随着工业生产的迅速发展，人为活动对土壤重金属分布的影响不断加强，土壤重金属含量呈增长趋势^[1]。重金属因其持久性、积累性等特性及其对生态环境存在的潜在风险，受到国内外学者的高度关注^[2-6]。土壤中重金属通过迁移、转化、富集从而影响农产品的质量，最终通过食物链危害人体健康^[7-8]。

《河北省重金属污染综合防治“十二·五”规划》明确某县是国家级重金属污染重点防控区域。该县皮革加工全国闻名，是我国最大的皮革加工基地之一，拥有十大皮革公司。重金属污染重点规划单元范围为张段固镇、郝庄乡和东侯坊乡，规划单元面积为162 km²，占全县总面积的30.91%，规划区域内人口127 367人，占全县人数的26.26%。目前，涉重金属企业数量18家，主要涉重金属行业为皮革制造，主要污染元素为铬。本研究于2011年9月选择重金属污染区和对照区，对农田土壤中铬含量进行分析，评价其对土壤污染程度和潜在风险水平，从而为该县土壤污染防治提供科学依据。

1 材料与方法 1.1 监测点的选择

选择该县涉重金属企业较多的西南区域为污染区，在污染区域内选择工业园区所在的村为监测点，共选择了3个乡(镇)6个村，即张段固镇的张段固村和齐洽村、郝庄乡的牛辛庄和固汪村及东侯坊乡的东丰庄和马孤庄；选择该县无任何企业且距制革工业园区约30 km的南流乡为对照区，选择东郎村和江仁村为监测点(图 1)。

1.2 样品的采集与处理

污染区：以涉重金属企业所在村为中心，在其东、西、南、北4个方向100 m处和下风向700 m、1 000 m、1 500 m处各设1个采样点，每村共设7个采样点，污染区共设42个采样点，每个采样点采集1份土壤，共采集42份。

对照区：以村为中心，在其东、南、西、北4个方向100 m处和下风向700 m、1 000 m、1 500 m处各设1个采样点，每村共设7个采样点，对照区共设14个采样点，每个采样点采集1份土壤，共采集14份。

采用GPS定位技术记录采样点信息，采样深度为10~20 cm，在1 m²范围内用5点取样法采集土壤混合为1个样品，用四分法缩分至1 kg左右装入塑料袋内并作标记和现场记录，运回实验室进行处理。

采集的样品于室内自然风干，剔除大石块、根茎等杂物，用木锤研碎后过10目尼龙筛，四分法取出500 g过100目尼龙筛，备用。

1.3 测定方法及质量控制

采用离子体原子发射光谱法(ICP-0ES)测定土壤铬，计算加标回收率及精密度，测得铬元素的回收率为90.8%~93.7%，相对标准偏差为1.05%~2.42%。

1.4 土壤污染和生态风险评价方法

采用单因子污染指数法和土壤污染累积指数法评价土壤污染程度^[9]。采用潜在生态危害系数法评价农田土壤重金属生态风险性^[10]。

计算公式如下：土壤单项污染指数=土壤污染物实测值/土壤污染物质量标准

土壤污染累积指数=土壤污染物实测值/污染物背景值

潜在生态风险因子=重金属毒性响应系数×土壤污染物实测值/土壤污染物质量标准

1.5 评价标准

采用《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995) ^[11]和全国土壤背景值^[12]作为评价标准, 通过比较说明该县农田土壤重金属的环境质量。

1.6 统计方法

所有数据录入Excel数据库，用SPSS 10.0软件进行统计分析。污染区与对照区土壤铬含量差别比较及不同污染区铬含量差别比较用秩和检验(数据服从偏态分布)。

2 结果 2.1 重金属污染重点防控区农田土壤中铬含量分析

该县重金属污染区农田土壤中铬含量中位数为57.62 mg/kg，含量范围为42~ 91.25 mg/kg，平均含量为58.81 mg/kg，没有样品超出《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)^[11]的二级标准值，但有6份样品超出研究区的背景值(68.3 mg/kg)，污染率为14.29%，四分位数间距为15.91 mg/kg；对照区农田土壤中铬含量中位数为46.27 mg/kg，平均含量为45.62 mg/kg，含量范围为40.87~ 48.83 mg/kg，没有样品超出《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)^[11]的二级标准值和研究区的背景值, 四分位数间距为6.71 mg/kg。经Wilcoxon秩和检验，污染区与对照区农田土壤中铬含量差异有显著性(W=79.38，P＜0.05；表 1)。

