畜禽養(yǎng)殖污染對土壤和地下水的影響

顧靜 和利釗 張海歐 鄭子健 楊國航 牛婧 李瓊

摘要?為查明畜禽養(yǎng)殖業(yè)對北京市順義區(qū)龍灣屯鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境造成的影響，對龍灣屯鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖污染開展了深入研究。結(jié)果表明，除豬場樣點3中的Cu和Zn含量高于農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值外，畜禽養(yǎng)殖區(qū)外圍其他樣點中的Cd、Hg、As、Cu、Zn、Ni含量均低于農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值;與北京市土壤背景值相比，畜禽養(yǎng)殖區(qū)外圍土壤中的Hg、As、Cu、Zn、Ni?這5種重金屬元素均有不同程度超標，說明有外源物質(zhì)進入，外源物質(zhì)主要為畜禽養(yǎng)殖區(qū)的動物糞便;單因子污染指數(shù)評價結(jié)果顯示，除豬場樣點3的Cu、Zn污染指數(shù)在1～2，為Ⅱ級輕度污染外，畜禽養(yǎng)殖區(qū)外圍其他樣點的單因子污染指數(shù)均小于1，為Ⅰ級無污染;內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)（PN）評價結(jié)果顯示，除豬場樣點3的PN在1～2，為Ⅲ級輕度污染外，畜禽養(yǎng)殖區(qū)外圍其他樣點的PN均小于0.7，為Ⅰ級清潔（安全）;潛在生態(tài)危害指數(shù)法評價結(jié)果表明，Hg為龍灣屯鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖區(qū)外圍土壤重金屬的主要生態(tài)危害因子，應(yīng)將其作為優(yōu)先控制的污染元素;龍灣屯鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖區(qū)外圍地下水不符合《生活飲用水衛(wèi)生標準》，總大腸菌群、菌落總數(shù)和硝酸鹽均有一定程度超標，造成其超標的主要原因可能是未經(jīng)過處理的養(yǎng)殖廢水隨地表水進入地下水;由于施過動物糞便的土壤中存在一定的糞大腸菌群，這些糞大腸菌群會通過土壤滲濾途徑進入地下水，最終對井水產(chǎn)生影響。

關(guān)鍵詞?畜禽養(yǎng)殖;土壤重金屬;地下水;生態(tài)危害

中圖分類號?X713文獻標識碼?A文章編號?0517-6611（2020）07-0089-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.07.027

Effect?of?Livestock?and?Poultry?Pollution?on?Soil?and?Groundwater—A?Case?Study?of?Longwantun?Town，?Shunyi?District，?Beijing

GU?Jing，?HE?Lizhao，?ZHANG?Haiou?et?al

（Guangxi?Bossco?Environmental?Protection?Technology?Co.，?Ltd.，Nanning，Guangxi?530007）

