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摘 要：为研究客运索道建设对所在景区索道支架处土壤的重金属污染状况，以及对我国今后客运索道建设与发展提出建议，以福建和广东两省不同地域的4条客运索道支架处土壤为研究对象，运用对比样方法对土壤取样并测定其铬（Cr）、镉（Cd）、铅（Pb）含量，基于沉积学的理论，采用内梅罗综合指数法和潜在生态危害指数法对客运索道支架处的土壤进行评价。结果表明，鼓山索道支架处土壤受到重金属镉（Cd）中度污染及铅（Pb）重度污染；仙公山索道支架处土壤受到重金属铅（Pb）中度污染；麒麟山索道支架处土壤受到重金属镉（Cd）重度污染及铅（Pb）重度污染；大侠谷索道支架处土壤受到重金属镉（Cd）轻度污染。研究表明，在客运索道支架处的干扰样方与对照样方重金属污染程度存在显著差异，由此可推断客运索道对其支架周边土壤具有一定程度的重金属污染。
关键词：客运索道；沉积学；重金属污染；内梅罗综合指数；潜在生态危害指数
中图分类号：S 714.2 文献标识码：A 文章编号：1001-005X（2017）06-0031-05
Assessment of Heavy Metal in Soil Nearby Passenger Ropeway Bracket
Zhou Chengjun1，Lu Xiulin1，Huang Xiaoli2，Zhou Xinnian1，
Wu Zhilong1，Liu Fuwan1，Lv Shiwen1
（1.College of Transportation and Civil engineering，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou 350002；
2.Nanping Bureau of Agriculture of Fujian Province，Nanping 353000）
Abstract：In order to study the situation of heavy metal pollution in the passenger ropeway bracket in the scenic area，and to make suggestions for the construction and development of China"s passenger ropeway，soil of four passenger ropeways in different regions of Fujian and Guangdong Province were selected as the research object.Compared quadrat method was used to collect the soil samples and the contents of Cr，Cd and Pb were analyzed.Then evaluation on the soil test data was carried out by using the Nemoro synthesis index and potential ecological risk index，which was based on sedimentology.Research indicates that，soil of Gushan ropeway suffered moderate Cd pollution and severe Pb pollution；soil of Xiangongshan ropeway suffered moderate Pb pollution；soil of Qilinshan ropeway suffered severe Cd pollution and severe Pb pollution；soil of Daxiagu ropeway suffered severe Cd pollution.The results showed that there was a significant difference in the degree of heavy metal pollution between experimental samples and control samples，and it can be deduced that the passenger ropeway had a certain degree of heavy metal pollution to its surrounding soil.
Keywords：Passenger ropeway；sedimentology；heavy metal pollution；Nemoro synthesis index；potential ecological risk index
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0 引言
