2020年嘉興市農村土壤環境質量狀況分析

余建林，李 莉，俞麗瑯，蘇營營，馬艷玲

(浙江省嘉興生態環境監測中心，浙江 嘉興 314000)

1 引言

土壤是指地球陸地表面具有一定肥力，能生長作物的疏松表層，對地球生態和生物都有極其重要的作用。人類95%的食物都直接或間接的來源于土壤。除此之外，它還是地球重要的碳庫、能凈化空氣，減緩氣候變化，維持生態系統的健康、能過濾、凈化和儲存水分；它通過微生物的分解作用來保證物質循環確保動植物能不停地利用這些物質；為地球上所有的生物提供基本的生命支撐。

土壤的形成是一個極其漫長的過程，形成1 cm厚的土壤需要1000多年的時間。由于土壤的不可再生性，一旦一個地區被過度開發，無序利用或者被嚴重污染，就會導致土壤退化。迄今為止，全球33%的土壤已經出現了嚴重的退化。中國的土壤安全形勢也非常嚴峻，中國內地耕地面積占世界總耕地面積約8.6%，2019年中國內地人口約14億，約占世界總人口的18.2%。人均耕地面積世界平均水平0.206 hm2約3.1畝，中國為0.097 hm2約1.5畝，中國人均耕地面積在195個國家中排名第118名，中國人均耕地資源占有量是世界平均水平的一半。所以了解土壤的環境質量狀況，保證土壤的合理開發和可持續利用是非常重要的。

在土壤污染中，重金屬污染具有潛伏時間長且不能降解的特點，不但對農作物的生長和質量造成長期不良影響，還會通過食物鏈的積累影響人類的健康[1～5]。研究表明，近年來土壤重金屬污染程度持續加重，污染速率加快，值得引起足夠的重視[6]。

內梅羅指數法是以單項污染指數為基礎的綜合污染程度評價方法，在突出污染最嚴重的污染因子的危害性的同時可以較為全面的反映多種污染物的共同作用[7～13]。本文采用單因子評價法和內梅羅指數法考察了2020年嘉興市農村的土壤環境質量。

2 研究區域概況

嘉興市位于浙江省東北部、長江三角洲杭嘉湖平原腹心地帶，是長江三角洲重要城市之一。自古為繁華富庶之地，素有“魚米之鄉”“絲綢之府”的美譽，是中國共產黨誕生地，是我國近代史上重要的革命紀念地；是長三角城市群、上海大都市圈重要城市、杭州都市圈副中心城市。嘉興市雖然一直有“魚米之鄉”的美譽，但是人均耕地面積僅為0.043 hm2約0.645畝，遠低于全國水平。并且，隨著人口的增加和城市進程的推進，嘉興市的人均耕地面積將會進一步下降；工業化和城鎮化進程也會對土壤造成較大的污染。農村土壤質量，關系著農產品的產量與質量，與人民群眾的健康息息相關，所以了解當地的農村土壤環境質量狀況對于土壤環境質量保護和社會可持續發展有著極其重要的意義。

土壤污染中，比較突出的是重金屬污染。由于重金屬不能為土壤中的微生物所降解，會在土壤中積累并轉化為毒性更大的甲基化合物，通過食物鏈在人體內蓄積，從而嚴重危害人體健康。了解農村土壤中的重金屬污染情況，對于農業生產是非常重要的。

土壤中的重金屬污染主要是由于人類活動的影響造成的。工業、交通及農業活動會將重金屬等有毒有害物質帶入土壤中，致使土壤重金屬含量明顯升高，造成生態環境惡化。近年來土壤環境質量與農產品安全研究和耕地質量調查評價大量測定資料，說明當前土壤環境污染程度不斷加重[14]。

本文利用內梅羅指數法分析了2020年嘉興市22個村莊的土壤監測數據，對嘉興市農村土壤環境質量進行評價，希望為嘉興市全面開展農村環境質量監測提供參考依據。

3 評價標準與方法

3.1 評價標準

本文采用《土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標準(試行)GB15618-2018》中的標準限值。

3.2 評價方法與分級

本文采用內梅羅指數法進行分級和評價。

單項污染指數計算：

Pi=Ci/Si

(1)

