縣域尺度耕地土壤重金屬污染評價中的標準選擇研究

呂悅風,謝 麗,孫 華*,谷 瑋

縣域尺度耕地土壤重金屬污染評價中的標準選擇研究

呂悅風1,2,謝 麗1,孫 華1*,谷 瑋2

(1.南京農業大學土地管理學院,江蘇 南京 210095；2.浙江大學公共管理學院,浙江 杭州 3100158)

為提升區域土壤重金屬污染風險評價的科學性與準確性,本研究以太湖沿岸某產糧大縣為研究對象,分別基于國家《土壤環境質量/農用地土壤污染風險管控標準(試行)》(GB15618-2018)與地區土壤環境負載容量對研究區耕地土壤中As、Hg、Cr、Cd、Pb五種重金屬進行污染風險評價.結果顯示,兩種評價方式在區域整體評價結果上趨于一致,卻在各類土壤重金屬污染程度評價上存在一定差異.有別于“一刀切式”的濃度標準評價模式,土壤環境負載容量法通過“雙界面”標準進行污染總量控制,可以在一定時空范圍內較為準確的反映外源污染累積變化情況.為提升區域耕地土壤重金屬污染評價的準確性,建議相關評價在普適性國標的基礎上引入土壤環境負載容量評價作為有益補充,繼而為縣、鎮尺度土壤污染責任主體認定與風險控制區劃提供參考借鑒.

農用地；土壤環境質量標準；重金屬；環境容量；污染評價

隨著近年來頻發的“鎘米、血鉛、砷毒”等問題見諸報道,土壤重金屬污染引發民眾廣泛關注.為保障生態環境、社會發展與民生福祉[1],政府一直致力于建立與完善農地土壤重金屬污染防治方面的相關標準與規范:從1996年的《全國土壤環境質量》(GB15618-1995)中的二級標準(現已廢止)[2]、2006年《食用農產品產地環境質量評價標準》(HJ 332-2006)中的二級標準[3]、2015年《全國農產品產地土壤重金屬安全評估技術規定》中的安全評估參比值[4]再到2018年試行的《土壤環境質量/農用地土壤污染風險管控標準》(GB15618-2018)[5]中的風險篩選與風險管制標準,相關部門與專家學者通過不斷完善污染風險標準的適用范圍與閾值,以期為耕地重金屬污染風險評價與分區管控提供科學依據[6].然而考慮到我國幅員遼闊,區域間的土壤類型與成土母質各不相同,土壤重金屬地區背景值也存在明顯差異.僅以重金屬Cd的全國土壤背景值研究為例[7],東南沿海的浙江省平均土壤背景值僅為0.070mg/kg,西南內陸的貴州省平均土壤背景值則高達0.659mg/kg,本底差異接近十倍之多.由于現階段國內施行的土壤重金屬污染及風險標準均為面向全域的普適性標準,此類“一刀切”式的污染評價模式在較小尺度區域內僅能根據土壤采樣數據反饋結果概述當地土壤重金屬的“絕對污染程度”,難以分辨人為及外源因素造成的“相對污染情況”,也無法為區域受污染農地的安全利用提供精準指導.2019年起施行的《土壤污染防治法》[8]正式將確定土壤污染責任主體納入法制范疇,這就對“土壤污染責任”界定提出了更高要求,為此有必要因地制宜選擇更為科學靈活的評價標準[9].

近年來許多專家針對“土壤環境質量標準”的適用性與準確性開展過一系列的改進研究[9-13],“土壤負載容量法[10-15]”作為一種能夠衡量土壤重金屬相對污染狀況的基礎工具,能夠在質量標準上實現污染物的臨界值(基準值、標準值)與土壤背景值(自然質量基準值、標準值)的雙界面過程控制,并能考慮到外源污染物在一定范圍內的累積與轉化過程,可以較好的兼顧土壤的自然環境質量與資源的可持續利用性.馬輝英等[16]基于容量模型合理測算了精河縣內不同類型土壤的靜態與動態容量、付傳城[17]等對溧水區土壤重金屬環境容量進行估算和評價,并對影響環境容量分布的主要因素進行了分析、陳江[18]等利用湖州市區域土壤容量對未來污染趨勢進行了有效預測.為提升區域重金屬污染評價的客觀性與準確性,本研究在運用傳統方法對研究區進行重金屬污染評價的基礎上,引入“土壤環境容量”的概念,通過“環境背景值”與“地區污染臨界值”的雙重標準實現地區重金屬污染的精準評價,同時通過多種標準間的評價結果對比,以期為縣、鎮等小尺度區域的土壤重金屬污染分區與精細化管控提供科學依據.