Abstract?In?order?to?find?out?the?influence?of?livestock?and?poultry?farming?on?the?ecological?environment?of?Longwantun?Town，?we?carried?out?an?in-depth?study?on?the?pollution?of?livestock?and?poultry?breeding?in?Longwantun?Town.?The?results?showed?that?the?content?of?Cu?and?Zn?in?pig?plot?3?was?higher?than?that?in?agricultural?soil?pollution?risk?screening?value，?and?the?Cd，?Hg，?As，?Cu，?Zn，?Ni?content?in?other?sampling?sites?around?livestock?and?poultry?breeding?area?was?lower?than?that?in?agricultural?land?soil?pollution?risk?screening?value.?Compared?with?the?background?value?of?soil?in?Beijing，?the?five?heavy?metal?elements?of?Hg，?As，?Cu，?Zn，?Ni?in?the?soil?around?the?livestock?and?poultry?breeding?areas?exceeded?the?standard?in?varying?degrees，?indicating?that?there?were?foreign?substances?entering，?and?the?exogenous?substances?were?mainly?animal?feces?in?the?livestock?and?poultry?breeding?areas.?The?results?of?single?factor?pollution?index?evaluation?showed?that?except?the?Cu，?Zn?pollution?index?of?pig?farm?sample?point?3?was?between?1?and?2，?which?was?gradeⅡslight?pollution，?the?single?factor?pollution?index?of?other?samples?around?livestock?and?poultry?breeding?area?was?less?than?1，?which?showed?that?there?was?no?pollution?of?gradeⅠ.?The?results?of?Nemero?comprehensive?pollution?index?evaluation?（PN）?showed?that?except?the?PN?of?pig?farm?sample?point?3?was?between?1?and?2，?which?was?grade?Ⅲ?slight?pollution，?the?PN?of?other?sampling?sites?around?livestock?and?poultry?breeding?area?was?less?than?0.7，which?was?gradeⅠclean?（safe）.?The?evaluation?results?of?potential?ecological?hazard?index?showed?that?Hg?was?the?main?ecological?hazard?factor?of?heavy?metals?in?the?surrounding?soil?of?Livestock?and?Poultry?breeding?area?in?Longwantun?Town，?and?it?should?be?regarded?as?the?pollution?element?of?priority?control.?The?groundwater?outside?the?livestock?and?poultry?breeding?area?in?Longwantun?Town?did?not?meet?the?Sanitation?Standard?of?Drinking?Water，?and?the?total?coliform，?total?colony?and?nitrate?exceeded?the?standard?to?a?certain?extent.?The?main?reasons?for?exceeding?the?standard?may?be?the?untreated?aquaculture?wastewater?enters?into?groundwater?with?the?surface?water;due?to?the?presence?of?fecal?coliform?in?the?soil?where?animal?excrement?has?been?applied，?there?is?a?certain?number?of?fecal?coliform?bacteria?in?the?soil.?These?fecal?coliform?groups?will?enter?into?groundwater?through?soil?percolation，?which?will?eventually?affect?well?water.?In?allusion?to?the?pollution?problem?of?livestock?and?poultry?breeding?in?Longwantun?Town，?the?corresponding?prevention?and?control?countermeasures?were?put?forward.

Key?words?Livestock?and?poultry?breeding;Soil?heavy?metal;Groundwater;Ecological?hazard

基金項目?南寧市科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計劃項目（20193009）。

作者簡介?顧靜（1981—），女，陜西西安人，工程師，博士，從事環(huán)境污染防治與修復(fù)研究。

通信作者，高級工程師，博士，從事環(huán)境污染防治與修復(fù)研究。

收稿日期?2019-04-23;修回日期?2019-09-23

畜禽養(yǎng)殖業(yè)是我國農(nóng)業(yè)的重要組成部分，其產(chǎn)值僅次于種植業(yè)。但集約化、規(guī)?；B(yǎng)殖廢物產(chǎn)量大，對生態(tài)環(huán)境造成嚴重影響[1-5]?！兜谝淮稳珖廴驹雌詹楣珗蟆饭彩占?007年度2?899?638個農(nóng)業(yè)源普查對象的污染物排放情況，其中畜禽養(yǎng)殖業(yè)普查對象占67.7%。畜禽養(yǎng)殖業(yè)主要污染物排放統(tǒng)計了糞便排放和水污染物2項，其中畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞便產(chǎn)生量2.43億t，尿液產(chǎn)生量1.63億t;水污染物排放量中，化學(xué)需氧量1?268.26萬t、總氮102.48萬t、總磷16.04萬t、銅2?397.23?t、鋅4?756.94?t，分別占農(nóng)業(yè)污染源排放量的9578%、37.89%、56.34%、94.03%和97.83%，而且化學(xué)需氧量是工業(yè)源的4.03倍[6-7]。因此，規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖業(yè)是我國環(huán)境污染的重要來源之一。

