贛南主要油茶產區土壤重金屬監測與評價

劉作梅，謝曉露，謝再成，徐俊，王波

(贛州市林業科學研究所，江西 贛州 341000)

隨著社會經濟的快速發展，工業化、城市化和農業化高度密集，農業用地土壤重金屬污染日益嚴重，土壤重金屬含量不斷增加[1]。贛南是中國有色金屬基地之一，有色金屬的采冶及原材料生產的工廠企業，每年排放大量含有重金屬的廢渣、廢水[2-3]，由于贛南成土母質及農業自身生產方式的影響，長期過量的使用化學肥料、農藥等可導致林地土壤中的重金屬含量增加。

近年來，油茶種植在我國迅速發展，贛南是全國油茶主要產區之一，油茶健康生長是振興贛南蘇區油茶產業發展的重要保障[4-5]，長時間不合理的使用農藥、化肥，會不同程度地改變土壤微生態環境，破壞賴以生存的林地土壤環境，土壤中的重金屬被作物吸收和富集后[6-8]，能夠通過食物鏈進入人體危害健康，對贛州主要油茶林地土壤重金屬監測、評價及分析重金屬污染來源，為摸清贛州市主要油茶林地生態情況，大力建設贛南連片森林食品油茶生產基地提供理論和技術支持[9]。

1 材料與方法

1.1 研究區域概況

贛南位于江西南部，113°54′～ 116°38′E，24°29′～ 27°09′N。處于南嶺、武夷山、諸廣山三大山脈交接處，屬于江南丘陵地帶，是典型的丘陵、山地地貌，大部分土壤呈紅色，酸性，是典型的中國南方紅壤分布區。試驗地選擇安遠縣天心鎮、于都縣銀坑鎮、寧都縣東山壩、贛縣五云鎮和章貢區沙石鎮5個產區。

1.2 試驗材料

采用蛇形(S形)采樣布點取樣，取林地土壤0～50 cm，剔除草根、樹根和石塊等雜物，按四分法每個土壤混合樣品取1 kg左右，自然風干、研磨、過篩100目，測定；油茶葉片新鮮采集、剪碎，測定。

1.3 測定方法

依據NY/T1377-2007土壤中pH值的測定，GB/T22105.2-2008 土壤質量 總汞、總砷、總鉛的測定，原子熒光法；銅、鋅采用GB/T14506.30-2010 硅酸鹽巖石化學分析方法。

1.4 評價標準與方法

根據NY/T5010-2016《無公害農產品種植業產地環境條件》土壤環境質量要求[10]。

表1 農用地土壤污染風險篩選值 mg·kg-1

油茶林地環境質量評價方法，采用土壤單因子污染指數法和土壤綜合污染指數法；土壤單因子污染指數法，是反映土壤中某項污染物含量超出標準值的倍數和程度；土壤綜合污染指數是評定土壤的綜合污染程度。

單項污染指數：Pi=Ci/Si

(1)

綜合污染指數：

(2)

式中：(1)Pi為污染物i的單項污染指數；Ci為污染物i的實際濃度；Si為污染物i的評價標準[11]。(2)P綜為土壤重金屬綜合污染指數；(Ci/Si)max為單項污染指數最大值；(Ci/Si)avr為單項污染指數平均值[12-13]。

計算出的土壤綜合污染指數參照表2劃分土壤污染等級標準。

表2 土壤綜合污染指數的分類標準

2 結果與分析

2.1 油茶樣地土壤重金屬的含量

贛南地區選取5個主要油茶產區進行林地土壤重金屬Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu和Zn含量測定并測定pH值，樣地的土壤PH值測定范圍結果為4.62～5.41，平均值為4.84，均屬于弱酸性，林地土壤重金屬Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn含量最大值分別為0.18、0.23、56.04、55.2、47.9、38.0、96.2 mg/kg，章貢區沙石鎮油茶林地土壤重金屬砷含量超過無公害農產品種植產業產地環境條件的標準值，其他林地均低于標準值。(見表3)

表3 贛南主要油茶林地土壤重金屬檢測結果 mg·kg-1

2.2 油茶樣地土壤環境質量評價分析

贛南主要油茶林地土壤中各重金屬元素單項污染指數計算結果可知，章貢區沙石鎮油茶樣地的重金屬砷單項污染指數最大值為1.401，單項污染指數平均值為1.307，超出標準值；其他各樣地重金屬的單項污染指數為0.003～0.789，均小于1.0，可見各取樣點土壤重金屬未超出標準值。從油茶林地土壤綜合污染指數計算結果可知，章貢區重金屬砷綜合污染指數在1.0

表4 油茶林地土壤中各重金屬污染指數計算結果

續表4

2.3 油茶葉片重金屬砷測定

根據贛南主要油茶林地進行土壤重金屬Cd、Hg、As等含量測定及分析結果可知，章貢區油茶林地含重金屬砷含量超過土壤環境質量要求，土壤綜合污染指數屬于輕污染，超標水平；因該林地為油茶幼林，林地還未掛果，采集油茶葉片進行檢測，其結果如下：

由表5可知，在土壤重金屬砷超標的章貢區沙石鎮油茶林地種植的油茶其葉片總砷含量在0.015～0.029，單項污染指數<1.0，綜合污染指數<0.7，屬于安全水平，種植的油茶未受到污染。

表5 油茶葉片重金屬砷含量測定 mg·kg-1

3 結論

通過對贛南5個油茶種植主產區的土壤重金屬鎘、汞、砷、銅等七種重金屬含量分析，安遠縣、寧都縣、寧都縣基地的土壤重金屬含量符合NY/T5010-2016《無公害農產品種植業產地環境條件》土壤環境質量要求，綜合污染指數(P綜)<0.7，屬安全清潔水平，適宜發展森林食品油茶產業。贛縣五云鎮油茶基地部分土壤綜合污染指數在0.7<(P綜)≤1.0范圍，在尚清潔警戒限水平，總體水平屬于安全清潔等級，可發展森林食品油茶產業；章貢區沙石鎮基地的土壤重金砷含量超過標準值，綜合污染指數在1.0<(P綜)≤2.0，屬于輕污染，但通過油茶葉片重金屬含量測定，總砷含量極低，油茶并未吸附重金屬砷受到污染，但用做森林食品健康標準樣地，需對土壤超標重金屬進行修復，在栽培管理期間應注意科學施肥、合理用藥，加強周邊環境污染整治，為發展綠色油茶提供保障。