1 材料與方法

1.1 研究區概況

研究區地處環太湖經濟圈,縣域總面積1430km2,其中耕地面積473.45km2.該區域屬亞熱帶海洋性季風氣候,溫暖濕潤、光照充足、雨熱同期、四季分明,歷年平均氣溫為15.6℃,年均降水量為1309mm,年均日照時數1810.3h,耕地土壤類型以紅壤土和水稻土為主,適于作物生長.地區農業集約化程度較高,是省內重要的糧油魚桑基地.除此之外,該縣也具有較為成熟的工業體系,轄區內工礦企業尤其是耐火材料、石礦、水泥、蓄電池等產業發展成熟.考慮到該縣既是產糧大縣,又存有一定的工業污染風險源,因此選擇研究區進行農產品產地重金屬污染評價及來源識別,能夠為研究區土地安全利用與污染防治提供科學依據[19].

1.2 樣本采集與分析

本研究所使用的土壤樣品采集時間為2015年6月.通過GPS精準定位,網格化布置采樣地點,避開明顯點狀污染地段以及新近擾動過的土壤施用五點法進行采樣.在綜合考慮種植方式、土壤類型以及連片耕地面積大小的情況下,共獲取耕地有效土壤采樣點合計267個,考慮到重金屬調查的敏感性,各鎮名稱均由英文字母代替,其點位詳細分布情況如圖1所示:

圖1　研究縣區土壤采樣點分布

土壤樣品經過自然陰干后由瑪瑙研缽壓碎并過100目尼龍篩備用待測.土壤樣品經消煮后,對As、Hg、Cr、Cd、Pb五種重金屬的含量進行分析測試:其中As、Hg采用原子熒光光譜法(GBT22105-2008)測定,Cr采用原子吸收光譜法(HJ491-2009)測定,Cd、Pb采用石墨爐原子吸收光譜法(GB/T17141-1997)測定.土樣分析采用優純級試劑進行檢測,并參照國家土壤樣品標準(GBW7401) 按比例隨機進行樣品質量監控,確保檢驗分析的準確度和精密度符合研究要求[20].

1.3 研究方法

單因子指數法是最常用的一種土壤環境現狀評價方法,其計算過程簡便,可直觀反映土壤中每種重金屬的污染情況,其計算公式如下[8]:

P= C/S(1)

式中:P為土壤中重金屬元素的環境質量指數;C為污染物實測濃度,S為土壤環境質量標準.

由于單因子污染指數只能反映單個污染物對土壤的污染程度,不能綜合反映土壤整體污染狀況,因此單因子指數法具有一定的局限性.內梅羅污染指數法(又稱綜合污染指數法)既考慮了單因子污染指數的平均值以及最高值,又能突出多種污染物的綜合作用,因此被廣泛應用于重金屬污染的相關評價之中,其計算公式如公式2所示:

式中:綜為內梅羅綜合指數;ave與max分別為單因子污染指數中的平均值與最大值.

此外,為消除傳統“土壤標準管理法”在終端控制中存在的一定缺陷[11],本研究引入“環境負載容量法”,通過“環境背景值”與“地區污染臨界值”的雙重標準對區域重金屬污染的精準評價,其具體計算過程如下所示[16-17,22]:

式中:Q、Q、Q分別代表地區土壤中重金屬元素的的靜態環境容量、現存容量以及已消耗容量, kg/hm2;代表每公頃土地耕作層的重量,其值設定為2.25×106kg/hm2;C、C、C則代表土壤中重金屬元素的的基準值、實測值與地區背景值.其他如P代表土壤中元素的單項環境容量指數;PI為環境容量綜合指數;為元素的數量.

