[发明专利]一种区域农田表层土壤重金属潜在生态风险评价方法

说明书

本发明公开了一种区域农田表层土壤重金属潜在生态风险评价方法，网格化布点，采集区域农田表层土壤与底层背景土壤，测定重金属总量值；应用BCR法对区域各点位表层土壤重金属进行化学形态提取，确定不同重金属的形态风险等级；计算区域各点位表层土壤不同重金属的富集因子值；根据形态风险分级和富集因子计算结果，确定各点位表层土壤不同重金属的生态风险响应系数；基于生态风险响应系数，应用改进的潜在生态危害指数法计算区域农田表层土壤单个重金属与多重金属的潜在生态危害指数。本发明的有益效果是能够准确的对区域农田表层土壤重金属潜在生态风险进行评价。

技术领域

本发明属于土壤重金属污染防控技术领域，涉及一种区域农田表层土壤重金属潜在生态风险评价方法。

背景技术

随着人类资源需求水平的不断提高以及生产强度的日益加大，大量重金属污染物通过多种渠道进入人类赖以生存发展的农田土壤环境，从而对农业生态环境和人类健康造成潜在的威胁。作为目前全球第二大经济体，我国农田土壤重金属污染形势不容乐观，其中尤以Cu、Pb、Cr等重金属的污染超标最为突出。对农田土壤重金属污染进行风险评价，可以了解其对周围生态环境的潜在危害程度，进而采用适当的技术方法对目标土壤实施治理和修复，最终达到控制区域土壤重金属污染进一步扩大的目的。

潜在生态危害指数法是瑞典学者Hakanson于1980年提出的一套评价重金属污染及其潜在生态风险的方法。该方法不仅考虑了重金属的含量丰度，而且还将重金属的生态环境效应与毒理学效应联系在一起，采用了具有可比性、等价属性的指数分级进行评价，因而得到了国内外学者的广泛应用。不过需要指出的是，目前在应用传统的潜在生态危害指数法进行沉积物、土壤等介质污染评价时，仍主要是以重金属的原始总量作为唯一参考值，并未考虑其化学形态分布与来源的影响。土壤中重金属能够以多种结合形态存在，而不同结合形态的重金属具有明显不同的生物有效性。此外，不同来源的重金属也会呈现出生态响应差异性。相比较自然源重金属，土壤中来自人为活动排放的重金属通常更易发生环境迁移。为保证评价结果的准确性，有必要对传统的潜在生态危害指数法作进一步改进，即在评价土壤中重金属潜在生态风险时应同时考虑其不同化学形态分布与来源的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种区域农田表层土壤重金属潜在生态风险评价方法，本发明的有益效果是能够准确的对区域农田表层土壤重金属潜在生态风险进行评价。

本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：

步骤1：网格化布点，采集区域农田表层土壤与底层背景土壤，测定重金属总量值；

步骤2：应用BCR法对区域各点位表层土壤重金属进行化学形态提取，确定不同重金属的形态风险等级；

步骤3：计算区域各点位表层土壤不同重金属的富集因子值；

步骤4：根据形态风险分级和富集因子计算结果，确定各点位表层土壤不同重金属的生态风险响应系数；

步骤5：基于生态风险响应系数，应用改进的潜在生态危害指数法计算区域农田表层土壤单个重金属与多重金属的潜在生态危害指数。

进一步，步骤1基于10km×10km网格布点法，在整个农业区内共布设若干个采样点，分别采集0-20cm与120-150cm两个深度层农田土壤样品，所有样品带回实验室自然风干，研磨过100目尼龙筛，取部分样品经HNO₃–HF–HClO₄法消解后采用电感耦合等离子发射光谱仪测定重金属总量值。

进一步，步骤2取部分过筛样品，应用BCR法对区域各点位表层土壤重金属依次进行弱酸溶解态、可还原态、可氧化态和残渣态4种化学形态的提取，高速离心后采用电感耦合等离子发射光谱仪测定各提取液中重金属含量。

进一步，步骤3选择常量重金属Al为参考元素，以步骤1中测定的底层土壤重金属总量值为背景值，分别计算区域不同采样点位表层土壤中重金属的富集因子值，重金属X的富集因子计算公式如下：