安吉余村“綠水青山就是金山銀山”示范區(qū)土壤環(huán)境質量評價與分析

王彥炯， 張建華，李春生， 俞佳慧， 俞小平， 宗四弟*，鄭永利

(1.浙江省農產品質量安全中心，浙江 杭州 310003； 2.安吉縣天荒坪鎮(zhèn)人民政府，浙江 安吉 313302；3.浙江省地質礦產研究所，浙江 杭州 310004； 4.安吉縣天荒坪鎮(zhèn)余村村民委員會，浙江 安吉 313302)

隨著工農業(yè)生產的快速發(fā)展，環(huán)境污染問題日趨嚴重。污染物在環(huán)境中累積、遷移、轉換導致環(huán)境質量惡化，尤其土壤重金屬污染更加突出。重金屬一般指密度大于4.5 g·cm-3的金屬，常見具有較強生物毒性的重金屬有Cd、Pb、Cr、Ni、Cu、Zn、Hg、As等8種[1-3]。由于土壤重金屬污染具有隱蔽性、長期性和不可逆性, 污染物在土壤中的滯留時間長, 植物或微生物不能降解, 重金屬污染不僅導致土壤的退化、農作物產量和品質的降低, 而且可通過接觸、食物鏈危及人類的生命和健康[4-5]。農業(yè)環(huán)境受到污染必然會帶來農產品質量安全問題，農產品質量安全已受到人們的普遍關注。因此，提高農產品質量與安全水平，迫切需要加強農產品產地土壤重金屬環(huán)境質量現(xiàn)狀的分析評價，以增強農產品產地土壤重金屬環(huán)境質量的調控能力，為加快綠色食品基地建設及產業(yè)發(fā)展，發(fā)揮綠色食品在提升農業(yè)生產標準化和農產品質量安全水平中的引領作用[6-7]。

習近平總書記2005年(時任浙江省委書記)在湖州調研時指出：“農業(yè)對湖州來講是個優(yōu)勢，在魚、米、竹、茶、山以及有機食品、綠色食品等方面，一定要繼續(xù)保持和發(fā)展”“大力發(fā)展生態(tài)農業(yè)，以綠色食品和有機食品生產基地為載體，打造生態(tài)農業(yè)品牌，促進農業(yè)增效、農民增收。”[8]

為了解安吉余村“綠水青山就是金山銀山”示范區(qū)土壤環(huán)境質量，為整區(qū)域開展國家綠色食品原料標準化基地創(chuàng)建和國家綠色食品認定和管理提供科學依據(jù)，本研究以NY/T 1054—2013《綠色食品 產地環(huán)境調查、監(jiān)測與評價規(guī)范》[9]和NY/T 391—2013《綠色食品 產地環(huán)境質量》[10]為評價標準，采用污染指數(shù)法對安吉余村“綠水青山就是金山銀山”示范區(qū)各農用地類型的土壤環(huán)境質量現(xiàn)狀進行評價，確認適宜生產綠色農產品的土壤分布區(qū)域，以便于國家綠色食品的生產和管理，為示范區(qū)規(guī)模主體農產品全部納入國家農產品質量追溯平臺，實現(xiàn)全程管控、過程追溯、帶碼上市打好堅實基礎，探索出綠色食品品牌附加值提升助力余村示范區(qū)共富實現(xiàn)機制[11]。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

余村屬于浙江省安吉縣天荒坪鎮(zhèn)的一個行政村，是“綠水青山就是金山銀山”理念發(fā)源地，余村“綠水青山就是金山銀山”示范區(qū)是當?shù)攸h委政府為推進抱團發(fā)展而規(guī)劃的片區(qū)化組團。天荒坪鎮(zhèn)位于湖州市安吉縣東南部，地處天目山山脈北麓的東緣，東與余杭區(qū)交界，南與臨安區(qū)接壤，西連上墅鄉(xiāng)，北接靈峰街道。地理坐標為119°42′19″～119°33′53″E，30°25′18″～30°35′03″N。全鎮(zhèn)總面積約110 km2，下轄11個行政村，162個村民小組，7 005戶農戶，3個居民區(qū)，總人口2.2萬人。離湖州市區(qū)86 km，距杭州60 km，離上海200 km，境內有04省道、臨青省道、青孝線等重要交通干線貫穿，交通十分便利。天荒坪鎮(zhèn)是林業(yè)大鎮(zhèn)、竹業(yè)強鎮(zhèn)，全鎮(zhèn)有山林面積6 400 hm2，森林覆蓋率達82%以上。其中竹林面積5 833 hm2，占全縣1/6，竹林培育水平處于全國領先地位，是省級農業(yè)綠色發(fā)展先行區(qū)。天荒坪鎮(zhèn)的品牌農業(yè)是該鎮(zhèn)農村經濟新的增長點，農副產品、土特食品因其優(yōu)質綠色而深受都市人青睞，最具特色的有高山蔬菜、名優(yōu)白茶、山核桃、香榧、小筍干、冬鞭筍、香菇、木耳、野菜等。