北京市順義區(qū)龍灣屯鎮(zhèn)環(huán)境優(yōu)美，景色宜人，具有得天獨厚的自然資源、豐厚的文化底蘊和優(yōu)質(zhì)的果品資源。該鎮(zhèn)作為農(nóng)業(yè)發(fā)展強鎮(zhèn)，畜禽養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)業(yè)較為集中，存在2個大型的畜禽養(yǎng)殖場和多個養(yǎng)殖小區(qū)。為查明畜禽養(yǎng)殖業(yè)對周圍生態(tài)環(huán)境造成的影響，筆者對該鎮(zhèn)的畜禽養(yǎng)殖污染開展了全面調(diào)查和深入研究。

1?材料與方法

1.1?研究區(qū)概況

龍灣屯鎮(zhèn)為順義區(qū)轄鎮(zhèn)，位于區(qū)境東北部，北接密云，東臨平谷，距北京市區(qū)60?km，距順義城區(qū)30?km，距首都國際機場35?km。轄13個行政村，面積54.4?km2，人口1.6萬人。其中耕地面積0.17萬hm2，山地面積0.25萬hm2，占全區(qū)山地總面積近2/3（圖1）。龍灣屯鎮(zhèn)屬于暖溫帶半濕潤季風(fēng)性大陸氣候，其主要特征是四季分明，春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季天高氣爽，冬季寒冷干燥。該地區(qū)降雨相對集中，風(fēng)向有明顯的季節(jié)變化，冬季以北風(fēng)和西北風(fēng)為主，夏季則多為偏南風(fēng)。該鎮(zhèn)最高和最低月平均氣溫分別出現(xiàn)在7月和1月，年平均氣溫為11?℃左右。

1.2?樣點選擇、樣品采集與試驗測定

根據(jù)實地調(diào)研結(jié)果，選定丁甲莊村順鑫集團杜洛克原種豬場、丁甲莊村大發(fā)正大有限公司種雞場、七連莊村養(yǎng)殖小區(qū)堆糞坑作為研究樣點（圖1），主要采集土壤和地下水樣品。

1.2.1?丁甲莊村順鑫集團杜洛克原種豬場。

順鑫集團杜洛克原種豬場位于龍灣屯鎮(zhèn)丁甲莊村（40°15′51″N，116°49′14″E），建成于2002年，總面積約8.67?hm2，養(yǎng)殖數(shù)量約6?000頭。土壤采樣點設(shè)置在養(yǎng)殖區(qū)外約500?m范圍內(nèi)，采用網(wǎng)格法進行隨機布點，網(wǎng)格大小為200?m×200?m。布設(shè)樣點1（菜地）、樣點2（果園）和樣點3（糞池周圍林地）3個采樣小區(qū)，每個采樣小區(qū)采用梅花點法采集3個樣品組成一個混合樣品，共采集9個土壤樣品。樣點1和樣點3的土壤樣品采集深度為0～20?cm，樣點2的土壤樣品采集深度為0～60?cm。樣品運輸、保存、分析和測定均按照《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T?166—2004）要求執(zhí)行，測定指標包括糞大腸菌群、pH、水分、Cu、Zn、Cd、Ni、As、Hg共9項。

地下水樣品采集點選擇在養(yǎng)殖區(qū)外的自備井中，據(jù)實地調(diào)查，豬場養(yǎng)殖區(qū)外圍地下水既可用作灌溉水又可用作飲用水。地下水樣品的采集、運輸、保存、分析和測定均按照《地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（HJ/T?164—2004）》和《生活飲用水標準檢驗方法》（GB?5750）要求執(zhí)行，測定指標為pH、總硬度、溶解性總固體、氯化物、揮發(fā)酚、耗氧量、氨氮、硫化物、總大腸菌群、菌落總數(shù)、亞硝酸鹽、硝酸鹽、氰化物、氟化物、Hg、As、Cd、Cr（六價）、Pb、總α放射性、總β放射性共21項。

