质与资源， 2008， 17（03）：21.
[10]郝春明，陈有鑑，李琼，等.浙江平湖农田土壤安全质量评价[J].能源环境保护， 2009， 23（01）：52-56.