產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價與綠色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)研究
——以湖北省洪湖市為例

鄭雄偉，鄭國權(quán)，洪 波

(1.湖北省地質(zhì)局地球物理勘探大隊，湖北 武漢 430056；2.洪湖市國土資源局，湖北 洪湖 433200)

產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價與綠色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)研究
——以湖北省洪湖市為例

鄭雄偉1，鄭國權(quán)1，洪 波2

(1.湖北省地質(zhì)局地球物理勘探大隊，湖北 武漢 430056；2.洪湖市國土資源局，湖北 洪湖 433200)

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全是當(dāng)前社會普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問題。在對洪湖市農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價的基礎(chǔ)上，應(yīng)用GIS技術(shù)，研究了洪湖市農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜性分區(qū)。結(jié)果表明，洪湖市農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤總Hg、總As、總Cr、總Cu、總Cd和總Pb平均濃度均達(dá)到《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境調(diào)查、監(jiān)測與評價規(guī)范》(NY/T1054-2006)產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，空氣和灌溉水也符合標(biāo)準(zhǔn)，適宜于開展綠色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)。目前，洪湖市正在以綠色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜性分區(qū)為依據(jù)，大力發(fā)展綠色食品和無公害農(nóng)產(chǎn)品。

產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量；綠色農(nóng)產(chǎn)品；生產(chǎn)適宜性分區(qū)；洪湖

全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染較重，土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出。由于工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)等人為活動，土壤環(huán)境背景值高是造成土壤污染或超標(biāo)的主要原因。土壤污染的后果是不僅可以導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)降低，而且常常通過食物鏈傳遞而影響人體的健康。土壤污染除導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降、農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)下降外，更為嚴(yán)重的是土壤對污染物具有富集作用。近年來，許多研究者已對農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量作了諸多的研究[1-3]。然而，大多數(shù)研究只考慮了土壤污染，將土壤、大氣、灌溉水等環(huán)境介質(zhì)綜合考慮并進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜性分區(qū)的研究不多。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，以湖北省洪湖市為研究對象，把綠色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)作為目標(biāo)，綜合考慮了土壤、大氣、灌溉水等環(huán)境介質(zhì)，根據(jù)《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境調(diào)查、監(jiān)測與評價規(guī)范》(NY/T1054-2006)產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)用GIS技術(shù)進(jìn)行綠色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜性分區(qū)，可為促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 洪湖市基本概況

洪湖市地跨東經(jīng)113°07′～114°05′，北緯29°39′～30°12′，位于湖北省中南部，長江中游北岸，江漢平原東南端。東南瀕長江，與嘉魚縣、赤壁市及湖南省臨湘市隔江相望；西傍監(jiān)利縣接壤；北依東荊河與漢南區(qū)、仙桃市相鄰。全市國土面積2519平方公里，下轄20個鄉(xiāng)鎮(zhèn)辦區(qū)，擁有2個省管經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)和1個省級生態(tài)旅游度假區(qū)。洪湖市地層屬揚(yáng)子地層區(qū)，基巖零星分布于洪湖市城區(qū)。研究區(qū)內(nèi)第四系全新統(tǒng)分布廣泛，具有類型多、相變大、物質(zhì)成分復(fù)雜的特點(diǎn)。按成因類型劃分沖積、湖沖積、沼澤沉積等三種成因類型，見圖1。評價區(qū)土壤有2個土類，5個亞類。以水稻土和潮土土類為主，其中水稻土有淹育型、潴育型、潛育型、沼澤型四種亞類，潮土僅有灰潮土亞類。水稻土222.04平方公里，占總面積的73.52%； 潮土73.24平方公里，占總面積的24.25%；其他水體6.72平方公里，占總面積的2.13%。

圖1湖北省洪湖市區(qū)域地質(zhì)背景圖

2 研究方法

2.1樣品的采集和分析

土壤樣品采樣點(diǎn)實行1∶5萬土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查，共計采集樣品1545件，包括重復(fù)樣品30件，采樣密度平均為5.02點(diǎn)/km2，灌溉水樣品共采集20組，區(qū)內(nèi)地表灌溉水網(wǎng)較發(fā)達(dá)，采樣密度為1點(diǎn)/16 km2，取樣點(diǎn)盡量和農(nóng)作物的取樣位置對應(yīng)，不同的土地利用情況和不同的灌溉水類型都有采樣點(diǎn)；大氣降塵監(jiān)測點(diǎn)按1點(diǎn)/50 km2的密度布置了6處大氣沉降監(jiān)測點(diǎn)，總體上樣點(diǎn)覆蓋整個工作區(qū)，監(jiān)測時長為1年，每3個月采集一次樣品，共采集降塵樣品24件。