1.4 評價標準

表1 各項評價指數分級標準

表2 相關標準的選擇及依據

土壤重金屬各項評價指數分級標準如表1所示.單因子指數法與內梅羅綜合指數法中涉及S土壤環境質量標準參照國家生態環境部于2018年8月頒發的《土壤環境質量農用地污染風險管控標準(試行)》(GB15618-2018),按照pH值分四段區間進行評價.考慮到采樣點全為耕地(實際大部分為水田)且pH整體呈酸性(pH算術平均值為5.497),為體現耕地與農用地間的細微差別,環境負載容量法中的污染臨界值綜合參考《浙江省農產品產地環境質量安全標準(DB33/T 558-2005)》、《全國農產品產地土壤重金屬安全評估技術規定》與《土壤環境質量農用地污染風險管控標準(試行)》(GB15618-2018),按照pH值區間確定研究區耕地土壤中各類重金屬的風險基準值分別為As 30、Hg 0.5、Cr 150、Cd 0.3、Pb 100mg/kg(表2).

2 結果與討論

2.1 土壤基本參數描述性統計

觀察表3研究區土壤基本參數統計結果可知,耕地土壤pH值變化范圍為3.86~7.87,算術平均值為5.50,93.6%的采樣點pH值小于7.0,研究區耕地土壤整體呈酸性.267個土壤樣點中As、Hg、Cr、Cd、Pb的算術均值分別為8.17、0.211、67.03、0.224、37.26mg/kg,全部低于國家規定的農用地風險篩選值標準.各元素中位數均小于平均值,濃度整體偏向最小值方向.

通過標準差與算術均值的比值可以有效反映各采樣點的變異系數,變異系數排列順序從大到小依次為Cd(0.63)>Hg(0.52)>As(0.37)>Pb(0.20)>Cr (0.19),其中重金屬元素Cd、Hg變異系數較大,空間變異相對顯著,屬于強變異,易受人為活動影響;Pb、Cr的變異系數較小,分別為0.20和0.19,空間變異相對不顯著,屬于弱變異,說明這兩種元素受外界影響較小,可能具有一定的同源性.

表3 研究區自然土壤基本參數統計結果(mg/kg)

此外,單一的含量統計缺乏實際意義,需將其與當地土壤背景值進行比較,才能有效地指導地區污染評價、監測及治理工作[24-25].對比2005~2006年浙江省地質調查院的浙江省土壤化學基準值調查結果[26]可知,研究區土壤重金屬As、Hg、Cr、Cd、Pb的含量均值分別超出背景值7.6%、31.9%、-13.6%、47.4%、22.6%;除Cr元素以外其余4種重金屬含量均有上升,Hg、Cd元素漲幅明顯,說明局部區域土壤可能遭受強烈的外源污染影響.

2.2 基于國家標準的重金屬污染評價結果

根據土壤pH與重金屬測定數據,結合相關土地質量評價標準,計算得到單因子污染物指數法的計算結果(表4).根據結果可知:研究區重金屬含量較低,整體符合土壤環境風險篩選標準標準,屬于清潔水平;觀察各類重金屬污染點位可知,As、Hg、Cr、Cd、Pb超標樣點數量分別為1、4、0、34、0個,研究區土壤重金屬污染主要以Cd為主,其點位超標率為12.73%,高于《全國土壤污染狀況調查公報》[27]顯示的全國點位平均超標率7.0%,其余As、Hg、Cr、Pb等元素整體清潔.

表4 單因子污染指數法評價結果

通過內梅羅污染指數法對研究區耕地土壤重金屬污染情況進行綜合評價,得到計算結果如表5所示.研究區內梅羅綜合指數均值綜等于0.631,達到0.7的相關標準,耕地土壤整體呈現清潔態勢.本次采樣中72個采樣點(26.97%)不同程度地遭受污染,其中輕微污染、輕度污染、中度污染樣點數分別達到54個(20.22%)、15個(5.62%)與3個(1.12%).為了進一步反映土壤重金屬污染空間分布、準確描述重金屬的空間分布特征及地理位置,本研究利用ArcGIS的空間插值手段,根據重金屬污染性質選取以插值點與樣本點的距離為權重進行加權平均的反距離插值法(IDW),得到重金屬污染分布情況(圖3).