土壤是人類赖以生存的重要资源之一，人类社会的高速发展以及工业化进程的加快，导致土壤同其它资源一样面临着各种各样的污染威胁，其中土壤的重金属污染现象已经逐步成为全世界共同面临的一大难题。由于人类的生产活动和开发建设，导致土壤环境中微量重金属元素含量超过历史背景值，逐渐过量沉积而造成含量过高的现象，统称为土壤重金属污染[1]。土壤中重金属元素含量过多会对土壤中的各种微生物产生抑制毒害作用，导致土壤的生产力大幅降低。此外，重金属元素直接作用于各类植物，严重影响植物的生长、发育和繁殖，最终破坏生态系统平衡[2]。
随着我国日益增长的客运索道数量和公众不断增强的环保意识，人们在关注客运索道带来的便利和经济效益的同时，也开始关注客运索道对周边环境造成的影响[3-4]。客运索道大多建在风景区，施工的复杂性以及索道支架在景区的搭建对于周边环境会造成一定影响[5-6]，其中客运索道支架通常为钢支架，钢支架对土壤环境污染较低，但为了防止钢支架锈蚀、提高使用寿命以及出于美观考虑，索道钢支架一般选择涂覆油漆，加之客运索道支架长期暴露在空气中，受风沙与雨水等影响，容易产生脱皮和掉漆等现象，并在补漆与换漆过程中油漆可能滴入土壤造成污染。油漆中的重金属污染元素包括铬（Cr）、镉（Cd）、铅（Pb）、汞（Hg）、锑（Sb）、硒（Se）和砷（As）等，其中汞（Hg）、锑（Sb）、硒（Se）与砷（As）属于易挥发元素难于检测，而铬（Cr）、镉（Cd）和铅（Pb）等元素不易挥发，会长时间存在于土壤中并产生较大危害，且其分析检测准确度高[7]，故客运索道支架处土壤重金属评价中将铬（Cr）、镉（Cd）和铅（Pb）作为研究评价的目标重金属元素。本研究基于沉积学理论，选取内梅罗综合污染指数法和潜在生态危害指数法，深入调查分析客运索道支架周边土壤的重金属污染程度，并对其污染做出相应评价，提出重金属污染治理措施和建议，对于探索建设新型绿色客运索道、实现我国客运索道的可持续发展具有重要意义[8]。
1 数据调查方法及结果
1.1 地域差异调查法
选取福建省及广东省具有代表性的4条客运索道：①鼓山索道（福建福州）；②仙公山索道（福建泉州）；③麒麟山索道（福建三明）；④大侠谷索道（广东深圳）。
1.2 对比样方调查法
采用主观取样法，根据索道沿线地形与地势，随机选择包含东、西、南、北坡4个不同坡向及粘土、粘壤土、壤土、砂壤土与砂土5种不同土质的客运索道支架点，以支架（约1.2 m×1.2 m）为中心，布设2.5 m×2.5 m的干扰样方，在该样方沿水平方向约5 m处的非索道区域，土壤基本不受索道支架干扰，故设相同尺寸的对照样方，每条索道选取10个索道支架，设20个样方。对每个干扰样方和对照样方，按照梅花布点法，先进行样方的整修、清理，铲去表层的植被及浮土，从中心部位自上而下分6层挖至深度为30 cm，每层取1 cm土样，共取厚度为5 cm的土样，然后将所取的样方土样均匀混合，装入带有样方编号的洁净的容器中，晾干。每个样点取土的深度、厚度及宽度都基本相同。最后将每条索道所取的干扰样方和对照样方土壤分别混合均匀，按四分法取适量，用ICP-MS测定有效态铬（Cr）（HCL浸提）及镉（Cd）、鉛（Pb）（DATA浸提）浓度，进行室内测试分析，记录并分析结果中铬（Cr）、镉（Cd）和铅（Pb）的含量。
1.3 实验结果
经取样与测定，得4条索道各10个支架、20个样方中铬（Cr）、镉（Cd）和铅（Pb）三种重金属平均浓度，见表1。以表1中各重金属浓度值及最大误差正值为依据，分析土壤重金属的污染程度。
2 评价方法及标准
土壤重金属污染评价分析方法较多，如内梅罗指数法、单因子指数法、潜在生态危害系数法、层次分析法和模糊数学法等[9-12]。内梅罗综合指数法突出了污染指数最大的污染物对环境质量的影响和作用，适用于将所评价区域土壤与外区域土壤质量进行比较，以及土壤同时涉及多元素重金属污染的土壤；潜在生态危害指数法从多种有害元素的加和作用作为出发点，同时引入毒性相应系数，消除了区域差异影响，适用于大区域范围内的土壤或沉积物中重金属污染程度及其潜在生态危害的综合评价。考虑本研究涉及的样地包括干扰样方与对照样方，且4条客运索道所属区域差异较大，因此，采用适用于对照比较的内梅罗综合污染指数法和适用于大区域范围土壤分析的潜在生态危害系数法[13-15]。
2.1 内梅罗指数法
其计算公式为：
式中：P综合为内梅罗综合指数；Pi为单项污染指数；Ci为污染物实测值；Si为根据需要选取的评价标准值；Pi为单项污染指数平均值；Pimax为最大单项污染指数。
当P综合≤1时，评价结果为非污染；当1
2.2 潜在生态危害指数法
其计算公式为：
式中：Cif为某种金属元素的污染系数；Ci表层为某种重金属元素在土壤或沉积物中的浓度实测值；Cin为计算时所选择的参比值；Ei为某种重金属元素潜在生态危害指数；Ti为某种重金属元素的毒性响应系数，分别为：Zn=1；Cr=2；Cu=Ni=Pb=5；As=10；Cd=30；Hg=40[16]。
土壤重金属污染潜在生态风险程度分级见表2。
2.3 评价标准
为反映特定研究区域分异性及实际污染状况，评价均以各条索道所在区域（鼓山索道、仙公山索道及麒麟山索道所属福建省区域和大侠谷索道所属广东省区域）土壤环境背景值为基准[17-19]见表3。
3 结果与分析
3.1 内梅罗指数法评价结果