1.2.2?丁甲莊村大發(fā)正大有限公司種雞場。

丁甲莊村大發(fā)正大有限公司種雞場位于龍灣屯鎮(zhèn)丁甲莊村（40°15′33″N，116°49′24″E），建成于1985年，總面積約13.33?hm2，養(yǎng)殖數(shù)量約18萬只。土壤采樣點設(shè)置在養(yǎng)殖區(qū)外約500?m范圍內(nèi)，采用網(wǎng)格法進行隨機布點，網(wǎng)格大小為200?m×200?m。布設(shè)樣點1（菜地）、樣點2（菜地）、樣點3（菜地）3個采樣小區(qū)，每個采樣小區(qū)采用梅花點法采集3個樣品組成一個混合樣品，共采集3個土壤樣品，采集深度為0～20?cm。樣品運輸、保存、分析和測定均按照《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T?166—2004）要求執(zhí)行，測定指標包括糞大腸菌群、pH、水分、Cu、Zn、Cd、Ni、As、Hg共9項。

地下水采樣點設(shè)置在雞場養(yǎng)殖區(qū)外圍的自備井中，據(jù)實地調(diào)查，雞場養(yǎng)殖區(qū)外圍地下水既為生活飲用水。地下水樣品的采集、運輸、保存、分析和測定均按照《地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（HJ/T?164—2004）》和《生活飲用水標準檢驗方法》（GB?5750）要求執(zhí)行，測定指標為pH、總硬度、溶解性總固體、氯化物、揮發(fā)酚、耗氧量、氨氮、硫化物、總大腸菌群、菌落總數(shù)、亞硝酸鹽、硝酸鹽、氰化物、氟化物、Hg、As、Cd、Cr（六價）、Pb、總α放射性、總β放射性共21項。

1.2.3?七連莊村養(yǎng)殖小區(qū)堆糞坑。

七連莊養(yǎng)殖小區(qū)堆糞坑面積約0.20?hm2（40°12′26″N，116°54′41″E），堆積糞便類型為豬糞。為查明堆糞對該區(qū)域土壤的影響，在該區(qū)域無糞便堆積的地塊上設(shè)1個柱狀樣采樣點，采樣深度為1?m，共采集3個土壤樣品，其中表層樣采集深度為0～20?cm，中層樣采集深度為20～60?cm，深層樣采集深度為60～100?cm。樣品采集、運輸、保存、分析和測定均按照《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T?166—2004）和《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》（GB?18596—2001）要求執(zhí)行，測定指標為糞大腸菌群、pH、水分、Cu、Zn、Cd、As、Hg共9項。

由于受采樣時間、人員和環(huán)境等條件限制，七連莊養(yǎng)殖小區(qū)堆糞坑周圍未采集地下水樣品。

1.3?評價方法

1.3.1?單因子污染指數(shù)法。

單因子污染指數(shù)法適用于單一因子污染的特定區(qū)域的評價，可以反映單一污染物的污染程度，是其他環(huán)境質(zhì)量指數(shù)、環(huán)境質(zhì)量分級和綜合評價的基礎(chǔ)，表達式如下：

Pi?=?Ci/Sip（1）

式中，Pi為土壤中污染物i的環(huán)境質(zhì)量指數(shù)，Ci為污染物i的實測含量，Sip為污染物i的評價標準。

根據(jù)Pi的大小，將土壤污染程度劃分為5級。若Pi≤1，表示土壤未受到人為污染，否則表示土壤已受到人為污染，P越大，則表示受到的污染程度越高，分級標準詳見表1。

1.3.2?內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法。

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法反映了各項污染物對土壤的作用，同時突出了高濃度污染物對土壤環(huán)境質(zhì)量的影響，兼顧了單因子污染指數(shù)平均值和最大值。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)（PN）的計算公式如下：

