西安市農(nóng)業(yè)產(chǎn)地環(huán)境土壤重金屬污染評價

楊 雍， 于世鋒， 汪慶華， 張水鷗， 劉 君， 黃東亞， 栗 婷， 任曉姣， 韓 磊， 王 楠， 王黨黨

(陜西省西安市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢驗監(jiān)測中心，陜西西安 710077)

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西安市農(nóng)業(yè)產(chǎn)地環(huán)境土壤重金屬污染評價

楊 雍， 于世鋒， 汪慶華， 張水鷗， 劉 君， 黃東亞， 栗 婷， 任曉姣， 韓 磊， 王 楠， 王黨黨*

(陜西省西安市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢驗監(jiān)測中心，陜西西安 710077)

[目的]掌握和了解西安市農(nóng)業(yè)產(chǎn)地環(huán)境土壤重金屬污染狀況。[方法]對西安市9個涉農(nóng)區(qū)縣無公害農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬安全現(xiàn)狀進行摸底調(diào)查，共對609個土壤樣品的主要重金屬Cd、Hg、As、Pb、Cr進行測定及內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法評價。[結(jié)果]灞橋、長安、高陵、藍田、臨潼、閻良污染等級為1級，屬于清潔水平；戶縣、未央和周至污染等級為2級，污染程度為警戒限，污染水平為尚清潔，整體未受到大面積污染，可以作為無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地甚至可以作為更優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地。但是有極少部分地區(qū)重金屬含量超過了土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，在生產(chǎn)區(qū)域規(guī)劃和產(chǎn)地選擇時應(yīng)予以回避或禁止。[結(jié)論]西安市農(nóng)業(yè)產(chǎn)地環(huán)境土壤重金屬污染狀況整體良好。針對西安市未來的發(fā)展規(guī)劃，提出了可行、科學(xué)的建議。

農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地；土壤環(huán)境；質(zhì)量安全；污染評價

隨著“鎘大米”等重金屬超標(biāo)事件曝光，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬質(zhì)量安全問題受到越來越多的關(guān)注，也成為我國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究的重點方向。研究表明[1]，在被污染土壤種植的蔬菜的有毒物質(zhì)含量是土壤有毒物質(zhì)含量的3～6倍，蔬菜中累積的重金屬可通過食物鏈進入人體，給人類健康帶來潛在的危害。馬往校等[2]研究表明，西安市郊菜園蔬菜以重金屬、硝酸鹽和農(nóng)藥污染最為突出。周建利等[3]對我國城郊土壤和農(nóng)產(chǎn)品(尤其是蔬菜)重金屬污染進行調(diào)查研究，多以Cd、Pb、Cr這3種元素為主，部分地區(qū)As、Hg的污染也很嚴(yán)重。目前，對西安市農(nóng)業(yè)產(chǎn)地環(huán)境全面系統(tǒng)的摸底調(diào)查研究鮮見報道。筆者對西安市轄閻良區(qū)、高陵區(qū)、臨潼區(qū)、藍田縣、長安區(qū)、戶縣、周至縣、灞橋區(qū)和未央?yún)^(qū)9個涉農(nóng)區(qū)縣的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬安全現(xiàn)狀進行摸底調(diào)查與采樣監(jiān)測，評價該地區(qū)土壤重金屬污染狀況，旨在為進一步促進西安市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及可持續(xù)發(fā)展提供借鑒。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)概況西安是世界著名的歷史文化名城，是我國中西部地區(qū)重要的科研、高等教育、國防科技工業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地。2015年西安市GDP為5 810.03億元，全年財政總收入1 114.98億元，農(nóng)村常住居民人均可支配收入14 072元。該市無公害農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地認(rèn)定規(guī)模呈不斷擴大趨勢，截至2015年底，共認(rèn)證無公害農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地472個，種植業(yè)基地366個，面積為5.47萬余hm2，養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)地106個。其中，蔬菜基地117個，面積1.47萬余hm2；水果基地212個，面積1.93萬余hm2；糧食基地29個，面積2.00萬余hm2;食用菌基地8個，面積133.33余hm2。截至2015年，認(rèn)證無公害產(chǎn)品460個，其中種植業(yè)產(chǎn)品335個(果品類175個，產(chǎn)量477 564.42 t；蔬菜類175個，產(chǎn)量481 832.23 t；糧食類19個，產(chǎn)量191 970.00 t；食用菌類4個，產(chǎn)量5 675.00 t)；養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)品87個(鮮禽蛋47個,生鮮乳16個,畜類24個)，為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)村發(fā)展、農(nóng)民增收起到了積極的推動作用。

