鄂西南煙區空氣和灌溉水質量初探

佀國涵，饒雄飛，趙書軍，徐大兵，向必坤，上官力，任曉紅

摘要：通過對利川市煙區空氣和灌溉水進行采樣、監測和分析，并采用綜合污染指數法進行評價，結果表明，利川市煙區空氣綜合質量狀況達到Ⅰ級標準，且隨著距利川市城區距離的縮短，空氣的綜合污染指數呈逐漸升高的趨勢，且9月份的環境空氣綜合污染指數較5月份和7月份均呈不同程度的升高趨勢;灌溉水綜合質量狀況達到Ⅰ級標準，灌溉水中重金屬種類主要為砷和鉻，但其含量均低于《農田灌溉水質標準》（GB5084-2005）所規定限值。

關鍵詞：鄂西南煙區;空氣;灌溉水;質量

中圖分類號：X823;X824 ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ?文章編號：0439-8114（2014）23-5701-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2014.23.020

隨著工農業的發展、人們生活水平的提高和公眾生態環境意識的增強，全社會對農產品的品質要求越來越高[1]。煙草是一種嗜好品，其安全性也愈來愈引起關注。煙葉產地環境生態不僅是決定煙葉特色和內在質量的關鍵因子，而且是關系煙葉安全性的控制因子[2]?？諝?、水、土壤等環境中的外來有害物質或者背景有害物質通過吸收、轉化進入煙株體內，對成品煙葉的安全性造成影響，因此對煙葉產地生態環境進行評價，對煙葉產區科學區劃是生產低危害安全性煙葉的基礎。

以往對產地生態環境的評價多集中在糧食作物、蔬菜和水果等農產品上[3-5]，而對煙葉的產地環境尤其是對產地空氣和灌溉水進行系統分析和評價卻較少，本研究以鄂西南煙區具有代表性的區域——恩施自治州利川市作為研究對象，對煙區空氣和灌溉水的質量進行初步分析和評價，為制定湖北省煙葉產地生態環境標準及無公害煙葉生產技術提供理論支撐。

1 ?材料與方法

1.1 ?研究區域概況

利川市位于湖北省西南部，地跨東經108°21′-109°18′，北緯29°42′-30°39′，屬云貴高原東北的延伸部分，地處巫山流脈與武陵山北上余脈的交匯部，平均海拔1 100 m。屬亞熱帶季風性濕潤氣候，全年平均氣溫12.8 ℃、活動積溫3 641 ℃、無霜期234 d、降雨量1 300 mm左右。利川市自 1963 年開始試種烤煙至今，已有近50余年的烤煙種植歷史。全市常年種植烤煙面積達 7 000 hm2左右，是湖北省最大的烤煙種植縣（市）。利川市的煙葉具有“甜雅香”品質特征，以濃透清香型和濃偏中香型為主，香氣質好，工業可用性較強，是“清江源”特色品牌山地煙葉的重要組成部分，是浙江中煙、湖北中煙、山東中煙等知名卷煙品牌的主要原料基地之一[6]。

1.2 ?樣品采集

空氣樣和灌溉水樣的采集按照同心圓布點法布置采樣點，以利川市城區為中心，向主要煙區的方向輻射，以5 km的間距設置采樣點;采樣點分別設置于利川市城區、元堡鄉煙草站、元堡鄉瑞坪村和元堡鄉東曹村。采樣時間分別選擇在2013年的5月中旬、7月中旬和9月中旬進行。

空氣樣利用KC-6120型大氣綜合采樣器進行采集，每天采樣分3個時段進行，分別為8：00-10：00，12：00-14：00，15：00-17：00。

灌溉水樣主要采集煙葉主產區（鄉鎮）內較大的河流、水庫或者池塘（包括水窖），另外河流水源的取樣應在流經主產煙區的河流段取樣。

1.3 ?分析方法

空氣中各項指標的分析方法：

二氧化硫采用甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法（HJ482-2009）測定;氮氧化物采用鹽酸萘乙二胺分光光度法（HJ 479-2009）測定;總懸浮顆粒物采用重量法（GB/T 15432-1995）測定;氟化物采用氟離子選擇電極法（HJ 480-2009）測定;鉛及其化合物采用石墨爐原子吸收分光光度法（HJ 539-2009）測定。

灌溉用水各項指標的分析方法參照GB/T 5750.4-2006進行：

pH采用玻璃電極法測定;高錳酸鹽指數采用酸性高錳酸鉀法測定;汞采用雙硫腙分光光度法測定;砷采用二乙氨基二硫化甲酸銀分光光度法測定;鎘采用無火焰原子吸收分光光度法測定;鉛采用無火焰原子吸收分光光度法測定;氰化物采用異煙酸-吡唑酮比色法測定;揮發酚類采用4-氨基安替比林分光光度法測定。

1.4 ?評價標準與方法

1.4.1 ?環境質量評價標準 ?空氣評價標準采用《環境空氣質量標準》（GB 3095-2012），空氣各項污染物濃度限值及其檢出限見表1;灌溉水的評價標準采用《農田灌溉水質標準》（GB 5084-2005），灌溉水各項監測指標濃度限值及其檢出限見表2。

1.4.2 ?評價方法

1）單項污染指數法。適用于嚴格指標和一般控制指標。計算公式為Pi=Ci/Si，式中，Pi為環境中污染物i的單項污染指數;Ci為環境中污染物i的實測濃度;Si為污染物i的評價標準。Pi≤1時，判斷為合格，Pi>1時，判斷為不合格。

2）綜合污染指數法。大氣綜合污染指數：

P綜=■

式中，max（Pij）為參與評價的最大單因子指數;ave（Pij）為參與評價的單因子指數平均值。P綜≤0.6表明清潔、劃分為Ⅰ級，0.62.8表明極重污染、劃分為Ⅴ級[7，8]。