研究區耕地總面積為473.45km2,其中無污染耕地面積達到329km2(占比69.49%,下同),主要分布于研究區西部與南部的大部分區域,輕微污染耕地面積121.7km2(25.71%),主要分布在位于研究縣中部的O、P、H、E四鎮以及南部C鎮的小塊;輕度污染與中度污染面積分別為22.44km2(4.74%)與0.01km2(0.06%),主要分布在研究縣中心的O、P兩鎮.

2.3 基于負載容量的重金屬污染評價結果

根據前文設定的地區風險基準值與土壤背景值,將具體數據代入土壤重金屬環境容量模型之中,可得估算結果如表5所示.由表可知,研究區土壤重金屬平均容量指數Cr(1.140)>As(0.982)> Pb(0.901)>Hg(0.848)>Cd(0.517),Cr元素現存容量超出理論值,As、Pb現存容量較大,整體情況較為良好.土壤重金屬Cd、Hg存在部分采樣點數值高于環境基準值,部分區域環境容量出現負值,重金屬Cd的平均容量指數僅為0.517,存在大量處于低容量狀態的點位.

利用Arcgis的地統計學模塊,對各重金屬元素的環境容量指數進行反距離權重插值(IDW),可得研究區環境容量指數的空間分布如表6與圖4所示.

研究區耕地土壤重金屬As的環境容量包含3個等級(低容量、中容量、高容量).中容量耕地面積達到314.17km2,占全域耕地總面積的66.36%;高容量耕地面積為157.15km2,占全域耕地總面積的33.19%;僅有0.45%(2.13km2)的耕地As元素處于低容量狀態.

圖3 基于IDW的內梅羅污染指數空間分布

表5 研究區土壤重金屬環境容量狀況統計(kg/hm2)

研究區耕地土壤重金屬Hg的環境容量包含5個等級(超載級、警戒級、低容量、中容量、高容量).其中0.59%(2.81km2)與1.33%(6.30km2)的耕地中Hg元素處于超載與警戒狀態,Hg的低容量區、中容量區、高容量區耕地面積分別為50.48km2、202.18km2與211.68km2,占比分別達到10.66%、42.70%以及44.71%.

研究區耕地土壤重金屬Cr的環境容量包含3個等級(低容量、中容量、高容量).低容量區、中容量區、高容量區耕地面積分別為1.28km2、193.93km2、278.24km2,占比分別達到0.27%、40.96%以及58.77%,整體情況較為良好.

研究區耕地土壤重金屬Cd的環境容量包含5個等級(超載級、警戒級、低容量、中容量、高容量).15.77%(74.67km2)與7.02%(33.24km2)的耕地處于Cd超載以及Cd警戒狀態,這一部分污染主要出現在研究區中部與東部的O、P、H、E四鎮,并呈現有規律的帶狀分布.另外Cd低容量區、中容量區、高容量區耕地面積分別為79.29km2、79.35km2、206.90km2,占比分別達到16.72%、16.76%以及43.70%.

表6 研究區土壤重金屬環境容量面積分布

研究區耕地土壤重金屬Pb的環境容量包含2個等級(中容量與高容量).中容量區與高容量區耕地面積分別為255.27km2(53.94%)與218.18km2(46.06%),整體情況清潔.

研究區耕地土壤重金屬綜合環境容量包含5個等級(超載級、警戒級、低容量、中容量、高容量).情況良好的高容量區主要位于研究區西部的B、M兩鎮,占地面積共計81.08km2,情況較好的中容量區主要位于研究區南北的大片區域,占地275.05km2,占到全縣耕地總量的58.12%,研究區中東部的O、P、H、E四鎮土壤重金屬屬含量較高,其中位于O鎮與P鎮交界處的耕地土壤重金屬污染情況最為嚴重,整體環境容量處于警戒與超載級別.

