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隨著工業化進程的加快，工業活動對周邊的生態環境已經表現出日益顯著的影響。人類活動和城市工業向土壤排放了大量含有重金屬的廢棄物，使得工業區周邊重金屬污染越來越嚴重，隨之而出現了一系列負面影響[1~4]同時，在重金屬污染環境的效應方面，工業區重金屬的污染問題已經成為熱門問題之一，但工業密集的大城市是目前大多數研究的主要對象，而很少有研究關注中小城鎮，因此迫切需要開展這些地區土壤環境效應的定量研究[5~8]。電池的生產過程會析出某些重金屬，特別是二次電池中的鎘鎳電池，在其極片的生產過程中會產生大量的重金屬清洗廢水，電池廢水的排放會污染周邊土壤，并通過食物鏈危害到人類的健康。新鄉市是我國著名的輕工業城市，電池企業約有200多家，規模較大的就有30多家，企業排放造成重金屬污染的問題已經較為突出[9,10]?；谏鲜鰡栴}，本研究選取以新鄉市環宇大道工業區為對象，對工業區附近土壤重金屬含量進行調查并對其進行風險評價。此研究反映了城鎮工業區附近土壤重金屬的污染現狀，為重金屬污染土壤的治理修復和風險控制提供了科學依據，對于保障周邊居民生活環境和生命安全具有重要的意義。 1材料和方法 1.1樣品采集 土樣采樣點位于新鄉市輝縣市環宇大道工業區（圖1），參照土壤環境監測技術規范HJ/T166-2004[11]。采集工業區周邊20個樣點的表層（0~15cm）土壤，每個樣點隨機取3份混合均勻。土壤在室溫下自然風干，揀去植物殘體和石礫，用四分法分別留取2kg樣品，用瑪瑙研缽研細，全部通過200目尼龍篩，備用。土壤的基本理化性質如下：土壤pH為8.05~8.26，有機質含量為2.8~7.9gkg-1。河南省主要重金屬元素土壤背景值如下：Pb為14.40mgkg-1、Cd為0.09mgkg-1、Ni為24.9mgkg-1、Zn為65.1mgkg-1、Cu為21.4mgkg-1和Cr為53.6mgkg-1。 1.2樣品重金屬總量的測定 土壤樣品采用鹽酸—硝酸—氫氟酸—高氯酸在消解儀（DS-360型石墨加熱消解儀）中進行消解，用火焰原子吸收分光光度計對樣品中重金屬含量進行測定。 1.3土壤重金屬形態分析 采用Tessier五步連續萃取法對污染程度明顯的采樣點5、7、12、17、19、20的Cd，Ni和Zn進行形態分析，用火焰原子吸收分光光度法對各個形態含量進行測定。 1.4重金屬污染評價標準和方法 以國家土壤環境質量標準（GB15618-1995）的二級標準為評價標準，實驗土壤的Pb、Cd、Ni、Zn、Cu和Cr六種重金屬評價標準分別為350、1.0、60、300、100和350mgkg-1。同時采用潛在生態風險指數評價方法對土壤重金屬污染進行評價。 2結果和分析 2.1土壤中重金屬總量及形態分析 根據土壤環境質量標準的二級標準從表1可以看出，工業區周邊土壤Pb、Cu和Cr的平均含量達標，Cd、Ni和Zn的平均含量均超標，其中Cd污染最為嚴重。土壤樣全部鎘含量嚴重超標，超標率為100%，含量在14~825mgkg-1之間，平均含量為176.85mgkg-1，是國家土壤質量二級標準的176.85倍。Zn含量有55.56%的樣點超標，含量在210~1725mgkg-1之間，平均含量是485.6mgkg-1，是國家土壤質量二級標準的1.62倍。Ni污染也比較嚴重，超標率為85%，含量范圍為23~2017mgkg-1，平均含量為307.2mgkg-1，是國家土壤質量二級標準的5.12倍。Pb、Cu和Cr含量都達標，含量范圍分別為為15.5~229mgkg-1、17~94.5mgkg-1和30.5~72.5mgkg-1，平均含量分別為63.88、38.7和47.9mgkg-1。各種超標污染物平均值和超標率都比較高，說明重金屬在該區域出現了明顯的富集效應，污染情況相當嚴重。該工業區是以環宇集團股份有限公司為主的工業區，該公司以生產二次電池為基礎產業，如鎳氫電池、鎳鎘電池、鋰電池，在長期的工業生產過程中大量含有重金屬的廢棄物質被排放到環境及土壤中，也可能存在高濃度的工業廢水處理的不夠妥善，人類活動比較頻繁等因素使得原來的生態系統的屬性有所喪失，使該工業區周邊土壤出現比較明顯的重金屬污染現象，出現了相應的環境負面效應。 從圖1和表1來看，土壤重金屬污染表現出一定的趨勢。污染偏高含量的采樣點是5、7、12、17、19和20。