嘉魚(yú)蔬菜基地土壤重金屬污染狀況調(diào)查與評(píng)價(jià)

摘要：通過(guò)對(duì)嘉魚(yú)蔬菜基地表層土壤重金屬含量進(jìn)行調(diào)查分析，結(jié)果表明，土壤環(huán)境質(zhì)量總體良好，有４９．５％的樣點(diǎn)達(dá)到了綠色食品產(chǎn)地環(huán)境條件要求，有９０．6％的樣點(diǎn)達(dá)到了無(wú)公害蔬菜產(chǎn)地環(huán)境要求，有９．4％的樣點(diǎn)有輕微污染，重金屬主要污染物為鎘（Ｃｄ）；重金屬綜合污染指數(shù)為０．５５９，污染水平為清潔和尚清潔的樣點(diǎn)占９９．０３４％，輕度污染的樣點(diǎn)占０．９６６％，整個(gè)蔬菜基地土壤尚未檢出有明顯的重金屬污染和嚴(yán)重污染的樣點(diǎn)；對(duì)蔬菜基地大宗蔬菜調(diào)查發(fā)現(xiàn)蔬菜重金屬含量１００％達(dá)到無(wú)公害蔬菜質(zhì)量要求。

關(guān)鍵詞：嘉魚(yú)蔬菜基地；土壤重金屬污染；適宜性評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：Ｓ１５９；Ｘ８２５．０２文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：0439－８114（２０11）07－1347-03

Survey and Evaluation of Heavy Metal Pollution in Soil of Jiayu Vegetable Base

ＸＵ Ｈｏｎｇ－ｌｉｎ，ＺＨＵ Ｌｉ－ｌｉｎｇ，ＹＡＮＧ Ｊｕｎ，ＨＵ Ｓｈａｏ－ｘｉａｎｇ，ＺＨＯＵ Ｘｉａｏ－ｊｕａｎ，ＰＡＮ Ｌｏｎｇ－ｋｅ，ＳＯＮＧ Ｈａｎ

（Ｈｕｂｅｉ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｕｒｖｅｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｗｕｈａｎ ４３００３４， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｉｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｏｉｌ ｏｆ Ｊｉａｙｕ ｖｅｇｅｔａｂｌｅ ｂａｓｅ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗed ｔｈａｔ ｓｏｉｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｗａｓ ｇｏｏｄ ｉｎ ｇｅｎｅｒａｌ， ４９．５％ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｍｅｔ ｔｈｅ ｎｅｅｄ ｏｆ ｇｒｅｅｎ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ９０．6％ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｒｅａｃｈｅｄ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ－ｆｒｅｅ ｖｅｇｅｔａｂｌｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ， ９．4％ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｅｒｅ slightly ｐｏｌｌｕｔｅｄ ｂｙ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ， ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｂｙ Ｃｄ． Ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｗａｓ ０．５５９． ９９．０３４％ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｅｒｅ ｃｌｅａｎ or ｓｔｉｌｌ ｃｌｅａｎ， ０．９６６％ ｗａｓ ｐｏｌｌｕｔｅｄ ｓｌｉｇｈｔｌｙ， ａｎｄ ｎｏｎｅ ｗａｓ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ｐｏｌｌｕｔｅｄ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ｏｆ ａｌｌ ｖｅｇｅｔａｂｌｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｍｅｔ ｔｈｅ ｎｅｅｄ ｏｆ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ－ｆｒｅｅ ｖｅｇｅｔａｂｌｅ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｊｉａｙｕ ｖｅｇｅｔａｂｌｅ ｂａｓｅ； ｓｏｉｌ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ；ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ

蔬菜是人們每日不可缺少的生活必需品，蔬菜基地日益成為大中城市“菜籃子”產(chǎn)品的主要供應(yīng)源，要實(shí)現(xiàn)蔬菜“從農(nóng)田到餐桌”質(zhì)量安全控制，首先要對(duì)蔬菜種植基地實(shí)行土壤適宜性評(píng)價(jià)。土壤中的重金屬含量是影響土壤適宜性的重要內(nèi)容，對(duì)土壤重金屬污染的適宜性評(píng)價(jià)［１－４］可以指導(dǎo)農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)和保護(hù)人民身體健康。

嘉魚(yú)蔬菜基地主要位于湖北省嘉魚(yú)縣潘家灣鎮(zhèn)一帶，地處江漢平原和武漢市“８＋１”城市圈，有較長(zhǎng)的種植歷史，該蔬菜基地有不斷擴(kuò)大的趨勢(shì)；人類活動(dòng)加大了對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)嘉魚(yú)蔬菜基地進(jìn)行適宜性評(píng)價(jià)有著重要的意義。本研究通過(guò)對(duì)嘉魚(yú)蔬菜基地土壤重金屬污染狀況進(jìn)行調(diào)查和評(píng)價(jià)，以期為嘉魚(yú)蔬菜基地的建設(shè)提供依據(jù)。