1.2研究對象選取西安市閻良區(qū)、高陵區(qū)、臨潼區(qū)、藍田縣、長安區(qū)、戶縣、周至縣、灞橋區(qū)和未央?yún)^(qū)9個涉農(nóng)區(qū)縣的無公害農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地進行調(diào)查，土壤類型主要以褐土和塿土為主。根據(jù)污染因子的毒理學(xué)特征和生物吸收、富集能力，選取無公害農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境條件標(biāo)準(zhǔn)中的嚴(yán)格控制指標(biāo)——Cd、Hg、As、Pb、Cr作為監(jiān)測項目。

1.3土壤樣品采集及制備9個涉農(nóng)區(qū)縣共計劃采集土壤樣品609個，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位，選擇各基地有代表性的田塊(如基地離污染源2 km以外，產(chǎn)地環(huán)境沒有污染史等)，采用梅花五點法取樣，采樣深度0～20 cm，每個混合土樣1.5 kg左右。土壤樣品可在自然條件下風(fēng)干，過100目尼龍篩，留取樣品500 g裝樣品袋(牛皮紙)，貼好標(biāo)簽，待測[4]。

1.4分析方法對采集的樣品經(jīng)過前處理后，按照各項目監(jiān)測方法要求進行含量測定(表1)。

表1　土壤樣品分析方法及來源

1.5評價標(biāo)準(zhǔn)及方法

1.5.1評價標(biāo)準(zhǔn)。以《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 15618—1995)的二級標(biāo)準(zhǔn)值為評價標(biāo)準(zhǔn)[5-7]，具體評價標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2　土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值

1.5.2評價方法。土壤污染評價方法采用內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法，全面、綜合地評價土壤的污染程度，計算公式如下：

式中,PN為內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)；Piave為土壤中各污染指數(shù)的平均值;Pimax為所有重金屬元素污染指數(shù)的最大值。

土壤內(nèi)梅羅綜合評價分級標(biāo)準(zhǔn)：PN≤0.7，安全清潔；0.73.0，重污染，污染嚴(yán)重。

1.5.3數(shù)據(jù)處理。土壤重金屬基本統(tǒng)計參數(shù)采用SPSS進行分析。其他數(shù)據(jù)的處理采用Excel 2007。

2　結(jié)果與分析

2.1重金屬污染狀況由表3對照《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 15618—1995)二級標(biāo)準(zhǔn)值可知，西安市農(nóng)業(yè)產(chǎn)地環(huán)境土壤重金屬總體污染情況不明顯，有個別如Cd有3個點位超標(biāo)，最大超標(biāo)倍數(shù)為1.143，Hg有2個點位超標(biāo)，最大超標(biāo)倍數(shù)為1.272，且均出現(xiàn)在未央?yún)^(qū)。由于未央?yún)^(qū)過去是西安市主要的污水灌溉區(qū)，使得重金屬逐漸累積造成污染[8]。2.2各區(qū)縣綜合污染評價由表4可知，灞橋、長安、高陵、藍田、臨潼、閻良污染等級為1級，屬于清潔水平；戶縣、未央和周至污染等級為2級，污染程度為警戒限，污染水平尚清潔。

表3　產(chǎn)地土壤環(huán)境結(jié)果統(tǒng)計

3　結(jié)論與建議

3.1結(jié)論西安市無公害農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境大部分未受到重金屬污染，可以作為無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地甚至更優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地。有個別樣品由于受電廠或污灌等歷史原因(如戶縣的余下電廠、未央?yún)^(qū)農(nóng)田是污灌區(qū))，重金屬含量超過土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，在生產(chǎn)區(qū)域規(guī)劃和產(chǎn)地選擇時應(yīng)予以回避或禁止[9]。

3.2建議

3.2.1加強地方立法，保護產(chǎn)地生態(tài)環(huán)境。由于西安市農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境保護缺少相關(guān)強制性法規(guī)，因此發(fā)展安全優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品就要針對專項問題制訂專門法規(guī)，如通過農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地保護條例，具體規(guī)定在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地周邊不得建設(shè)工廠等有可能污染生態(tài)環(huán)境的設(shè)施(未央?yún)^(qū)的污水灌溉，戶縣的電廠、化工廠等污染源)，有效防止大氣和土壤污染；制訂農(nóng)業(yè)投入品管理條例，對化肥實行準(zhǔn)入制度和監(jiān)測監(jiān)管制度。嚴(yán)格執(zhí)行測土配方施肥，按需施肥，科學(xué)施用化肥，禁止在飽和土壤施肥，增加使用有機肥；制訂產(chǎn)地環(huán)境補償條例，嚴(yán)格規(guī)制補償資金的使用和監(jiān)管?？傊枰ㄟ^多方面的地方立法，才能逐步建立起西安市農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境保護的法律保障機制。