土壤表層樣檢測指標(biāo)包括pH、Se、I、F、Cd、Pb、Hg、As、Cr、Cu、Zn、N、P、TOC、S、Cl、B、Mo、Mn、Co、Ni、Sr、Ge、K2O、Na2O、CaO、MgO、Fe2O3、SiO2、Al2O3等30項指標(biāo)。大氣降塵樣品檢測指標(biāo)包括Cd、Hg、As、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni、Se共9項；降水樣品檢測指標(biāo)包括pH、As、Mo、Se、Cr+6、K、N、Ba、Pb、Zn、Cu、Cd、Hg、Mn、Fe、P、硫酸鹽、氯化物、氟化物、硝酸鹽、高錳酸鉀指數(shù)、總硬度、溶解性總固體等23項。土壤灌溉水檢測指標(biāo)包括pH、As、Mo、Se、Cr+6、K、N、Ba、Pb、Zn、Cu、Cd、Hg、Mn、Fe、P、硫酸鹽、氯化物、氟化物、硝酸鹽、高錳酸鉀指數(shù)、總硬度、溶解性總固體等23項。

2.2綠色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜性分區(qū)方法

本文采用地統(tǒng)計方法對洪湖市進(jìn)行綠色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜性分區(qū)，參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量》(NY/T391-2013)，綠色食品產(chǎn)地評價土壤環(huán)境質(zhì)量要求界限值見表1。

表1 綠色食品產(chǎn)地土壤中各項污染物的指標(biāo)限量要求

注：單位：mg/kg

無公害農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)在《無公害食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量調(diào)查規(guī)范》(NY/T5335-2006)的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同種植作物類型的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價，具體標(biāo)準(zhǔn)包括《無公害食品大田作物產(chǎn)地環(huán)境條件》(NY 5332-2006)、《無公害食品水稻產(chǎn)地環(huán)境要求》 (NY 5116-2002)和《無公害食品蔬菜產(chǎn)地環(huán)境條件》(NY 5010-2002)等[4-6]。

3 結(jié)果與討論

3.1產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價

3.1.1灌溉水環(huán)境質(zhì)量

按照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)用水資源質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(GB5084-2005)中的評價方法進(jìn)行評價，本次調(diào)查選取砷、鎘、鉻、銅、鉛、鋅、汞7項指標(biāo)進(jìn)行評價。結(jié)果顯示，全區(qū)灌溉水(水源)中重金屬含量均符合標(biāo)準(zhǔn)GB5084-2005，其中20件灌溉區(qū)水樣重金屬含量遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)限定值或未檢出這7種重金屬含量，說明區(qū)內(nèi)灌溉水質(zhì)量綜合等級全部達(dá)到一等合格標(biāo)準(zhǔn)，具體結(jié)果見圖2。

圖2 洪湖市灌溉水水質(zhì)綜合分級圖

3.1.2 大氣降塵(水)環(huán)境質(zhì)量

根據(jù)全國各省市大氣質(zhì)量研究成果，大氣干濕沉降養(yǎng)分元素年輸入通量占農(nóng)田土壤外源輸入總量的比重較小，本研究旨在評價大氣環(huán)境健康質(zhì)量，因此，不是以養(yǎng)分指標(biāo)為評價指標(biāo)，而是主要以重金屬元素為主要評價指標(biāo)。參照《土地質(zhì)量地球化學(xué)評價規(guī)范》要求，大氣干濕沉降通量環(huán)境地球化學(xué)等級劃分指標(biāo)為Cd 和Hg，劃分標(biāo)準(zhǔn)值見表2。

表2 大氣干濕沉降通量環(huán)境地球化學(xué)等級分級標(biāo)準(zhǔn)值

整體來說，評價區(qū)農(nóng)作物生長良好、植被覆蓋率高、雨水充沛、空氣清新濕潤，大氣環(huán)境質(zhì)量狀況良好。調(diào)查表明評估區(qū)大氣降塵量低，污染物質(zhì)少，降水中各微量元素和酸堿度等指標(biāo)都符合安全標(biāo)準(zhǔn)，對土壤生態(tài)環(huán)境質(zhì)量影響較弱。

根據(jù)國家地質(zhì)調(diào)查行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《土地質(zhì)量地球化學(xué)評價規(guī)范》大氣質(zhì)量等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，評價區(qū)大氣綜合質(zhì)量全部為1等優(yōu)質(zhì)大氣質(zhì)量環(huán)境區(qū)，結(jié)果見圖3。

圖3 洪湖市大氣干濕沉降質(zhì)量等級圖

3.1.3 土壤環(huán)境質(zhì)量

通過對研究區(qū)1∶5萬土壤地球化學(xué)調(diào)查，獲得了1515件土壤表層樣的含量數(shù)據(jù)，依據(jù)《土地質(zhì)量地球化學(xué)評價規(guī)范》中的土壤環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)，本研究選定了主要重金屬元素As、Hg、Pb、Cd、Cr、Ni、Cu、Zn 8項指標(biāo)，作為評價對象對研究區(qū)土壤質(zhì)量進(jìn)行判別評估。

通過對各環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行綜合參數(shù)計算，獲得土地質(zhì)量評估有害重金屬元素等分圖，根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，對評價區(qū)土壤重金屬有害元素進(jìn)行分級評估，統(tǒng)計結(jié)果如表3所示，表明土壤中 Hg、Pb、Cr、Zn元素在評價區(qū)無污染，且全部為一級區(qū)；土壤中As、Cu、Ni全部為一級區(qū)和二級區(qū)，局部小面積輕微污染，As和Cu一級區(qū)面積占99%以上，Ni一級區(qū)面積占90%以上；土壤中 Cd主要為一級區(qū)和二級區(qū)，三級區(qū)占0.17%，局部小面積輕度污染。