2.4 評價結果對比

表7反映了兩種不同的評價模式下的耕地土壤重金屬污染程度的識別面積占比結果.基于國家管控標準的單因子評價結果顯示,研究區As、Hg、Cr、Cd、Pb五種重金屬污染評價結果良好,大部分區域屬于無污染級別,僅少量區域出現輕微Hg、Cd污染;土壤負載容量結果顯示,全域土壤As、Cr、Pb元素處于高容量與中容量之間,Hg、Cd元素出現部分處于Ⅲ級(輕度污染)、Ⅳ級(中度污染)以及Ⅴ級(重度污染)的耕地地塊.兩種評價方式在區域整體評價結果上趨于一致,卻在各類土壤重金屬污染程度方面存在明顯差異——標準管理評價模式下無污染耕地面積高達73.03%,僅有不足7%的耕地處于輕度污染及以上狀態;負載容量評價模式下僅有17.13%的耕地土壤重金屬處于高容量狀態,更多的耕地(58.12%)重金屬總量只屬于中等容量,甚至還有約1/4的耕地處于低容量及以下狀態.這主要是由于部分采樣點重金屬檢測濃度符合國家管控標準,實際承載總量卻超過地區理想負載能力所致.

表7 不同評價方法下的耕地識別面積占比

考慮到標準管理法屬于依托土壤重金屬濃度開展的終端控制,通過國標GB15618中的風險篩選值確保區域土壤風險控制與安全利用,而土壤負載容量管理法則屬于依托土壤重金屬總量進行的過程控制,在小區域土壤污染認定與重金屬外源污染物控制上更具針對性.兩種污染評價模式的評價指標與側重方向各不相同,因此需綜合考慮兩種評價模式的反饋結果,最終科學準確地落實縣域耕地土壤重金屬污染評價.

3 結論

3.1 基于國家標準的常規污染評價結果顯示,研究區土壤中As、Hg、Cr、Cd、Pb五種重金屬的算術均值均小于國家管控標準,各元素均屬于清潔狀態,僅Cd元素出現12.73%的點位超標率,略高于全國土壤污染普查公報中的Cd平均超標率.研究區69.49%的耕地處于無污染狀態,另有25.71%、4.74%與0.06%的耕地分別處于輕微污染、輕度污染與中度污染狀態.

3.2 基于地區土壤背景值的環境負載容量法評價結果顯示,研究區土壤中As、Hg、Cr、Cd、Pb的含量均值分別超出當地背景值7.6%、31.9%、-13.6%、47.4%、22.6%;除Cr元素以外其余4種重金屬含量均顯著高于地區背景值.全域土壤僅17.13%的耕地處于高容量狀態,中容量狀態下的耕地數量最多,面積占到了全縣耕地總量的58.12%,另有22.37%與2.38%的耕地重金屬負載容量等級為“低容量”以及“警戒級”.

3.3 比較標準管理法與土壤環境負載容量法對研究區耕地土壤重金屬污染的評價結果后發現,兩種方法在污染分布趨勢上較為一致,但在污染程度定級上存在較大差異.這主要是由于部分采樣點重金屬檢測濃度符合國家管控標準,實際承載總量卻超出地區理想負載能力所致.由此可見,單一的土壤標準管理法在小區域重金屬污染評價過程中仍存在一定的不足之處,可以借助以地區環境背景值與土壤風險臨界值為依據的“雙界面”管控模式作為有益補充,這對于小尺度區域及特殊背景值區域的重金屬污染評價、土壤污染責任主體認定、農地污染修復程度及風險控制區劃等工作都具有重要的意義.

[1] 劉霈珈,吳克寧,羅 明,等.農用地土壤重金屬超標評價與安全利用分區 [J]. 農業工程學報, 2016,32(23):254-262. Liu P J, Wu K N, Luo M. et al. Evaluation of agricultural land soil heavy metal elements exceed standards and safe utilization zones [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2016,32(23):254-262.

[2] GB15618-2018 土壤環境質量標準 [S]. GB15618-2018 Soil environmental quality standards [S].

[3] HJ332-2006 食用農產品產地環境質量評價標準 [S]. HJ332-2006 Environmental quality evaluation standards for edible agricultural products [S].

[4] 農業部,農業部辦公廳關于印發《全國農產品產地土壤重金屬安全評估技術規定》的通知(農辦科2015[42號]) [Z]. 2015年10月.Ministry of Agriculture, Notice issued by the General Office of the Ministry of Agriculture <> (Agriculture Office 2015 [42]) [Z]. October 2015.

[5] GB15618-2018 土壤環境質量農用地土壤污染風險管控標準(試行) [S]. GB15618-2018 Soil environmental quality, agricultural land, soil pollution risk management and control standards (on trial) [S].