式(1)中，Pi為某項污染物的污染指數；Ci為污染物的實測值，Si為污染物的評價標準。

土壤污染物分擔率的計算：

Ki=Pi/Pisum

(2)

式(2)中，Pisum為各項污染指數之和；

綜合污染指數的計算：

(3)

式(3)中，i為某調查點位內梅羅綜合污染指數，Piave為該點位土壤中各金屬元素污染指數的算數平均值，Pimax為該點位土壤重金屬元素的最大單項污染指數。表1具體列出了單項污染指標及內梅羅綜合污染指數的分級標準。

表1 單項污染指標與內梅羅綜合污染指數分級標準

4 結果與分析

4.1 土壤樣品監測結果統計

在土壤監測中，樣品pH≤6.5為酸性土壤；6.57.5為堿性土壤。2020年嘉興市22個農村110個土壤監測點位中，有29個點位樣品為酸性土壤樣品；24個為中性土壤樣品；57個為堿性土壤樣品。根據農用地的類型，110個土壤監測點位被分為水田(28個)、果園(6個)及其他類型(76)。其中28個水田點中有14個點位為酸性土壤，占所有水田點位的50.0%，說明嘉興市農村的耕作土地酸化問題較為嚴重。

根據《土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標準(試行)GB15618-2018》中的標準限值，2020年嘉興市22個農村110個土壤監測點位中，4個監測點鎘含量超過標準的風險篩選值；1個監測點銅含量超過標準的風險篩選值；1個監測點位鉻含量、鋅含量同時超過標準的風險篩選值；1個監測點位鋅含量超過標準的風險篩選值。這些點位可能存在農用地土壤污染風險。

4.2 土壤單項污染指數評價

2020年嘉興市110個農村土壤監測點位中，有7個點位的土壤為輕污染；主要超標污染物鎘、鋅和銅；有1個點位的土壤為中污染，主要超標污染物為鎘。具體情況見表2。

表2 2020年嘉興市農村土壤單項污染指數評價

4.3 土壤污染物分擔率分析

污染物的分擔率可以用來考察土壤的主要污染物。從總體來看，2020年嘉興市110個土壤監測點位中，污染物分擔率從大到小依次為：鋅(0.184)>鉻(0.146)>銅(0.144)>砷(0.133)>鎘(0.127)>鎳(0.125)>鉛(0.098)>汞(0.044)。水田點位中，污染物的分擔率情況為：鋅(0.184)>銅(0.156)>砷(0.132)=鎳(0.132)>鎘(0.112)>鉻(0.102)>汞(0.099)>鉛(0.081)；果園點位中，污染物分擔率情況為：鎘(0.221)>鋅(0.217)>鉛(0.134)>鉻(0.132)>鎳(0.110)>砷(0.083)>銅(0.070)>汞(0.033)；其他土地類型中，污染物分擔率排名為：鋅(0.182)>鉻(0.163)>銅(0.145)>砷(0.138)>鎘(0.124)>鎳(0.123)>鉛(0.102)>汞(0.024)。

從各土地類型的污染物分擔率來看，水田點位的主要污染物為鋅、銅和砷；果園點位的主要污染物為鎘、鋅和鉛；其他土地類型的主要污染物為鋅、鉻和銅。綜合來看，2020年嘉興市農村各污染點位中最突出的土壤污染物為鋅，其余為鎘、鉻、銅和鉛。

4.4 內梅羅綜合污染指數評價

2020年嘉興市110個農村土壤監測點位的內梅羅綜合指數范圍在0.20～1.49之間。其中，99個點位的內梅羅綜合指數小于0.7，處于清潔范圍，占比為90.0%；9個點位的內梅羅指數處于尚清潔的范圍，占8.2%；有一個農田點位和居民區附近點位土壤屬于輕度污染范圍，它們的內梅羅指數分別為1.46與1.49，占比為1.8%。具體情況見表3。