PN?={[（平均單項污染指數(shù)）2?+（最大單項污染指數(shù)）2]/2}1/2（2）

根據(jù)PN的大小，將土壤污染程度劃分為5級，PN越大，則表示受到的污染程度越高。分級標準詳見表2。

1.3.3?潛在生態(tài)危害指數(shù)法。

潛在生態(tài)危害指數(shù)法由瑞典科學(xué)家Hakanson[8]所提出，該法是基于重金屬性質(zhì)及環(huán)境行為特點，從沉積學(xué)角度提出的對土壤或沉積物中重金屬污染進行評價的方法。該方法綜合考慮了重金屬毒性、在土壤中的遷移規(guī)律、評價區(qū)域?qū)χ亟饘傥廴镜拿舾行砸约爸亟饘賲^(qū)域背景值的差異，消除了區(qū)域差異影響，體現(xiàn)了生物有效性、相對貢獻、地理空間等特點，可綜合反映重金屬對生態(tài)環(huán)境的影響潛力[9-10]。潛在生態(tài)危害指數(shù)涉及到單項污染系數(shù)、重金屬毒性響應(yīng)系數(shù)以及潛在生態(tài)危害單項系數(shù)，其公式分別為：

RI=Eir（3）

Eir=Tir/Cif（4）

Cif=Ci/Cin（5）

式中，RI為多種重金屬潛在生態(tài)危害指數(shù);Eir為某種重金屬的潛在生態(tài)危害單項系數(shù);Tir為某種重金屬的毒性系數(shù)，該研究中Cd、Hg、As、Cu、Zn、Ni?6種重金屬元素的毒性系數(shù)分別為30、40、10、5、1、5[9-10];Cif為重金屬的單項污染系數(shù);Ci為表層土壤重金屬濃度實測值;Cin為參比值，該研究選用北京市土壤背景值[11-12]作為參比值。分級標準見表3。

2?結(jié)果與分析

2.1?土壤重金屬含量分析

2.1.1?豬場養(yǎng)殖區(qū)外圍土壤重金屬含量分析。

2.1.1.1

與《土壤環(huán)境質(zhì)量?農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標準（試行）》對比。從表4可以看出，樣點1和樣點2的Cd、Hg、As、Cu、Zn、Ni含量均低于《土壤環(huán)境質(zhì)量?農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標準（試行）》（GB?15618—2018）（以下簡稱標準）中的農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值，說明樣點1和樣點2這6種重金屬含量對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、農(nóng)作物生長的風(fēng)險低，一般情況下可以忽略。

樣點3的Cd、Hg、As、Ni含量均低于《標準》中的農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值，說明樣點3的Cd、Hg、As、Ni含量對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、農(nóng)作物生長的風(fēng)險低，一般情況下可以忽略。但樣點3的Cu和Zn含量高于《標準》，且分別高出0.78和0.96倍，說明樣點3的Cu和Zn對農(nóng)作物生長可能存在風(fēng)險，應(yīng)當加強土壤環(huán)境監(jiān)測和農(nóng)產(chǎn)品協(xié)同監(jiān)測。

2.1.1.2?與北京市土壤背景值對比。

土壤重金屬含量背景值是制定土壤環(huán)境質(zhì)量標準的重要依據(jù)[13-14]，是判斷人為原因?qū)е峦寥乐兄亟饘俜e累的基礎(chǔ)，有助于確定土壤重金屬的來源以制定管理對策[15-16]。該研究采用北京市土壤背景值進行比對，結(jié)果表明（圖2），樣點1的Cd、Hg、Ni含量均低于北京市土壤背景值，但As、Cu、Zn含量分別高出北京市土壤背景值的0.27、0.43、1.14倍;樣點2的Cd、Hg、Ni含量均低于北京市土壤背景值，但As、Cu、Zn含量分別高出北京市土壤背景值的0.43、0.36、1.14倍;樣點3的Cd、Hg含量均低于北京市土壤背景值，但As、Cu、Zn、Ni的含量分別高出北京市土壤背景值的0.28、0.77、5.82、0.08倍。