2.2 重金属污染重点防控区农田土壤铬在污染区的分布

为保证第一类错误的概率总共不超过α，利用Bonferroni法对检验水准α进行调整，调整后的检验水准为β，β=0.003。由表 2可知，固汪村农田土壤铬含量最高，为65.27 mg/kg, 东丰庄农田土壤铬含量最低，为47.21 mg/kg，经Kruskal-Wallis秩和检验，6个污染区农田土壤中铬含量有显著性差别(H=18.226，P＜0.05)，经两两比较，东丰庄农田土壤中铬含量低于固汪和牛辛庄(H=-2.814，P＜0.003；H=-2.942，P＜0.003)，其它污染区间铬含量分布无统计学差异(P＞0.003)。

2.3 重金属污染重点防控区农田土壤铬污染评价

污染区采集的42份土壤样品中，有6份样品受到了铬污染，占14.29%，其中，固汪村有3份(42.86%)，牛辛庄、马孤庄和齐洽村各有1份(14.29%)。污染区土壤污染累积指数的最大值、最小值和平均值分别为1.34、0.61和0.86。不同污染区按照土壤污染累积指数由高到低依次为：固汪村(1.01)＞牛辛庄(0.94)＞齐洽村(0.88)＞张段固(0.83)＞马孤庄(0.77)＞东丰庄(0.70)。对照区采集了8份土壤样品，均未受到铬污染，土壤污染累积指数的最大值、最小值和平均值分别为0.72、0.59和0.68(表 3)。

2.4 农田土壤中铬生态风险性评价

重金属污染区各采样点铬潜在生态风险因子范围为0.56~1.22，对照区各采样点铬潜在生态风险因子范围为0.54~0.65，均处于轻微生态风险水平。各采样点铬潜在生态风险因子由大到小排序依次为固汪(0.92)＞牛辛庄(0.86)＞齐洽(0.81)＞张段固(0.75)＞马孤庄(0.70)＞东丰庄(0.64)＞东郎(0.62)＞江仁(0.61)。

3 讨论 3.1 重金属污染重点防控区农田土壤中铬含量分布

本研究显示，该县重金属污染区土壤铬含量最大值为57.62 mg/kg，高于魏秀国等^[13]对广州市蔬菜地土壤重金属污染状况调查结果(38.43 mg/kg)，但低于王斌等^[14]对天津近郊农田土壤重金属铬调查结果(84.8 mg/kg)。污染区所有样品铬含量均低于《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)^[11]的二级标准值，但有14.29%的样品超出研究区的背景值，表明该县重金属污染区土壤已受到铬污染，但污染分布不均匀，主要集中在固汪村和马孤庄，四分位数间距为16 mg/kg。对照区所有样品铬含量均低于研究区的背景值，表明该区域未受到铬污染。污染区农田土壤铬含量高于对照区，表明制革企业排放的含铬污染物对周围环境已造成了污染。有关部门应采取措施控制污染物的排放，确保污染物符合排放标准。

6个污染区农田土壤铬含量分布不同，其中牛辛庄和固汪村较高。通过调查，这两个村制革企业相对较多，且以家庭作坊式为主，污水未经处理直接排放是导致农田土壤铬含量较高的主要原因。

3.2 重金属污染重点防控区农田土壤铬污染评价

土壤污染累积指数法评价结果表明，污染区土壤已受到铬污染，而对照区土壤未受到污染，潜在生态危害系数法评价结果也表明污染区铬潜在生态风险水平高于对照区，说明了该县制革企业含铬污染物排放可能是造成农田土壤铬污染的原因。在污染区中，固汪村污染较重，因为工业区在该村西北部，受到污染的3份样品采集于下风向700 m和1 500 m处以及村西300 m处；齐洽村受到污染的1份样品采集于村北100 m处，距排污口较近；牛辛庄受到污染的1份样品采集于过去污水流经处的河套内；马孤庄工业区位于村北，受到污染的1份样品采集于厂区北100 m处；张段固和东丰庄农田土壤未受到铬污染。严禁制革企业任意排放重金属污染物，尽量避免重金属输入环境，这是防止土壤环境遭受重金属污染的最根本也是最重要的原则。