我国城市生活环境土壤铅含量和污染情况

　　城市土壤中的铅可以通过手-口接触、 呼吸道吸入和皮肤接触等途径进入人体，造成人体铅暴露并危害人体健康,因此了解城市土壤铅含量状况有十分重要的意义。 近年来，国内外大量文献报道了我国城市土壤铅的污染现状，研究显示广州、南京和杭州等城市土壤均受到不同程度的铅污染. Cheng 等在2013 年的综述中报道我国 31 个省会城市土壤环境铅含量平均值为 45.3 mg/kg,其 在采样时考虑了城市土壤的功能，但是在分析时没有对不同使用功能的城市土壤进行描述。 而我们在文献整理分析时发现城市土壤的使用功能不同，铅含量也存在明显的差异。 本文的主要目的是描述我国城市生活环境土壤铅含量和污染状况， 在收集国内外相关文献资料的基础上，通过整合分析描述我国城市生活环境土壤铅含量的现状，以期为我国城市生活环境土壤铅污染的管理决策和治理提供科学依据。 本文的城市生活环境土壤包括城市生活区、商业区、城市广场、居民区和交通区的土壤。

　　1 材料与方法

　　1.1 文献收集及筛选

　　采用中文关键词“城市土壤/铅/污染/重金属”和英文关键词 “urban soils/lead/ pollution/heavy metals”在CNKI、 万 方 、 维普和 Science Direct、Google Scholar、PubMed 等 数据库检索 2000-2014 年 公开发表的相关中英文文献，并按以下原则进行筛选：1）文献明确报道了采样城市及土地利用方式；2）可从文献中得到土壤铅含量平均值或能计算出平均值；3）土壤铅含量的单位为 mg/kg 或 μg/g;4）土壤采样深度为 0~20 cm.

　　共筛选出相关中英文文献 44 篇， 涉及 20 个省的 33个城市，有效样本量大于 4705 个，土壤样品的采样时间为 1999-2013 年。 铅的测定方法包括原子吸收分光光度法 （52.3%）、 电感耦合等离子体发射光谱法（22.7%）、X 射线荧光光谱法（15.9%）和电感耦合等离子体质谱法（9.1%）。

　　1.2 数据整合与评价

　　根据文献报道的城市土壤铅含量计算相应城市的算术平均值， 并用计算的城市平均值与当地土壤铅背景值的比值评价城市土壤铅的累积程度；采用单因子污染指数法评价城市土壤铅污染的程度。 单因子污染指数是土壤中金属的浓度与其标准限值的比值，当P ≤ 1 时，表示土壤未受污染；当 1 < P ≤ 2 时，表示土壤受轻度污染；当 2 < P ≤3 时，表示土壤受中度污染；当 P > 3,表示土壤受重度污染。 根据相关研究，本文采用 100 mg/kg 作为城市土壤环境铅含量的标准参考值[7].

　　2 结果分析

　　2.1 城市土壤铅含量

　　整合分析结果显示，我国城市生活环境土壤铅含量平均值为 65.0 mg/kg ± 44.7 mg/kg（范围：1.7 mg/kg~207.2 mg/kg）；84.8%（28/33）的城市土壤平均铅含量高于当地土壤环境背景值，表明我国城市土壤环境普遍存在铅的累积现象；土壤铅的污染指数平均值为 0.65（范围：0.02~2.07），12.1%（4/33） 的城市土壤铅污染指数大于 1,其中广州、杭州和上海 3 个城市属于轻度污染，福建省泉州市城市土壤铅的污染指数大于 2,为中度污染。 卓文珊等报道了广州市城区的铅含量平均值为 187.0 mg/kg, 是广州市土壤铅背景值的 4.0 倍，污染指数为 2.97,主要与广州城市化进程中交通流量急速增大以及工业物质运输有关[8]. 2005 年正在改建中的上海世博会规划区土壤的铅含量平均值为 127.6mg/kg,是上海市背景值的 7.4 倍，污染指数为 1.28,土壤受到轻度污染，这和工地施工等有一定的关系[9]. 吴新民等报道了南京市土壤的铅含量平均值为 117.1mg/kg, 是南京市土壤铅背景值的 5 倍， 污染指数为1.17, 研究发现工业区中的废气沉降对城市功能区土壤中的铅含量影响很大[10]. 另外有研究指出南京市土壤铅污染主要受道路交通和人为活动的影响[3]. 王美青等报道杭州市区土壤中的铅含量平均值为 137.3mg/kg,是杭州市土壤铅背景值的 5.8 倍 ,污 染指数为1.37,杭州市作为浙江省政治、经济和文化中心，交通流量大、各项经济贸易、文体和商业等活动较为频繁是导致铅污染的主要原因[11]. 林晓峰用因子分析法对泉州市城市表层土壤中的铅污染来源进行探讨，认为铅主要来自交通污染和工业污染[12].Lu 等研究指出广州市区土壤铅含量的平均值为 121.6 mg/kg,是广州市土壤铅背景值的 2.6 倍，污染指数为 1.21,作者认为可能与样品多采集于工业区和商业区有一定关系[2]. 我国部分城市土壤环境铅含量详见表 1.