土壤重金屬含量背景值分析表明，由于3個樣點的As、Cu、Zn含量均超過北京市土壤背景值，因此這3種重金屬均有外源物質(zhì)進入。通過實地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)樣點1和樣點2所在區(qū)域近年來一直施用養(yǎng)殖場內(nèi)的豬糞作為肥料，該肥料是導(dǎo)致這3種重金屬含量特別是Zn含量增加的主要原因。樣點3靠近豬場3個糞池，該區(qū)域Zn含量超過土壤背景值約6倍，判斷是受到了糞池滲漏的影響。前人研究成果也表明[17]，飼料中添加Cu、Zn等重金屬元素能改善豬的生長性能。高Cu能提高飼料利用率，促進豬生長;高Zn能減輕仔豬腹瀉，促進生長發(fā)育;有機As化合物是控制豬疾病和增加體重的飼料添加劑，As添加劑也正受到公眾關(guān)注。最終大部分重金屬會直接通過動物體內(nèi)排出，如進入畜禽體內(nèi)90%～95%的Zn從糞便中排出。因此畜禽養(yǎng)殖場外圍土壤中Zn、Cu、As的主要來源為施用的養(yǎng)殖場豬糞。

2.1.2?雞場養(yǎng)殖區(qū)外圍土壤重金屬含量分析。

2.1.2.1?與《土壤環(huán)境質(zhì)量?農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標準（試行）》對比。

從表5可以看出，樣點1、樣點2和樣點3的Cd、Hg、As、Cu、Zn、Ni含量均低于《土壤環(huán)境質(zhì)量?農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標準（試行）》（GB?15618—2018）（以下簡稱標準）中的農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值，說明樣點1、樣點2和樣點3這6種重金屬含量對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、農(nóng)作物生長的風(fēng)險低，一般情況下可以忽略。

2.1.2.2?與北京市土壤背景值對比。

從圖2可以看出，樣點1的Cd、Hg、Cu、Zn、Ni含量均低于北京市土壤背景值，但As含量高出北京市土壤背景值0.05倍;樣點2的Cd、Hg、Cu、Zn、Ni含量均低于北京市土壤背景值，但As含量高出北京市土壤背景值0.13倍;樣點3的Cd、Hg、Cu、Ni含量均低于北京市土壤背景值，但As、Zn含量分別高出北京市土壤背景值的0.33和0.18倍。分析結(jié)果表明，As和Zn這2種重金屬均有微弱的外源物質(zhì)進入，來源可能為施用的養(yǎng)殖場雞糞。

2.1.3?養(yǎng)殖小區(qū)堆糞坑內(nèi)土壤重金屬含量分析。

2.1.3.1?與《土壤環(huán)境質(zhì)量?農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標準（試行）》對比。

從表6可以看出，0～20、20～60和60～100?cm深度的Cd、Hg、As、Cu、Zn含量均低于《土壤環(huán)境質(zhì)量?農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標準（試行）》（GB?15618—2018）（以下簡稱標準）中的農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值，說明堆糞坑1?m深度內(nèi)這6種重金屬含量對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、農(nóng)作物生長的風(fēng)險低，一般情況下可以忽略。

2.1.3.2?與北京市土壤背景值對比。從圖2可以看出，

0～20?cm深度的Cd、As、Cu、Zn含量均低于北京市土壤背景值，僅Hg?含量高出北京市土壤背景值0.67倍;20～60?cm深度的Cd含量低于北京市土壤背景值，但Hg、As、Cu、Zn含量分別高出北京市土壤背景值的0.33、0.13、0.03、0.06倍;60～100?cm深度的Cd、As、Cu、Zn含量均低于北京市土壤背景值，僅Hg含量高出北京市土壤背景值的0.33倍。分析結(jié)果顯示，Hg在3種不同深度含量都偏高，超出北京市土壤元素背景值的0.3～0.7倍，表明有少量的外源進入;另外，堆糞坑的中部20～60?cm，土壤重金屬污染較上部和下部嚴重，且Hg、As、Cu、Zn都有不同程度的超標，表明堆糞坑中部的土壤重金屬累積較上部和下部強，推斷污染物來源主要為土壤上部的堆糞。