１材料與方法

調(diào)查區(qū)選擇在嘉魚(yú)縣潘家灣鎮(zhèn)蔬菜主產(chǎn)區(qū)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)１１４°００′００″-１１４°０７′４７″，北緯

３０°０１′０６″-３０°１３′３２″；土壤類型主要為潮土類，發(fā)育于近代河流沖積母質(zhì)。

１．１采樣點(diǎn)設(shè)置

按照生態(tài)地球化學(xué)方法布置和采集樣品［５－７］。以１∶５０ ０００地形圖作為野外工作手圖，按照方里網(wǎng)坐標(biāo)網(wǎng)格線，每０．２５ ｋｍ２采集表層土壤樣品１個(gè)，每個(gè)樣品代表０．５ ｋｍ×０．５ ｋｍ的地塊；采樣時(shí)，根據(jù)樣點(diǎn)預(yù)布圖，利用手持ＧＰＳ定位，采集表層土０～２０ ｃｍ上下等寬的土壤柱，采集過(guò)程按梅花點(diǎn)布局，在小范圍內(nèi)采集５點(diǎn)構(gòu)成組合樣品，每個(gè)樣品采集１ｋｇ，共采集菜地土壤組合樣品４１４件（重復(fù)監(jiān)控樣除外）。同時(shí)布置采集調(diào)查區(qū)大宗種植的當(dāng)季蔬菜樣品共４４件（重復(fù)監(jiān)控樣除外，每個(gè)樣品采集1 kg），其中大白菜樣品２３件，包菜樣品２１件。采樣時(shí)間為２００７年１１月６日至２００８年１月１３日。實(shí)際采樣點(diǎn)位圖見(jiàn)圖１。

１．２檢測(cè)與分析方法

將采集的表層土壤自然風(fēng)干后，過(guò)２０目篩送化驗(yàn)室分析；測(cè)試項(xiàng)目包括砷（Ａｓ）、鎘（Ｃｄ）、鉻（Ｃｒ）、汞（Ｈｇ）、鉛（Ｐｂ）、ｐＨ值等共６項(xiàng)；蔬菜樣采集可食部分，保鮮當(dāng)日送往實(shí)驗(yàn)室，測(cè)試項(xiàng)目包括Ａｓ、Ｃｄ、Ｃｒ、Ｈｇ、Ｐｂ、水分等共６項(xiàng)。蔬菜水分由農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（武漢）檢測(cè)，土壤、蔬菜重金屬及ｐＨ值測(cè)試項(xiàng)目由國(guó)土資源部武漢礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心檢測(cè)，檢測(cè)方法和質(zhì)量控制按照《生態(tài)地球化學(xué)評(píng)價(jià)樣品分析技術(shù)要求（試行）（DD 2005-03）》和有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

１．３評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與方法

１．３．１直接比較法依據(jù)ＮＹ／Ｔ ３９１－２０００《綠色食品 產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、ＧＢ／Ｔ １８４０７．１－２００１《農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量 無(wú)公害蔬菜產(chǎn)地環(huán)境要求》、ＧＢ／Ｔ １８４０６．１－２００１《農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量 無(wú)公害蔬菜安全要求》，將調(diào)查測(cè)試結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)直接對(duì)比，并歸納結(jié)果。

１．３．２綜合污染指數(shù)法依照ＮＹ／Ｔ １６３４－２００８《耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》的要求，采用單項(xiàng)污染指數(shù)法和綜合污染指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用ＧＢ／Ｔ １８４０７．１－２００１《農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量 無(wú)公害蔬菜產(chǎn)地環(huán)境要求》進(jìn)行。評(píng)價(jià)公式為：?jiǎn)雾?xiàng)污染指數(shù)Ｐｉ＝Ｃｉ／Ｓｉ；式中，Ｃｉ為土壤污染物實(shí)測(cè)值；Ｓｉ為污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

綜合污染指數(shù)采用內(nèi)梅羅指數(shù)法，公式為：Ｐ綜＝；式中，Ｐｍａｘ為單項(xiàng)污染指數(shù)最大值；Ｐｘ為單項(xiàng)污染指數(shù)的算術(shù)平均值。

２結(jié)果與分析

２．１土壤重金屬含量狀況

嘉魚(yú)蔬菜基地土壤重金屬含量情況見(jiàn)表１。由表１可知，嘉魚(yú)蔬菜基地土壤總體呈弱堿性，平均ｐＨ值為７．３８４，變化范圍為５．１９０～８．３６０；Ａｓ的平均值為１０．５９１ ｍｇ／ｋｇ，變化范圍為５．４００～１６．６００ ｍｇ／ｋｇ；Ｃｄ的平均含量為０．４０９ ｍｇ／ｋｇ，變化范圍為０．１８３～０．８４１ ｍｇ／ｋｇ；Ｃｒ的平均含量為８９．６３７ ｍｇ／ｋｇ，變化范圍為７０．２００～１０８．５００ ｍｇ／ｋｇ；Ｈｇ的平均含量為０．０７４ ｍｇ／ｋｇ，變化范圍為０．０３９～０．１６７ ｍｇ／ｋｇ；Ｐｂ的平均含量為３２．４１５ ｍｇ／ｋｇ，變化范圍為８．９００～５２．３００ ｍｇ／ｋｇ。由調(diào)查結(jié)果可知，嘉魚(yú)蔬菜基地土壤重金屬污染情況總體較輕。