[6] 王玉軍,吳同亮,周東美,等.農田土壤重金屬污染評價研究進展 [J]. 農業環境科學學報, 2017,36(12):2365-2378. Wang Y J, Wu T L, Zhou D M, et al. Advances in soil heavy metal pollution evaluation based on bibliometrics analysis [J]. Journal of Agro-Environment Science, 2017,36(12):2365-2378.

[7] 張小敏,張秀英,鐘太洋,等.中國農田土壤重金屬富集狀況及其空間分布研究[J]. 環境科學, 2014,35(2):692-703. Zhang X M, Zhang X Y, Zhong T Y, et al. Spatial distribution and accumulation of heavy metal in arable land soil of China [J]. Environmental Science, 2014,35(2):692-703.

[8] 中華人民共和國土壤污染防治法 [Z]. Soil Pollution Prevention Law, People's Republic of China [Z].

[9] 韓志軒,王學求,遲清華,等.珠江三角洲沖積平原土壤重金屬元素含量和來源解析 [J]. 中國環境科學, 2018,38(9):3455-3463. Han Z X, Wang X Q, Chi Q H, et al. Occurrence and source identification of heavy metals in the alluvial soils of Pearl River Delta region, south China [J]. China Environmental Science, 2018,38(9): 3455-3463.

[10] 張桃林,王興祥.推進土壤污染防控與修復厚植農業高質量發展根基[J]. 土壤學報, 2019,56(2):3-10 Zhang T L, Wang X X. Prevention and remediation of soil contamination to strengthen the foundation for green and high- quality agricultural development in China [J]. Acta Pedologica Sinica, 2019,56(2):3-10

[11] 周東美,王玉軍,陳懷滿.論土壤環境質量重金屬標準的獨立性與依存性[J]. 農業環境科學學報, 2014,33(2):205-216. Zhou D M, Wang Y J, Chen H M. Independence and dependence of soil environmental quality standard for heavy metals [J]. Journal of Agro-Environment Science, 2014,33(2):205-216.

[12] 王國慶,駱永明,宋 靜,等.土壤環境質量指導值與標準研究I·國際動態及中國的修訂考慮 [J]. 土壤學報, 2005,(4):666-673 Wang G Q, Luo Y M, Song J, et al. Study on soil environmental quality guidelines and standards I international trend and suggestions for amendment in China [J]. ActaPedologica Sinica, 2005,(4):666- 673

[13] 葛 峰,徐坷坷,云晶晶,等.我國土壤環境基準優先污染物的篩選及清單研究 [J]. 中國環境科學, 2018,38(11):4228-4235. Ge F, Xu K K, Yun J J, et al. Studies on screening and list of priority pollutants in China’s soil criteria research [J]. China Environmental Science, 2018,38(11):4228-4235.

[14] 王玉軍,陳能場,劉 存,等.土壤重金屬污染防治的有效措施:土壤負載容量管控法——獻給2015“國際土壤年” [J]. 農業環境科學學報, 2015,34(4):613-618. Wang Y J, Chen N Y, Liu C, et al. Effective measures to prevent heavy metal pollution: Management and control methods based loading capacity of soil: To international year of soils, IYS 2015 [J]. Journal of Agro-Environment Science, 2015,34(4):613-618.

[15] 夏增祿.土壤環境容量研究[M]. 北京:氣象出版社, 1986. Xia Z L. Studies on soil-environmental capacity [M]. Beijing: Meteorological Press, 1986.

[16] 馬輝英,楊曉東,呂光輝.精河縣重金屬土壤環境容量及近百年趨勢預測 [J]. 新疆農業科學, 2016,53(8):1521-1532. Ma H Y, Yang X D, Lv G H. Tendency prediction about soil environmental capacity of heavy metals in Jinghe County in recent 100 Years [J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2016,53(8):1521-1532.

[17] 付傳城,王文勇,潘劍君,等.南京市溧水區土壤重金屬環境容量研究 [J]. 土壤通報, 2014,45(3):734-742. Fu C C, Wang W Y, Pan J J, et al. Research of heavy metal environmental capacity in Lishui District, Nanjing [J]. Chinese Journal of Soil Science, 2014,45(3):734-742.