表3 洪湖市土壤環(huán)境指標(biāo)分級統(tǒng)計表

土壤環(huán)境質(zhì)量等級劃分結(jié)果顯示，區(qū)內(nèi)達(dá)清潔Ⅰ級等級標(biāo)準(zhǔn)的分布區(qū)面積為197.26 km2，占可利用地面積的82.42%；輕微、輕度污染(Ⅱ級、Ⅲ級)的面積為42.08 km2，占17.58%，其主要分布在峰口鎮(zhèn)范湖村、破嶺村、土京村、紅花村、童嶺村、雙豐村以及萬全鎮(zhèn)洪中村、曉河村、汪廟村、六垸村、萬電村的少數(shù)地塊中。不存在中度、重度污染(Ⅳ級、Ⅴ級)分布區(qū)，結(jié)果見圖4。

圖4 洪湖市土壤環(huán)境質(zhì)量綜合等級圖

3.2綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地分級分區(qū)

3.2.1 評價標(biāo)準(zhǔn)

參照農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量》(NY/T391-2013)，根據(jù)土壤的肥力狀況進(jìn)行分級分區(qū)，使用NY/T391-2013標(biāo)準(zhǔn)中的有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀、陽離子交換量五個肥力指標(biāo)進(jìn)行評估。

以采樣單元(土地利用圖斑)為評價單元，單元內(nèi)環(huán)境指標(biāo)合格時，土壤肥力指標(biāo)根據(jù)有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀和陽離子交換量五項指標(biāo)同時達(dá)到二級或以上則判定該單元符合AA級綠色食品土壤要求，否則只能作為符合A級綠色食品土壤要求。

3.2.2 分級分區(qū)結(jié)果

依據(jù)農(nóng)業(yè)部分《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量》(NY/T391-2013)行業(yè)技術(shù)要求，評價區(qū)綠色農(nóng)產(chǎn)品分級結(jié)果如圖5所示。

(1) AA級綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地包括Ⅰ、Ⅱ級產(chǎn)地。即AA級綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地有機(jī)質(zhì)、全氮、全鉀、全磷等四項指標(biāo)均滿足產(chǎn)地要求，CEC基本上也滿足Ⅱ級產(chǎn)地要求。

區(qū)內(nèi)達(dá)到AA級綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地總面積為71.63 km2，約占農(nóng)用地面積的29.93%。其中Ⅰ級產(chǎn)地11.56 km2，約占總面積的4.83%；Ⅱ級產(chǎn)地60.07 km2，約占總面積的25.10%。AA級綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地主要分布于峰口鎮(zhèn)的蘭橋村、衛(wèi)溝村、全勝村、大公村、繡花村等地，萬全鎮(zhèn)AA級農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地主要位于黃絲村、老溝村、里畈村、塔路村等地。

(2) A級綠色農(nóng)產(chǎn)品。A級綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地主要包括Ⅲ級產(chǎn)地，指的是產(chǎn)地滿足環(huán)境指標(biāo)要求，而土壤養(yǎng)分指標(biāo)不能滿足要求的田地。全區(qū)面積有69.11 km2，約占總面積的28.88%。

A級綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地主要分布于峰口鎮(zhèn)的觀廳村、麻壕村、京城村、萬寶村等地和萬全鎮(zhèn)的全豐村、河咀村、永豐村、中嶺村等地。

(3) 非綠色農(nóng)產(chǎn)品。非綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地指的是土壤環(huán)境指標(biāo)超標(biāo)的田塊。全區(qū)非綠色產(chǎn)地分布面積為98.60 km2，約占總面積的41.20%。因為標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格，而區(qū)內(nèi)有少數(shù)重金屬具有較大面積的輕微污染，導(dǎo)致非綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地面積較大。據(jù)調(diào)查，非綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地主要分布于峰口鎮(zhèn)的新臺村、童嶺村、范湖村、東曉村等地，萬全鎮(zhèn)非綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地主要位于花古村、小河村、萬電村等地。

4 結(jié)語

洪湖市農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤、大氣和灌溉水質(zhì)量都較適宜開展安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)。本次研究發(fā)現(xiàn)綠色農(nóng)產(chǎn)品和無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜區(qū)的面積分別占評價面積的58.81%和92.79%。目前，洪湖市正以綠色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜性分區(qū)為依據(jù)，來大力發(fā)展綠色農(nóng)產(chǎn)品。

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(責(zé)任編輯：熊文濤)

F322，X82

A

2095-4824(2017)06-0045-06

2017-08-13

湖北省“金土地”工程——高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田地球化學(xué)調(diào)查項目(HBJTD20160110)

鄭雄偉(1986- )，男，湖北黃岡人，湖北省地質(zhì)局地球物理勘探大隊工程師，碩士。

鄭國權(quán)(1981- )，男，湖北大冶人，湖北省地質(zhì)局地球物理勘探大隊工程師。