宿松縣外部因素對土地質量影響的研究

劉勁松，郭燦平

（安徽省地質礦產勘查局311地質隊，安徽 安慶 246003）

0 引言

隨著土地質量地球化學調查工作的深入發展，近幾年來通過地球化學調查評價工作，取得了大量的成果。本文通過野外調查工作，研究了大氣干濕沉降、灌溉水等重要的元素輸入途徑對農田土壤元素的影響。

1 研究區概況

研究區位于宿松縣南部長江北岸沖積平原區及湖積區，調查區面積823.78km。區內地勢較平坦，氣候溫和，日照充足，雨量充沛，四季分明，水資源十分豐富。土壤類型以水稻土、石灰土、紅壤土、潮土為主，靠近長江以潮土為主，靠近湖泊以水稻土為主。

研究區內土壤呈北酸南堿，部分土壤環境適合發展無公害與綠色食品生產（圖1）；但局部地區土壤污染嚴重，需要進行重點治理；同時部分地區土壤雖然較清潔，但土壤肥力質量較差，對農作物生產存在不良影響，需進行種植調整。

圖1 綠色食品產地區劃圖

2 大氣質量對土壤地球化學質量的影響

本次樣品采集之前根據地形地貌、污染源分布、風向氣候特征劃分了8個評價單元。每個評價單元控制一個樣品。在選定樣點所在屋頂安置接沉缸。大氣干濕沉降物采樣回收期為一年，因工期緊急，改期九個月收集。大氣干濕沉降物采樣時視接塵缸內固液態物質總量選取采樣方法，同時精確測量固液態樣品總體積、固態物質重量。

在評估區布置了8個大氣干濕塵降物接塵點，研究了大氣干濕沉降輸入農田土壤的元素通量。根據《土地質量地球化學評價規范》（DZ/T 0295-2016），計算了大氣干濕沉降重金屬的年輸入通量，結果見表1。

表1 工作區不同地區大氣干濕沉降重金屬元素年輸入通量一覽表（g/hm2·a）

從調查結果看，Cd、Pb元素在九成、復興等地區年輸入量相對較多，在長鋪鎮、九姑鄉、匯口鎮等地年輸入量相對較小，As、Cu元素在北部幾個鄉鎮較低，在南部平原區較。Cr元素在九成畈和復興鎮輸入量較高，在九姑和匯口鎮較低；Hg元素高值點位于九成畈，九姑、長鋪、許嶺一帶地區較低，Zn等元素在九成畈、許嶺鎮年輸入量相對較高，在九姑鄉、匯口鎮、洲頭鄉等地相對較低。由于評估區年內降雨量差異較小，各元素年通量的差異主要是由大氣顆粒物及其重金屬濃度所決定，在毒性較強的重金屬元素中，年輸入量大小依次為As＞Pb＞Cd＞Hg。

3 灌溉水質量對土壤環境質量的影響

樣品采集之前根據區內匯水域邊界共劃分出40個地表水評價單元，在設計樣點或附近，流動水體選擇在水流較緩處、水塘則選擇出水口處取樣。工作區共采集灌溉水樣品45件（其中平行樣5件），分析了灌溉水中As、Cd、Hg、Pb、pH值等指標。

樣品采集均在晴朗天氣進行，在農作物樣品于灌溉高峰期采集樣品。在確定樣點位置后，采集前在目標取水點用水將樣瓶和樣塞沖洗2～3次，再將取樣瓶沉入水中30cm深處取樣，樣品采集后無明顯漂浮物，樣瓶裝水容量約90%。每個樣點共采集3件，即原水樣、酸化水樣、特殊水樣Hg（照片3-2-3）。

按照安徽省水資源公報公布的結果，工作區農田灌溉水量一般為356.1m/667m.a（安徽省2017年水資源公報），由此計算出區內通過灌溉水輸入土壤中的As、Cd、Hg、Pb等重金屬和植物營養元素年通量，編制了工作區Cd等7個元素年輸入通量空間分布（表2）。

表2 不同行政區灌溉水重金屬元素年通量一覽表（g/hm2.a）

由不同行政區灌溉水重金屬年輸入通量圖可以看出，Hg元素在洲頭鄉地區年輸入通量相對最大，其他各行政區之間的年輸入通量總體較均衡，差異不大；Cu元素在九成畈年輸入通量最大，年輸入通量明顯高于其他地區；Hg、As、Cd在洲頭鄉年通量最大；Cr各地區差異不是很明顯，年輸入通量均較小；Pb元素在匯口鎮年通量最大；Zn元素在九姑鄉年通量最大。

4 土壤重金屬不同來源綜合分析

大氣干濕沉降和灌溉水是土壤中重金屬的重要來源，不同輸入途徑的重金屬相對貢獻率具有明顯差異，現從大氣干濕沉降和灌溉水兩種途徑的重金屬相對貢獻率來討論外源對土壤重金屬的影響。從表3中可以看出，灌溉水對As、Hg、Cu、Zn、Pb、Cd元素的貢獻率高于干濕沉降貢獻率，而Cr元素大氣干濕沉降是其主要輸入途徑。

表3 不同外源輸入土壤重金屬年通量相對貢獻率

5 結論

通過本次工作，較系統的研究了宿松縣大氣、灌溉水及土壤重金屬等人類活動對土地質量的影響，劃分土地質量地球化學等級；對土地質量、潛在價值及生態風險、土地生態環境進行評價；建立土地質量地球化學調查評價數據庫及土地質量檔案；為土地質量管理、糧食生產安全、特色農業發展及茶葉種植基地建設、鄉村振興等提供科學支撐。