重慶市不同母質區水稻土重金屬的含量分析與環境評價

摘 要 對重慶市不同母質區水稻土的重金屬Hg、As、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb含量進行抽樣調查分析，采用單因子質量指數法和內梅羅綜合污染指數法對重金屬環境質量情況進行了評價。結果表明，重慶市水稻土壤的主要污染物是Cd和Ni，其次是As；石灰巖母質區主要表現為輕度污染，但也存在重度污染情況，污染物為Hg、Cd、Ni；紫色土母質區存在輕度、中度、重度污染情況，但主要表現為輕度污染，污染物為Cd、Cu、Ni；沖積土母質區表現為輕度污染，污染物為Hg、As、Cd。

關鍵詞 水稻土；重金屬；含量；環境評價；重慶市

中圖分類號：X53；X825 文獻標志碼：A 文章編號： 1673-890X（2014）25-036-04

收稿日期：2014-07-24

作者簡介：夏波（1982—），男，重慶潼南人，碩士，農藝師，從事土壤肥料研究。E-mail： 249680703@qq.com。

水稻作為重慶第一大宗作物，常年產量占到重慶糧食總產量45%左右，水稻產量水平高低與品質好壞直接關系到重慶市糧食生產質量和安全問題。近年來，土壤環境污染問題已經引起了全世界的高度關注。現有研究表明，我國一些地區的耕地上已經受到了一定程度的土壤重金屬污染[1-5]。

為摸清整個重慶市范圍內水稻土重金屬含量及環境狀況，本研究對重慶市農業生產區縣不同成土母質水稻土土壤進行抽樣調查分析，并進行了環境質量評價，研究結果有可能對優化農業管理措施、保護農業生態環境、提高耕地建設質量具有重要意義。

1材料與方法

1.1研究區概況

重慶位于中國西南部，長江上游，東經105°17′～110°11′、北緯28°10′～32°13′。氣候屬亞熱帶季風性濕潤氣候，年平均氣溫在18℃左右，日照總時數1000～1200 h。重慶土壤類型包括11個土類，29個土壤亞類，以紫色土、黃壤、水稻土、石灰（巖）土為主，水稻土約占土地面積15%左右，是重慶糧食生產特別是水稻生產的主要土壤類型，廣泛分布于海拔1500 m以下的河谷階地、丘陵、山區、平壩及溶蝕槽壩內。重慶水稻土主要由紫色土成土母質、石灰巖成土母質、沖積土成土母質發育而來，其中，由紫色土母質發育的水稻土占的比例較大。

1.2土壤樣品采集及分析測試方法

對由紫色土成土母質、石灰巖成土母質、沖積土成土母質發育而來的水稻土進行采樣，每2.00～5.33 hm2作為一個采樣單元，采樣深度為0～20 cm，采用“S”形布點采樣，采集15～20個樣點，混合后作為采樣單元的土壤樣品。樣品中待測8種重金屬元素均按國家相應標準執行測定，Cd、Pb用石墨爐原子吸收分光光度法測定；Hg、As用氫化物原子熒光法測定；Cr、Cu、Zn、Ni用火焰原子吸收分光光度法測定。

1.3重金屬環境質量評價方法及標準

1.3.1 單因子質量指數法

單因子質量指數法采用公式Pi=Ci/Si計算，其中，Pi代表環境中污染物i的污染指數，Ci代表環境中污染物i的實測數據，Si代表環境中污染物i的評價標準（GB15618-1995中二級標準的臨界值）。Pi值<1說明未污染，Pi值>1說明污染，其值越大說明污染程度越高。

單因子污染指數法只能分別反映各個污染物的污染程度，不能全面、綜合地反映土壤的污染程度，但單因子指數法是其他環境質量指數、環境質量分級和綜合評價的基礎[6]。

1.3.2 內梅羅綜合污染指數法

由于單因子質量指數法只能反映各個污染物的污染程度，而土壤是一個復雜的生態體系，土壤污染通常也是各項污染物綜合影響所致。因此，本文采用目前國內外普遍應用的兼顧單元素污染指數平均值和最大值的內梅羅綜合污染指數法對水稻土總體污染情況進行分析評價。其計算方法為：