各条索道干扰样方与对照样方的土壤重金属内梅罗指数评价结果对比见表4。
由表4可知，多数索道土壤干扰样方与对照样方的污染程度有明显差异，干扰样方土壤出现明显的重金属污染现象，对照样方则为轻污染或非污染。其中，鼓山索道干扰样方的镉（Cd）与铅（Pb）分别呈现中度污染与重度污染，而对照样方为轻污染与非污染；仙公山索道干扰样方的镉（Cd）与铅（Pb）呈现轻度污染与中度污染，而对照样方为轻度污染与非污染；麒麟山索道干扰样方的镉（Cd）与铅（Pb）呈现重度污染，而对照样方均为非污染；大侠谷索道干扰样方的镉（Cd）呈现轻度污染，而对照样方为非污染。
3.2 潜在生态危害指数法评价结果
各条索道干扰样方与对照样方的土壤重金属潜在生态危害指数评价结果见表5。
由表5可知，除了麒麟山索道土壤重金属干扰样方与对照样方的镉（Cd）污染程度有明显差异外，其它地区索道土壤干扰样方与对照样方的各种重金属污染程度虽无生态风险程度差异，但所得风险参数值有明显差异：干扰样方的风险参数值高于对照样方。其中鼓山索道干扰样方铬（Cr）、镉（Cd）和铅（Pb）的风险参数分别为对照样方风险参数的8.14、1.17和7.40倍；仙公山索道干扰样方铬（Cr）、镉（Cd）和铅（Pb）的风险参数分别为对照样方风险参数的3.03、1.05和22.90倍；麒麟山索道干扰样方铬（Cr）、镉（Cd）和铅（Pb）的风险参数分别为对照样方风险参数的6.08、7.10和16.82倍；大侠谷索道干扰样方铬（Cr）、镉（Cd）和铅（Pb）的风险参数分别为对照样方风险参数的1.20、6.88和1.36倍。
3.3 结果分析
（1）由内梅罗指数评价法得出：鼓山索道对照样方土壤受到重金属镉（Cd）中度污染及铅（Pb）重度污染；仙公山索道对照样方土壤受到重金属铅（Pb）中度污染；麒麟山索道对照样方土壤受到重金属镉（Cd）重度污染及铅（Pb）重度污染；大侠谷索道对照样方土壤受到重金属镉（Cd）轻度污染。
（2）由潜在生态危害指数评价法得出：除了麒麟山索道土壤重金属干扰样方与对照样方的镉（Cd）污染程度有明显差异外，其它地区索道土壤干扰样方与对照样方的各种重金属污染程度虽无生态风险程度差异，但所得风险参数值有明显差异，干扰样方的潜在风险参数值均高于对照样方。
（3）两种不同的土壤重金属评价方法由于计算方法与评价分级不同，所得数据结果存在差异，但所得结果基本一致，可以明显看出各条索道所选干扰样方与对照样方土壤重金属元素含量存在差异，干扰样方的土壤重金属污染程度强于对照样方，由此证明客运索道支架确实对其周边土壤产生了重金属污染。本研究选取不同区域的客运索道土壤进行研究，其中鼓山索道、仙公山索道和麒麟山索道选用福建省土壤环境背景值，大侠谷索道选用广东省土壤环境背景值。虽然各条索道位于不同的土壤环境背景值区域，但由评价结果来看，各条客运索道支架干扰样方周边土壤的重金属元素含量都有所增加，与其对照样方相比均产生了重金属污染现象，由此可以证明在不同区域与不同土壤背景值的景区中客运索道支架都会对土壤造成重金属污染，客运索道支架处土壤的重金属污染现象普遍存在。
（4）由4条客运索道支架处土壤所受污染程度可以看出，索道的运营时间越长，其支架周边的土壤重金属综合污染程度越大，以对照样地土壤重金属实验值为背景值，本研究得到4条索道支架处土壤综合污染程度均达到重度污染，其污染程度與索道运营时间成正比关系。
4 结论与讨论
应用内梅罗综合指数法和潜在生态危害指数法分别对福建鼓山、仙公山与麒麟山以及广东大侠谷4条客运索道的支架处土壤进行重金属污染评价，其结果显示干扰样方与对照样方土壤中，各重金属评价数值有明显差异，且干扰样方数值均高于对照样方，说明客运索道支架处对周边土壤存在重金属污染现象，进而表明客运索道的建设与运营会对景区土壤的生态环境造成一定程度的不利影响。
土壤对生态系统的稳定和环境健康状况有着重要的影响，然而国内外关于客运索道支架处对土壤环境影响的分析评价甚少。我国客运索道建设已越来越重视生态环境的保护，今后应设立相关考评标准和规定，加强监督管理，加大检查力度，使得客运索道建设更加规范有序，并且在建设过程中有关高污染材料的使用应得到限制，将索道建设对景区环境的影响降到最低。对已受到污染的景区应及时进行土壤修复治理，深入调查污染范围和程度，合理提出解决方案，早日恢复景区的土壤环境安全。对索道沿线进行植被调查，根据不同客运索道所处区域的不同气候条件、土质及植被生长情况，在各索道沿线范围内，因地适宜地培育具有重金属改善及吸附能力的植被，防护和修复客运索道支架位置的土壤环境。有关土壤重金属污染治理的研究将会有广阔的发展前景，为包括客运索道支架处土壤重金属污染治理在内的问题找到更好的解决办法，找到更加合理的土壤修复手段使已经受到重金属污染的土壤得到一定程度的恢复。另外有关客运索道的科研投入应有所增加，加快研究新型环保索道的步伐。随着材料科学的发展，在客运索道支架材料使用方面会有新的改变，新型轻质环保无污染材质支架将取代旧的金属支架，进而从根本上解决客运索道支架土壤重金属污染的问题，环境友好无污染的新型绿色客运索道建设指日可待。
【参 考 文 献】
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