　　2.2 城市土壤铅含量的空间分布特征

　　我国不同城市土壤环境铅含量差异较大，总体来看南方城市土壤铅含量高于北方地区。 在我国的东南沿海地区、西南的成都以及北方的乌鲁木齐和长春等城市土壤铅污染相对较重，这可能与城市土壤铅含量的高低、城市工业结构及经济水平有一定的关系。

　　2.3 城市土壤铅含量的变化趋势按照土壤样品的采集时间，选择 2005 年作为分界将研究数据分为两组，对于未报道采样时间的文献，以其发表时间减去两年作为其样品的采样时间。 采样时间在 1999-2005 年之间的研究， 铅含量平均值为71.9 mg/kg, 在 2006-2013 年之间的为 45.1 mg/kg,表明我国土壤环境铅含量有随时间下降的趋势。

　　3 讨论

　　3.1 我国城市土壤铅含量水平及铅污染的整体情况

　　本研究显示， 我国城市土壤环境铅含量总体不高，但是局部地区存在轻度或重度污染；土壤的污染水平有随着时间变化降低的趋势，其原因可能与我国禁用含铅汽油，同时与我国环境污染治理，重工业企业逐渐迁出市区，各类污染企业被关闭或整改使城市工业污染情况逐年改善有密切关系。 国外对一些城市土壤环境铅含量进行了广泛研究，如墨西哥城市土壤铅含量平均值为 82.0 mg/kg[49],格鲁利亚斯科城市土壤铅含量平均值为 77.0 mg/kg[50],工业区较多的加济阿巴德城市土壤铅含量平均值为 147.0 mg/kg[51]. 本次研究中，我国城市土壤环境铅含量为 65.0 mg/kg,总体低于墨西哥、格鲁利亚斯科和加济阿巴德等城市土壤环境铅含量水平。 本研究结果高于 Cheng 等报道的我国城市土壤铅平均值（45.3 mg/kg），其原因之一是Cheng等所研究的城市均为省会城市，没有包括其它土壤铅含量较高的非省会城市（如泉州市等）；其二，本研究纳入分析的文献土壤样品采集时间为 1999-2013年， 也会在一定程度上影响城市土壤环境铅含量水平，导致土壤铅含量偏高。

　　3.2 我国城市土壤铅的污染来源情况

　　对城市土壤铅含量及其污染来源进行分析发现，工业活动、城市交通以及人为活动是土壤铅污染的主要来源。 工业污染主要是城区的工业企业排放的烟尘或粉尘（包括城市建筑行业产生的建筑粉尘）等通过大气干湿沉降致土壤污染；交通污染主要是机动车辆排放的废气以及车辆构造磨损物通过大气扩散沉降和降雨携带进入土壤。 另外，有研究表明，含铅汽油的使用也对土壤铅污染有贡献，尽管我国已经普遍使用无铅汽油，但是原来使用含铅汽油时进入土壤中的铅仍累积在土壤中[52]. 经济贸易、文体和商业活动等产生的大量生活垃圾和固体废弃物也可以直接污染城市土壤。

　　4 小结

　　本研究主要对我国部分城市土壤环境铅含量进行了整合分析，并评价了我国城市土壤环境铅的累积与污染状况，并结合文献报道对我国城市土壤环境铅污染来源进行了简要的分析。 结果表明：1）有 84.8%（28/33）的 城市土壤铅含量超过当地背景值，我国城市土壤环境铅的累积现象普遍；2）12.1%（4/33） 的城市土壤环境铅的污染指数大于 1,广州、杭州和上海 3 个城市的污染指数介于 1 和2 之间， 土壤存在轻度铅污染； 泉州市污染指数大于2,土壤受到铅的中度污染；3）土壤环境铅含量有随时间下降的趋势。 1999-2005 年 间采集样品的铅含量平均值为 71.9 mg/kg,2006-2013 年间的为 45.1 mg/kg;4） 根据文献报道城市土壤铅的污染来源分析发现，在工业活动频繁和交通密集的地区，土壤受到的污染较严重。