式中，P為土壤綜合污染指數，Pijave為土壤中各污染物的指數平均值，Pijmax為土壤中單項污染物的最大污染指數。P≤1為非污染，13為重污染。具體分級標準見表1。

1.3.3 土壤環境質量標準

參照國標（GB15618-1995）指標值，從土壤環境質量分類看，二類土壤適用于一般農田、蔬菜地、茶園、果園、牧場等土壤，適用土壤分級的二級標準值為保障農業生產、維護人體健康的土壤限制值，8種重金屬元素土壤環境質量標準值見表2。本文以此標準進行分析。

1.4數據統計與分析

通過對數據的審核檢查剔除異常值后得到206個有效數據。利用Microsoft Excel軟件對數據進行統計分析。

2結果與分析

2.1石灰巖母質區水稻土重金屬元素含量情況分析

石灰巖母質區水稻土重金屬元素含量情況見表3。表3顯示，Cr、Cu、Zn、Pb所有樣本均沒有出現超標。在pH>7.5的樣本中，Cd元素有1個超標值；在6.5

2.2紫色土母質區水稻土重金屬元素含量情況分析

紫色土母質區水稻土重金屬元素含量情況見表4。表4顯示，Hg、As、Cr、Zn、Pb均沒有出現超標。在pH>7.5的樣本中，Cd、Ni有少部分樣本超標；在6.5

2.3沖積土母質區水稻土重金屬元素含量情況分析

沖積土母質區水稻土重金屬元素含量情況見表5。結果顯示，Cr、Cu、Zn、Ni、Pb所有樣本均沒有出現超標。As、Cd在6.5

2.4不同母質區水稻土土壤重金屬污染現狀與評價

根據土壤環境質量二級標準、土壤內梅羅污染指數評價標準對不同母質區水稻土污染程度評價的結果見表6。

通過單項污染指數分析，發現Cr、Zn、Pb三種元素在不同母質區土壤樣本中的單項污染指數都<1，其中Cr元素單項指數均<0.7，說明這三種元素在不同母質區中都沒有對土壤構成污染，處于相對安全的狀態。通過比較發現Cd、Ni這兩種元素的單項污染指數>1的情況相對較多，Cd元素污染指數在三種母質區中都普遍>1，最高高達10.43，Ni元素污染指數>1的情況，主要集中在紫色土成土母質區中。

通過綜合污染指數分析，安全級、警戒級、輕污染、中污染、重污染土壤樣本數分別為52個、67個、78個、3個、6個，占樣本總數的比例分別為25.24%、32.52%、37.86%、1.46%、2.92%，從樣本情況看，超過一半以上的土壤樣本處于尚清潔狀態，污染情況主要表現為輕度污染。

沖積土成土母質區水稻土樣本表現為輕度污染，污染物為Hg、As、Cd，綜合污染指數最大值為1.46；石灰巖母質區主要表現為輕度污染，但也存在重度污染情況，污染物為Hg、Cd、Ni，綜合污染指數最高7.50出現在pH值中性情況下；紫色土母質區水稻土樣本出現輕度、中度、重度污染情況，但主要表現為輕度污染，污染物為Cd、Cu、Ni，綜合污染指數最高7.34出現在pH值中性情況下。

3結論

對重慶市不同母質區水稻土的重金屬含量分析結果表明，Cr、Zn、Pb三種元素在不同成土母質形成的水稻土中均沒有出現超標情況，Cu僅在紫色土成土母質形成的水稻土樣本的酸性土壤條件下出現了超標；全市水稻土壤的主要污染物是Cd和Ni，其次是As，特別是Cd元素在各種成土母質水稻土樣本中均普遍超標，需引起足夠重視。

通過樣本評價發現，目前水稻土主要以輕度污染為主，土壤環境質量總體上屬于尚清潔狀態。

研究結果表明，人類活動和農業生產已經影響到了不同母質區水稻土土壤重金屬的含量，建議有關部門引起足夠重視，針對目前情況，促進耕地質量保護立法，采取各種技術措施，降低土壤重金屬含量。

研究得出的結論僅限于206個樣本的分析評價，尚未開展長期定位監測。

參考文獻

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（責任編輯：丁志祥）