從采樣圖可以看出這些樣點較多的位于西南方向，新鄉地處黃河以北，風向以東北風為主風向，重金屬隨風向相應的在西南地區出現一定的積累效應，其他樣點污染特征相對不是太過于明顯，可能是由于廠區不同功能區和人類活動造成重金屬不同程度上的污染。 對土壤中含量超標的Cd、Ni和Zn進行形態分析。從圖2可以看出，Cd主要以鐵錳氧化結合態存在，其含量所占比例范圍為49.71%~60.79%，平均比例為52.85%。其次為碳酸鹽結合態，其含量所占比例范圍為16.28%~35.04%，平均比例為27.54%。有機結合態和可交換態其含量所占比例范圍分別為7.17%~12.78%和3.41%~6.97%，平均比例分別為9.38%和5.45%。殘渣態含量所占比例范圍是2.05%~7.87%，平均比例為4.77%。從圖3可以看出，Ni主要以殘渣態存在，其含量所占比例范圍為47.67%~60.68%，平均比例為55.47%。其次為鐵錳氧化物結合態，其含量所占比例范圍為23.57%~40.54%，平均比例為33.92%。有機結合態其含量所占比例范圍為3.41%~18.47%，平均比例為9.98%，可交換態和碳酸鹽結合態比例很小，其含量所占比例范圍分別為0.00%~0.20%和0.28%~0.88%，平均比例分別0.03%和0.62%。 從圖4可以看出，Zn主要以殘渣態和鐵錳氧化態存在，其含量所占比例范圍分別為34.68%~50.76%和34.77%~43.27%，平均比例分別為41.16%和38.60%。有機結合態其含量所占比例范圍為8.65%~24.71%，平均比例為14.63%，可交換態和碳酸鹽結合態含量比較少，其含量所占比例范圍分別為0.82%~1.88%和3.27%~6.60%，平均比例分別為1.38%和4.24%。土壤重金屬不同的形態具有不同的生物有效性，表現為對環境的影響大小不盡相同。Mao[12]研究表明可以根據各形態生物利用性的大小將上述5個形態分為3類，分別為可利用態，潛在可利用態和不可利用態。其中可利用態是指可交換態，這部分最容易被植物吸收并且遷移性最強，潛在可利用態包括碳酸鹽結合態、鐵錳氧化態和有機結合態，它們是可利用態重金屬的直接提供者，不可利用態是指殘渣態[13]。由表2可以看出，污染最嚴重的Cd可利用態含量偏低，占5.45%，主要以潛在可利用態存在含量為89.77%，不可利用態僅占4.77%。Ni、Zn元素主要以潛在可利用態和不可利用態存在，可利用態僅占很少。#p#分頁標題#e# 由上述結論我們看到，雖然可利用態所占比例較少，但潛在可利用態在每種元素中含量都較高，當土壤的理化性質如溫度、pH值、有機物、氧化還原電位發生變化時，遷移性較差的潛在可利用態就可以轉化為遷移性相當強的可交換態，重金屬就可以向地下水遷移造成地下水的污染。地下水是該工業區附近居民長期以來主要生活飲用水和農灌水來源，因此應該對該污染狀況引起足夠高的重視，采取合理的生物修復等方法對土壤進行凈化。 2.2土壤重金屬潛在生態風險指數評價 潛在生態風險評價法是將污染物與其生態危害、生物毒性有機結合起來的一種土壤環境質量評價方法[14]。該方法是瑞典科學家Hankanson根據重金屬性質及環境行為特點，從沉積學角度提出的對土壤中重金屬污染評價的方法，考慮了土壤的重金屬含量，并且將重金屬的生態效應、環境效應和毒理學綜合考慮，采用等價屬性指數分級法評價。RI為多種重金屬綜合潛在生態風險指數，其數值等于各個重金屬潛在生態危險系數的和[15~17]。從表4中多種重金屬潛在生態風險指數RI可以看出各個采樣點均存在生態危害風險，并且潛在危害程度比較嚴重，均是很強生態危害。研究的土壤中Pb、Zn、Cu、Cd的潛在生態風險因子均小于40，屬于輕度生態危害。Ni大多數都屬于輕度生態危害，污染最嚴重的Cd全部取樣點的潛在生態風險因子均大于600，屬于很強生態危害。由于Cd的潛在生態風險因子相對較大，使得各取樣點的綜合潛在生態風險指數都較高，95%污染點處的RI都大于600，屬于很強生態危害。 3結論 （1）長期的工業污染使得土壤中Cd污染程度嚴重超標，Pb、Ni、Zn、Cu和Cr的平均含量均超標，土壤重金屬污染很明顯。（2）土壤重金屬形態分析表明，污染最嚴重的Cd潛在可利用態含量為89.77%，Pb、Ni、Zn、Cu的潛在可利用態含量分別為56.98%、44.5%、57.47%、49.98%，土壤理化性質的改變會影響重金屬潛在可利用態的遷移性。（3）Cd的潛在生態風險最大，取樣點的潛在生態危害系數大多大于320，屬于極強生態危害，Pb、Ni、Zn、Cu和Cr屬于輕微生態危害。綜合潛在生態風險指數RI均屬于很強生態危害。