水綜合污染指數：

P綜=■

式中，（Ci/Si）max為參與評價的單項污染指數最大值;（Ci/Si）ave為參與評價的單項污染指數平均值。P綜≤0.7表明清潔、劃分為Ⅰ級，0.73.0表明為重污染、劃分為Ⅴ級[9，10]。

2 ?結果與分析

2.1 ?利川市煙區環境空氣質量評價

2.1.1 ?采樣時間對環境空氣質量的影響 ?從環境空氣監測結果（表3）來看，根據采樣時間的不同，利川市煙區空氣的監測結果有所不同。在不同監測點中，9月份采集的空氣中總懸浮顆粒物、二氧化硫和氮氧化物的濃度均高于5月份和7月份，9月份空氣中總懸浮顆粒物和氮氧化物的濃度較5月份分別提高了2.0%～56.9%和0%～45.7%，較7月份分別提高了10.9%-38.8%和5.3%～59.5%;除元堡煙草站監測點外，9月份的空氣中二氧化硫含量較5月份和7月份分別提高了23.8%～45.0%和65.0%～83.9%。這可能與后期煙葉烘烤燃燒煤炭或其他燃料后向空氣中排放出相應的污染物質有關。在三次取樣時間中，空氣中的氟化物含量均在0.9 μg/m3的檢出限以下;而鉛及其化合物除利川市區監測點外，均以7月份采集的空氣樣品中含量最高，其次為9月份，而以5月份的最低。

2.1.2 ?采樣地點對環境空氣的影響 ?以利川市城區為中心，向主要煙區輻射的方向設置監測點，其中元堡鄉煙草站監測點距利川市區約5 km，瑞坪村監測點距利川市區約10 km，東槽村監測點距利川市區約10 km，但與瑞坪村監測點相距3 km。從表3可知，利川市城區空氣中總懸浮顆粒物、鉛及其化合物、二氧化硫和氮氧化物的濃度總體上均最高，利川市城區空氣中的二氧化硫和氮氧化物的濃度值較元堡鄉煙草站監測點分別提高了11.1%～87.5%和6.1%～36.4%，較距利川市區約10 km的監測點（瑞坪村和東槽村）分別提高了22.2%～71.8%和14.3%～61.2%。除5月份的空氣中鉛及其化合物和9月份空氣中總懸浮顆粒物外，利川市區的空氣中總懸浮顆粒物和鉛及其化合物較元堡鄉煙草站監測點分別提高了21.1%～27.3%和12.1%～93.7%，較距利川市區約10 km的監測點（瑞坪村和東槽村）分別提高了3.0%～68.7%、11.2%～94.2%。由此可見，環境空氣的質量主要跟人口密集程度以及車輛的多寡有關。

2.1.3 ?環境空氣質量的綜合評價 ?由表3可知，利川市的空氣質量的綜合污染指數為0.084～0.330，均小于0.6，這表明該地區的空氣質量等級可劃定為Ⅰ級，達到了清潔水平。隨著距利川市城區距離的縮短，環境空氣的綜合污染指數呈逐漸升高的趨勢，其中以利川城區的空氣綜合污染指數最高;9月份空氣的綜合污染指數較5月份和7月份均有不同程度的升高趨勢。

2.2 ?利川市煙區灌溉水質量評價

從利川市煙區灌溉水監測結果（表4）可知，利川市煙區灌溉水的綜合污染指數為0.118～0.230，均小于0.7，這表明該地區灌溉水質量等級可劃定為Ⅰ級，達到了清潔水平。從5月份、7月份和9月份的灌溉水的監測結果可知，環境水中的各項監測指標的濃度均低于GB 5084-2005所規定相應限值。灌溉水中的鉛、鎘、汞、氰化物和揮發酚的含量均低于最低檢出限;而砷和總鉻在5月份、7月份和9月份的取樣中均有檢出，利川清江河水中5月份和7月份的總鉻含量分別為8.00 μg/L和10.00 μg/L，而砷的含量僅在7月份的取樣中檢出，為3.74 μg/L;利川元堡鄉河水中總鉻的含量僅5月份有檢出，其含量為11.00 μg/L，而總砷于7月份有檢出，其含量為1.63 μg/L。在瑞坪村和東槽村的池水中僅9月檢出砷的含量，分別為3.74 μg/L和1.66 μg/L。由此可知，在利川市煙區灌溉水中的重金屬主要為砷和鉻，但其含量總體上低于《農田灌溉水質標準》（GB5084-2005）所規定限值。利川市煙區灌溉水的pH均呈弱堿性（>7.5），河流水中的高錳酸鉀指數和全鹽量在不同取樣時間均大于池水，這可能與河流水受有機物及還原性無機物的污染程度大于池水有關。

3 ?結論

1）利川市煙區空氣的綜合污染指數為0.084～0.330，空氣質量達到了Ⅰ級標準?？諝獾木C合污染指數隨著距利川市城區距離的縮短呈逐漸升高的趨勢，且9月份的環境空氣綜合污染指數較5月份和7月份均有不同程度的升高趨勢，其中主要表現在空氣中總懸浮顆粒物、二氧化硫和氮氧化物的濃度的升高。

2）利川市的煙區灌溉水的綜合污染指數為0.118～0.230，灌溉水質達到了Ⅰ級標準。灌溉水的pH呈弱堿性，且水質中重金屬主要為砷和鉻，但其含量總體上仍在《農田灌溉水質標準》（GB5084-2005）所規定限值范圍內;河水中的高錳酸鉀指數和全鹽量在不同取樣時間均高于池水。

參考文獻：

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