將各土壤樣品的重金屬含量分別與綠色食品產(chǎn)地環(huán)境要求及無(wú)公害蔬菜產(chǎn)地環(huán)境要求中土壤污染物含量限值比較；發(fā)現(xiàn)土壤重金屬污染較輕，土壤As、Cr、Hg、Pb元素含量均達(dá)到無(wú)公害蔬菜種植土壤環(huán)境質(zhì)量要求，有9.4%的土壤存在輕微的Cd元素污染。按照“一票否決，區(qū)域疊加”方法［８］，發(fā)現(xiàn)４９．５％的樣點(diǎn)達(dá)到了綠色食品產(chǎn)地環(huán)境條件要求，９０．6％的樣點(diǎn)達(dá)到了無(wú)公害蔬菜產(chǎn)地環(huán)境要求（表２）。

２．２土壤重金屬質(zhì)量評(píng)價(jià)

土壤環(huán)境質(zhì)量分級(jí)劃定依照ＮＹ／Ｔ １６３４－２００８《耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。從圖２的單項(xiàng)污染指數(shù)可看出，嘉魚(yú)蔬菜基地土壤重金屬污染程度順序是Ｃｄ＞Ａｓ＞Ｃｒ＞Ｐｂ＞Ｈｇ，單項(xiàng)污染指數(shù)平均值分別為０．７０４、０．４１９、０．３６４、０．２１７、０．０７７；Ｃｄ為主要的污染元素。

根據(jù)綜合污染指數(shù)計(jì)算結(jié)果，嘉魚(yú)蔬菜基地土壤重金屬綜合污染指數(shù)為0.257~1.189，平均值為０．５５９，總體污染水平評(píng)定為清潔。其中綜合污染指數(shù)小于或等于０．７，污染水平為清潔的樣點(diǎn)有３５５個(gè)，占８５．７４９％；綜合污染指數(shù)大于０．７，小于或等于１，為尚清潔水平的樣點(diǎn)有５５個(gè)，占１３．２８５％；綜合污染指數(shù)大于１，小于２，為輕度污染的樣點(diǎn)有４個(gè)，占０．９６６％。

２．３蔬菜重金屬含量狀況

對(duì)調(diào)查區(qū)所取蔬菜樣品測(cè)試結(jié)果初步統(tǒng)計(jì)，通過(guò)與無(wú)公害蔬菜安全限值比較，可見(jiàn)嘉魚(yú)蔬菜基地所產(chǎn)大宗蔬菜１００％達(dá)到無(wú)公害蔬菜質(zhì)量要求（表

３）。

３小結(jié)與討論

評(píng)價(jià)結(jié)果表明，嘉魚(yú)蔬菜基地土壤重金屬污染總體較輕，有４９．５％的樣點(diǎn)達(dá)到了綠色食品產(chǎn)地環(huán)境條件，有９０．6％的樣點(diǎn)達(dá)到了無(wú)公害蔬菜產(chǎn)地環(huán)境要求，有９．4％的樣點(diǎn)有輕微污染。重金屬綜合污染指數(shù)為０．５５９，污染水平為清潔和尚清潔的樣點(diǎn)占９９．０３４％，輕度污染的樣點(diǎn)占０．９６６％，整個(gè)蔬菜基地土壤尚未檢出有明顯的污染和嚴(yán)重污染的樣點(diǎn)；對(duì)蔬菜基地大宗蔬菜調(diào)查發(fā)現(xiàn)重金屬含量１００％達(dá)到無(wú)公害蔬菜質(zhì)量要求。

嘉魚(yú)蔬菜基地主要重金屬污染物為Ｃｄ。Ｃｄ含量超出無(wú)公害蔬菜產(chǎn)地土壤標(biāo)準(zhǔn)的比例為９．4％，這與Ｃｄ元素的天然背景值、Ｃｄ的地球化學(xué)活動(dòng)規(guī)律［９，１０］，以及人類活動(dòng)密切相關(guān)。據(jù)研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀調(diào)查顯示，Ｃｄ元素高值點(diǎn)普遍存在于低洼易積水處和城鎮(zhèn)附近；防止土壤酸化、合理排灌和控制外界污染物的進(jìn)入，將有利于保護(hù)嘉魚(yú)蔬菜基地的可持續(xù)發(fā)展?？刂啤⒅卫砑氨O(jiān)測(cè)嘉魚(yú)蔬菜基地土壤中的Ｃｄ元素動(dòng)態(tài)是發(fā)展當(dāng)?shù)鼐G色、無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)的重要工作；有關(guān)Ｃｄ的地球化學(xué)過(guò)程需要進(jìn)一步研究。

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