2.2?畜禽養(yǎng)殖場外圍土壤重金屬污染評價

此次研究采用單因子污染指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法以及潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)法對研究區(qū)土壤重金屬污染進行評價，評價標準采用《土壤環(huán)境質(zhì)量?農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標準（試行）》（GB?15618—2018）中的篩選值作為保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、維護人體健康的土壤限制值。

單因子污染指數(shù)和內(nèi)羅梅綜合污染指數(shù)評價結(jié)果見表7，單因子污染指數(shù)（Pi）評價結(jié)果顯示，除豬場樣點3的Cu、Zn污染指數(shù)在1～2，為Ⅱ級輕度污染外，畜禽養(yǎng)殖區(qū)外圍其他樣點的單因子污染指數(shù)均小于1，為Ⅰ級無污染。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)（PN）評價結(jié)果顯示，除豬場樣點3的PN在1～2，為Ⅲ級輕度污染外，畜禽養(yǎng)殖區(qū)外圍土壤的PN均小于0.7，為Ⅰ級清潔（安全）。因此，需關(guān)注豬場樣點3（糞池周圍）的土壤重金屬污染，重點關(guān)注污染元素為Cu、Zn。

潛在生態(tài)危害指數(shù)評價結(jié)果見表8，參考分級標準（表3），順鑫集團杜洛克原種豬場外圍3個樣點和大發(fā)正大種雞場養(yǎng)殖區(qū)外圍3個樣點的Cd、Hg、As、Cu、Zn、Ni?6種重金屬元素的Eir均小于40，RI均小于150，均屬于輕微生態(tài)危害;七連莊養(yǎng)殖小區(qū)堆糞坑3個深度的Cd、As、Cu、Zn?4種重金屬元素的Eir均小于40，為輕微生態(tài)危害;重金屬Hg的Eir為52～60，屬于中等生態(tài)危害;5種重金屬RI均小于150，屬于輕微生態(tài)危害。因此，Hg為龍灣屯鎮(zhèn)3個養(yǎng)殖樣點外圍土壤重金屬的主要生態(tài)危害因子，應(yīng)將其作為優(yōu)先控制的污染元素。

2.3?畜禽養(yǎng)殖對地下水影響

順鑫集團杜洛克原種豬場養(yǎng)殖區(qū)外圍地下水監(jiān)測結(jié)果表明（表9），除總大腸菌群超標較嚴重，菌落總數(shù)超標0.8倍外，其他地下水檢測指標均符合《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB?5749—2006）。大發(fā)正大種雞場養(yǎng)殖區(qū)外圍監(jiān)測結(jié)果表明（表9），除硝酸鹽超標0.53倍外，其他地下水檢測指標均符合《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB?5749—2006）。以上監(jiān)測結(jié)果表明，順鑫集團杜洛克原種豬場和大發(fā)正大種雞場養(yǎng)殖區(qū)外圍地下水均不符合《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB?5749—2006），總大腸菌群、菌落總數(shù)和硝酸鹽都有一定程度超標。通過分析，造成這幾種污染物超標的主要原因可能是：①未經(jīng)過處理的養(yǎng)殖廢水隨地表水進入地下水;②由于施過動物糞便的土壤中存在一定的糞大腸菌群（表1），這些糞大腸菌群會通過土壤滲濾途徑進入地下水，最終對井水產(chǎn)生影響。

3?結(jié)論

（1）豬場樣點1和樣點2，雞場3個樣點，以及堆糞坑不同深度的Cd、Hg、As、Cu、Zn、Ni含量均低于《土壤環(huán)境質(zhì)量?農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標準（試行）》（GB?15618—2018）中的農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值，表明這6種重金屬含量對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、農(nóng)作物生長的風(fēng)險低，一般情況下可以忽略。