表4　各區(qū)縣綜合污染評價

3.2.2劃定產(chǎn)地安全區(qū)域，合理布局產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。目前，西安市產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量相對安全，優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)發(fā)展缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，建議進一步加強土壤重金屬污染狀況及農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地安全狀況調(diào)查，結(jié)合西安市科技進步獎《無公害農(nóng)產(chǎn)品適宜性生產(chǎn)區(qū)劃研究》的科技成果，詳細(xì)劃定農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地安全區(qū)域。根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地安全狀況調(diào)整農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)布局，把生產(chǎn)重點布局在農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境優(yōu)質(zhì)區(qū)；對于土壤環(huán)境質(zhì)量差、不符合農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域禁止生產(chǎn)食用農(nóng)產(chǎn)品。

3.2.3加強產(chǎn)地環(huán)境監(jiān)測，及時做好污染源監(jiān)管。隨著城鎮(zhèn)化進程和現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的加快，城市建設(shè)垃圾、 “三廢”和農(nóng)業(yè)投入品成為農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境主要污染源，特別是隨著對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全要求的進一步提高，優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的發(fā)展，對農(nóng)業(yè)產(chǎn)地環(huán)境污染控制將更加嚴(yán)格。因此，要切實加強農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境監(jiān)測，及時監(jiān)控污染狀況。同時，要加強對化肥的市場監(jiān)督管理和使用，從源頭上把好投入品的使用關(guān)，凡被國家和省列為禁用的農(nóng)業(yè)投入品，一律依法不準(zhǔn)銷售和使用，防止污染農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境。

3.2.4明確發(fā)展目標(biāo)方向，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量水平。從土壤質(zhì)量評價結(jié)果來看，西安市大部分農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地適合發(fā)展無公害及更高水平的農(nóng)產(chǎn)品，但這只是農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的基礎(chǔ)條件，還必須按農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，才能生產(chǎn)出安全、合格的農(nóng)產(chǎn)品。根據(jù)西安市農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地質(zhì)量狀況和農(nóng)產(chǎn)品市場準(zhǔn)入的需要，制訂農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全生產(chǎn)目標(biāo)，大力實施農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，逐步把西安市發(fā)展成無公害農(nóng)產(chǎn)品的優(yōu)勢基地、綠色食品的重點基地、有機食品的特色基地[10-17]。

[1] 陳儉霖,史公軍.城郊菜地土壤和蔬菜重金屬污染研究進展[J].北方園藝,2005(3):8-9.

[2]馬往校,周樂,段敏,等.西安市蔬菜中重金屬污染狀況分析[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報,2006,31(6):178-180.

[3]周建利,陳同斌.我國城郊蔬菜地土壤和重金屬污染研究現(xiàn)狀與展望[J].湖北農(nóng)學(xué)院學(xué)報,2002,22(5):476-477.

[4] 國家環(huán)境保護總局.土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范：HJ/T 166—2004[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2004.

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[7] 李祚泳,丁晶,彭荔紅.環(huán)境質(zhì)量評價原理與方法[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.

[8] 中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范：NY/T 395—2012[S].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2012.

[9] 張國印.河北平原土壤質(zhì)量評價指標(biāo)和方法初探[D].北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005.

[10] 孟娟.河北平原區(qū)無公害蔬菜基地土壤質(zhì)量評價研究[D].保定:河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2009.

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Pollution Evaluation of Soil Heavy Metal Pollution of Agricultural Habitat Environment in Xi’an City

YANG Yong, YU Shi-feng, WANG Qing-hua, WANG dang-dang*et al

(Monitoring Center of Agricultural Products Quality Safety Test, Xi’an, Shaanxi 710077)

[Objective] To comprehensively grasp the soil heavy metal pollution status of agricultural habitat environment in Xi’an City. [Method] Investigation on the safety status of soil heavy metal was carried out in pollution-free agricultural products producing area in 9 districts and counties of Xi’an City. The 5 major heavy metals (Cd, Pb, Cr, As, Hg) in 609 soil samples were detected. And evaluation was carried out by Nemerow index method. [Result] Pollution degrees of Baqiao, Chang’an, Gaoling, Lantian, Lintong and Yanliang belonged to grade one, which were clean level. Pollution degrees of Huxian, Weiyang and Zhouzhi belonged to grade two, which were at warning line. They were generally not at large-area pollution and could be used as the production base of pollution-free agricultural products or high-quality agricultural products. However, heavy metal content in very few parts exceeded the environmental quality standard of soil due to the historical reasons of power plant, sewage irrigation and so on. Therefore, these areas should be avoided or prohibited during regional planning and selection of production area. According to the future development planning of Xi’an City, feasible and scientific suggestions were put forward. [Conclusion] Soil heavy metal pollution of agricultural habitat environment in Xi’an City is generally at good status.

Production area of agricultural products; Soil environment; Quality safety; Pollution evaluation

楊雍(1982- )，男，陜西安塞人，農(nóng)藝師，從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測研究。*通訊作者，高級農(nóng)藝師，從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理研究。

2016-06-17

S 158.4

A

0517-6611(2016)20-073-03