從農用地類型來看，99個屬于I級即土壤屬于清潔的點位中，水田點位有26個，包括基本農田，菜地、灌溉區和水源地土壤監測點，占到所有水田點位的92.9%，說明2020年在開展監測的農村土壤中，絕大多數的水田點位土壤屬于清潔的范圍；6個果園點位中有5個屬于I 級，占果園點位的83.3%；68個其他類型土地監測點的土壤屬于I級，占所有其他類型土地的89.5%。屬于尚清潔的9個(Ⅱ，警戒限)的點位中，1個為水田中的基本農田點位，1個為果園點位，其余7個為其他類型農用地(包括居民區周邊、林地、菜地、疑似污染點位、垃圾場周邊)；出現輕微污染的點位有兩個，一個為水田中的基本農田點位，另一個為其他類型中的居民區周邊點位。具體見表3。

表3 2020年嘉興市農村土壤監測綜合污染指數評價

從不同的酸堿性來看，29個酸性土壤監測點中，有1個為輕微污染點位，占比3.4%；5個點位的土壤處于尚清潔(警戒限)，占比17.2%；剩余的23個點位土壤屬于清潔，占比為79.4%。24個中性土壤點位中，出現1個輕微污染點位，4個點位屬于尚清潔，19個點位為清潔，分別占4.2%、16.7%和79.1%；57個堿性土壤監測點的土壤全部屬于清潔。

總體來說，嘉興市2020年的農村土壤監測結果顯示，嘉興市農村土壤基本屬于清潔范疇，只有極少數監測點出現了輕微污染的現象，其中堿性土壤監測點的土壤均屬于清潔范圍；與此同時，水源地周邊的土壤沒有出現重金屬超標現象。

5 結論及建議

5.1 結論

(1)2020年對嘉興市22個村莊110個土壤點位進行監測結果顯示，有6個點位存重金屬指標(鎘、鉻、銅、鋅)超標，鎘元素最大超標倍數為0.25倍、鋅的最大超標倍數為0.95倍；鉻和銅各超標一次，超標倍數分別為0.02及0.16倍。

(2)單項污染指數評價表明，2020年嘉興市110個農村土壤監測點位中，有7個點位屬于輕污染，1個點位屬于中度污染，超標污染物主要為鎘、鋅和銅。

(3)嘉興市110個農村土壤監測點位中，有29個點位顯示土壤為酸性，占比為26.4%。28個水田點位中，酸性土壤點位占比達到50.0%。說明嘉興市農村的耕作土地酸化問題較為嚴重。主要原因為嘉興地區在農田種植過程中，長期大量施用銨態氮肥以及過磷酸鈣、氯化鉀等酸性和生理酸性肥料造成的。除此之外大氣污染和酸雨頻率、強度的增加也使耕層土壤酸化明顯。

(4)采用內梅羅綜合污染指數法評價，2020年嘉興市農村土壤基本屬于清潔狀態(90.0%)；8.2%的點位處于警戒限；另有1.8%的點位出現了輕度污染狀況。總體來說，嘉興市2020年農村土壤屬于清潔的狀態。其中全部堿性土壤點位都屬于清潔狀態。

5.2 建議

土壤中重金屬污染來源眾多，大氣、水源、固體廢棄物及農業投入品都可以成為土壤重金屬污染的源頭。土壤重金屬污染不但可以導致土壤質量劣化，農產品質量和產量下降，而且還可通過徑流、淋失，污染地表水和地下水，惡化水文環境，并可能直接毒害農作物和通過食物鏈危害人體健康。為了保障土壤質量的可持續發展，需要采取切實有效措施加強對土壤污染防控治理[15]。

首先，應該從源頭上遏制土壤污染的加劇。土壤中重金屬及其他污染物質主要來源于工業“三廢”、城鄉污水排放及農業投入品。來源廣泛，監控難度較大。各部門應該各司其職，加強合作，加強污染源頭的監督管理，嚴格控制污染物的排放。其次，應大力推動現代化生態農業的建設，合理利用化肥、農藥，保護生態系統的平衡及生物多樣性。第三，利用科學技術對污染嚴重的土壤進行修復[16, 17]。根據土壤污染的特性、污染程度及范圍，結合技術、裝備及當地經濟水平，采取合適的修復技術進行土壤質量的修復。