豬場樣點3的Cu和Zn含量高于《土壤環(huán)境質(zhì)量?農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標準（試行）》（GB?15618—2018）中的農(nóng)用地土壤風(fēng)險篩選值，說明樣點3的Cu和Zn對農(nóng)作物生長可能存在風(fēng)險，應(yīng)當加強土壤環(huán)境監(jiān)測和農(nóng)產(chǎn)品協(xié)同監(jiān)測。

（2）與北京市土壤背景值相比，3個畜禽養(yǎng)殖區(qū)外圍土壤中的Hg、As、Cu、Zn、Ni?5種重金屬元素均有不同程度超標，說明這些區(qū)域土壤中有外源物質(zhì)進入。分析表明，土壤中的外源物質(zhì)主要為畜禽養(yǎng)殖區(qū)的動物糞便。

（3）單因子污染指數(shù)評價結(jié)果顯示，除豬場樣點3的Cu、Zn污染指數(shù)在1～2，為Ⅱ級輕度污染外，畜禽養(yǎng)殖區(qū)外圍其他樣點的單因子污染指數(shù)均小于1，為Ⅰ級無污染。

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)（PN）評價結(jié)果顯示，除豬場樣點3的PN在1～2，為Ⅲ級輕度污染外，畜禽養(yǎng)殖區(qū)外圍土壤的PN均小于07，為Ⅰ級清潔（安全）。因此，需關(guān)注豬場樣點3（糞池周圍）的土壤重金屬污染，重點關(guān)注污染元素為Cu和Zn。

潛在生態(tài)危害指數(shù)評價結(jié)果表明，順鑫集團杜洛克原種豬場外圍3個樣點和大發(fā)正大種雞場養(yǎng)殖區(qū)外圍3個樣點的Cd、Hg、As、Cu、Zn、Ni?6種重金屬元素的Eir均小于40，RI均小于150，均屬于輕微生態(tài)危害。七連莊養(yǎng)殖小區(qū)堆糞坑3個深度的Cd、As、Cu、Zn?4種重金屬元素的Eir均小于40，為輕微生態(tài)危害;重金屬Hg的Eir介于52～60，為中等生態(tài)危害;5種重金屬RI均小于150，屬于輕微生態(tài)危害。因此，Hg為龍灣屯鎮(zhèn)3個養(yǎng)殖樣點外圍土壤重金屬的主要生態(tài)危害因子，應(yīng)將其作為優(yōu)先控制的污染元素。

（4）龍灣屯鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖區(qū)外圍（順鑫集團杜洛克原種豬場和大發(fā)正大種雞場養(yǎng)殖區(qū)外圍）地下水均不符合《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB?5749—2006），總大腸菌群、菌落總數(shù)和硝酸鹽都有一定程度超標。通過分析，造成這幾種污染物超標的主要原因可能是：①未經(jīng)過處理的養(yǎng)殖廢水隨地表水進入地下水;②由于施過動物糞便的土壤中存在一定的糞大腸菌群，這些糞大腸菌群會通過土壤滲濾途徑進入地下水，最終對井水產(chǎn)生影響。

（5）針對龍灣屯鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖污染提出以下防治對策：①合理安排畜禽養(yǎng)殖區(qū)的生產(chǎn)布局，加強對畜禽養(yǎng)殖區(qū)周邊土壤重金屬污染的監(jiān)測力度，優(yōu)化飼料配方，嚴格控制獸藥和飼料重金屬的使用量。②行污染源管控，避免畜禽養(yǎng)殖污染物匯入水體造成污染。對水體周邊污染進行清查，避免畜禽養(yǎng)殖污水直排匯入水體造成污染，同時要確保經(jīng)過處理的畜禽養(yǎng)殖污水達標排放。③對畜禽糞便儲存設(shè)施場所及運輸路徑進行防滲處理，防止畜禽糞便滲漏對土壤和地下水造成污染。

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