[18] 陳 江,畢京博,吳 杰,等.湖州土壤重金屬污染趨勢預測及環境容量評價[J]. 地球與環境, 2011,39(4):531-535. Chen J, Bi J B, Wu J, et al. Prediction of the trend for soil pollution of heavy metals in soils at Huzhou and evaluation of the environmental capacity [J]. Earth and Environment, 2011,39(4):531- 535.

[19] 呂悅風,孫 華.浙北某縣域耕地土壤重金屬空間分異特征、污染評價及來源分析 [J]. 農業環境科學學報, 2019,(1):95-102. Lv Y F, Sun H. Spatial differentiation characteristics, pollution evaluation, and source analysis of heavy metals in farmland soil in a county in northern Zhejiang Province，China [J]. Journal of Agro- Environment Science, 2019,(1):95-102.

[20] 宋金茜,朱 權,姜小三,等.基于GIS的農業土壤重金屬風險評價研究——以南京市八卦洲為例[J].土壤學報, 2017,54(1):81-91. Song J X, Zhu Q, Jiang X S, et al. GIS-based heavy metals risk assessment of agricultural soils —A case study of Baguazhou，Nanjing [J]. Acta Pedologica Sinica, 2017,54(1):81-91.

[21] DB33/T558-2005 浙江省農產品產地環境質量安全標準 [S]. DB33/T558-2005 Environmental quality safety standards for agricultural products producing areas in Zhejiang Province [S].

[22] 陳同斌,鄭袁明,陳 煌,等.北京市土壤重金屬含量背景值的系統研究[J]. 環境科學, 2004,25(1):117-122. Chen T B, Zheng Y M, Chen H, et al. Background concentrations of soil heavy metals in Beijing [J]. Environmental Science, 2004,25(1): 117-122.

[23] 汪慶華,董巖翔,周國華,等.浙江省土壤地球化學基準值與環境背景值[J]. 生態與農村環境學報, 2007,(2):81-88. Wang Q H, Dong Y X, Zhou G H, et al. Soil geochemical base line and environmental background values of agricultural regions in Zhejiang Province [J]. Journal of Ecology and Rural Environment, 2007,(2):81-88.

[24] 全國土壤污染狀況調查公報 [EB/OL]. (2014-04-17). http://www. gov.cn/foot/2014-04/17/content_2661768.htm. National soil pollution status survey Bulletin [EB/OL]. (2014-04-17). http://www. gov.cn/foot/2014-04/17/content_2661768.htm.

Criterion selection in assessment of soil heavy metal pollution in farmland on county scale.

Lü Yue-feng1,2, XIE Li1, SUN Hua1*, GU Wei2

(1.College of Land Management, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China；2.School of Public Affairs, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China)., 2019,39(11)：4743~4751

To improve the scientific validity and accuracy of regional risk assessment of soil heavy metal pollution, a county with high grain yield along Taihu Lake was chosen as a research site to assess the risks of pollution associated with five heavy metals: As, Hg, Cr, Cd, and Pb. Pollution risks were assessed according to two sets of criteria as stipulated by a national regulation (GB15618-2018) and Regional Soil Environment Load Capacity, respectively. Results show that while the two sets of criteria produce converging assessments for the region as a whole, there were considerable differences across different types of heavy metals. In contrast to the “One Size Fits All” model that relied exclusively on concentration criteria, the Soil Environment Load Capacity’s approach, which relied on “dual interface” criteria to control the total stock of pollution, could more accurately capture changes in the accumulation of external-source pollution within certain ranges of temporal and spatial dimensions. To improve the accuracy of regional farmland soil heavy metal pollution assessment, it is recommended that Soil Environment Load Capacity assessment be introduced as a valuable complement to assessment based on general national criteria. This would provide a source of reference for determining soil pollution responsible parties and for drawing risk control zones at the county and township levels.

farmland；soil environmental quality；heavy metals；soil environmental capacity；pollution

X820.2

A

1000-6923(2019)11-4743-09

呂悅風(1993-),浙江杭州人,浙江大學博士研究生,主要從事生態風險評價與土地可持續利用研究.發表論文5篇.

2019-04-22

公益性行業(農業)科研專項經費項目(201503121);農業農村部產地環境污染防控重點實驗室開放基金課題(18nybcdhj-9)

* 責任作者, 教授, sh@njau.edu.cn