本次監(jiān)測評價區(qū)域包括天荒坪鎮(zhèn)的全部11個行政村，即為大溪村、橫路村、銀坑村、余村村、山河村、馬吉村、井村村、白水灣村、港口村、五鶴村、西鶴村。總監(jiān)測評價面積6 200 hm2，其中,竹筍地6 020 hm2、糧油菜地62 hm2、茶園77 hm2、果園41 hm2。

1.2 土樣采集與處理

針對區(qū)域農業(yè)特點，土壤采樣點的布設以代表整個監(jiān)測區(qū)塊土壤基本特性為原則，用網(wǎng)格兼顧圖斑的方法進行表層土壤樣品布設,確保每一種土地利用類型均有一定數(shù)量的樣品。竹林地、茶園等集中連片的區(qū)域采樣密度為每100 hm21點，糧油、蔬菜、果園區(qū)域采樣密度為每10 hm21點。其中,竹林地、茶園、果園等多年生作物土壤的采樣深度為0～40 cm，糧油、蔬菜等一年生作物土壤的采樣深度為0～20 cm。在實際布設的采樣點上,以 GPS 定位點為中心，向四周輻射30～50 m 確定 5個分樣點，采集每個采樣分點表層土進行混合，然后用四分法分取1.0 kg土壤樣品。竹林采集土壤82樣品組，糧油蔬菜采集16組，茶園采集5組，果園采集15組，共計118組土壤樣品。采集的土壤經自然風干后，挑出雜物并充分混合，磨碎過100目篩網(wǎng)(孔徑0.149 mm)，四分法留取500 g裝入樣品袋備用。

1.3 土壤重金屬的測定

對土樣進行Cu、Cr、Cd、Hg、As 和 Pb和pH測試分析。pH采用玻璃電極法，Pb、Cu、Cr 采用火焰原子吸收分光光度法，Cd 采用石墨爐原子吸收分光光度法，Hg和As采用原子熒光法。每批樣品3次空白和20%的平行樣，測定過程中加入國家標準土壤參比物質進行質量控制。

1.4 土壤環(huán)境質量評價

采用單項污染指數(shù)法和綜合污染指數(shù)法進行評價, 以單項污染指數(shù)描述土壤中的 Cu、Cr、Cd、Hg、As和Pb的污染程度，以綜合污染指數(shù)作為各用地類型土壤環(huán)境質量的評價結果。

2 結果與分析

2.1 土壤重金屬含量基本特征

從表1可以看出，研究區(qū)土壤除Hg含量水平較低(平均值為0.07 mg·kg-1)外，其他5種重金屬元素含量的平均值均高于浙江省土壤背景值[12]。重金屬元素Cd和As含量異常最為明顯，平均值分別為浙江省土壤背景值的3.06倍和2.83倍。研究區(qū)土壤6種重金屬元素含量存在一定的差異性，變異程度次序為Cd>As>Cu>Pb>Hg>Cr。元素Cu、Pb、Hg、Cr的變異系數(shù)分別為59.22%、49.56%、45.82%和40.01%，屬于中度變異元素；元素Cd、As的變異系數(shù)分別為174.48%和98.79%，屬于高度變異元素。結果表明，元素Cd、As在研究區(qū)出現(xiàn)了少部分區(qū)域的富集現(xiàn)象。重金屬含量較高的樣點主要集中在竹林山地和糧油菜地。據(jù)調查，這可能與區(qū)域的地質背景有關，但高地質背景引起的重金屬異常生態(tài)風險較小，其可被農作物吸收的活性部分占比不高。

表1 研究區(qū)土壤重金屬含量的情況

2.2 土壤環(huán)境質量評價

土壤環(huán)境質量評價采用GB 15818—2018《土壤環(huán)境質量農用地土壤污染風險管控標準(實行)》中的風險篩選值作為評價標準。研究區(qū)土壤中6種重金屬元素指標的具體結果見表2。

表2 研究區(qū)各等級土壤樣品所占比例及重金屬污染評價的結果

表2可以看出，研究區(qū)土壤總體情況良好，清潔水平和輕微污染水平的土壤占88.14%。土壤6種重金屬的污染程度為Cd>As>Cu>Pb>Hg、Cr。其中：Hg、Cr均為清潔水平；Pb、Cu清潔水平占98.31%和95.76%，僅有1.69%和4.24%為輕微污染；As有84.75%處于清潔水平，輕微污染、輕度污染和中度污染的比例分別為11.86%、2.54%和0.85%；Cd有82.20%處于清潔水平，輕微污染、輕度污染、中度污染、重度污染分別為2.54%、5.93%、4.24%和5.08%。按污染類型分為地質背景異常、人為污染2類，根據(jù)調查，研究區(qū)以地質背景為主因，而礦山開采等活動也有一定程度的影響。

2.3 綠色食品產地環(huán)境質量評價

按照NY/T 1054—2013[9]和NY/T 391—2013[10]作為評價標準，研究區(qū)土壤6種重金屬污染指數(shù)評價結果列表3、4。

表3 研究區(qū)基于綠色食品產地環(huán)境質量標準的單項污染指數(shù)評價

表4 研究區(qū)基于綠色食品產地環(huán)境質量標準的綜合污染指數(shù)評價

表3結果表明，研究區(qū)土壤中Hg含量符合綠色食品產地環(huán)境要求的比例為100.00%，Pb、Cd、As、Cr和Cu含量符合綠色食品產地環(huán)境條件的比例分別為88.98%、78.81%、80.51%、99.15%和90.68%。

綜合污染指數(shù)評價結果(表3)表明,研究區(qū)有52組土壤樣品的綜合污染指數(shù)分級屬清潔，33組屬尚清潔，14組處于輕污染，7組處于中污染，12組處于重污染，有72.04%的土壤滿足發(fā)展綠色食品的條件，可見研究區(qū)土壤環(huán)境總體質量狀況較好。

根據(jù)NY/T 1054—2013[9]的要求，土壤重金屬元素單項污染指數(shù)都≤1時，農業(yè)環(huán)境質量方可滿足綠色食品發(fā)展要求。因為研究區(qū)有部分樣品中同時出現(xiàn)元素Pb、Cd、As、Cr、Cu中的幾種單項污染指數(shù)>1，根據(jù)對118組土壤樣品單項污染指數(shù)評價的統(tǒng)計結果，其中,83組符合NY/T 391—2013[10]的要求，因此，本研究區(qū)域70.34%的土壤適宜發(fā)展綠色食品。

2.4 適宜發(fā)展綠色食品區(qū)域劃分

綠色食品生產適宜區(qū)是指根據(jù)產地環(huán)境調查結果，各項環(huán)境要素經單項污染指數(shù)法和綜合污染指數(shù)法評價，符合綠色食品產地環(huán)境質量標準各評價單元的連片區(qū)域。該區(qū)域的功能定位是打造以綠色食品為重點的優(yōu)質安全農產品生產區(qū)。在評價單元基礎上，通過空間疊加方式、以點代面方式、區(qū)域統(tǒng)計方式進行評價單元的要素賦值[7]，具體結果見表5。

表5 研究區(qū)適宜發(fā)展綠色食品產地的分布

從表5可以看出，在總監(jiān)測評價面積6 200 hm2中，符合綠色食品產地環(huán)境要求面積為4 416 hm2，占總面積的71.23%，其中，竹筍、糧油蔬菜、茶園、果園中符合該標準的面積分別占各自總面積的71.00%、38.71%、100.00%和100.00%。因此，在部分不符合綠色食品產地環(huán)境要求的區(qū)域，應加強環(huán)境保護，并針對超標的環(huán)境要素，采取種植作物品種調整、環(huán)境治理和修復等措施，確保種植農產品的安全性。

3 小結與討論

調查、分析結果表明，研究區(qū)表層土壤重金屬除Hg含量水平較低外，其他5種重金屬元素的平均值均高于浙江省土壤背景值，其中，Cd和As含量相對明顯。

研究區(qū)土壤總體情況良好，清潔水平和輕微污染水平的土壤占88.14%。重金屬污染程度Cd>As>Cu>Pb>Hg、Cr。其中：元素Hg、Cr均為清潔水平；元素Pb、Cu清潔水平占98.31%和95.76%，僅有1.69%和4.24%為輕微污染；As有84.75%處于清潔水平，輕微污染、輕度污染和中度污染的比例分別為11.86%、2.54%和0.85%；元素Cd有82.20%處于清潔水平，輕微污染、輕度污染、中度污染、重度污染分別為2.54%、5.93%、4.24%和5.08%。

按照綠色食品產地環(huán)境質量要求，研究區(qū)6種重金屬元素只有Hg完全符合綠色食品要求，Pb、Cd、As、Cr、Cu均有不同程度的超標現(xiàn)象，其中Cd和As超標相對明顯。

根據(jù)綠色食品產地環(huán)境調查監(jiān)測與評價規(guī)范，在總監(jiān)測評價面積6 200 hm2中，符合綠色食品產地環(huán)境要求面積為4 416 hm2，占總面積的71.23%。竹筍糧油蔬菜、茶園、果園中符合該標準的面積分別占各自總面積的71.00%、38.71%、100.00%和100.00%。在不符合綠色食品產地環(huán)境要求的區(qū)域，應加強環(huán)境保護，并針對超標的環(huán)境要素，采取種植作物品種調整、環(huán)境治理和修復等措施，確保種植農產品的安全性。