某疑似污染農(nóng)用地地塊土壤調(diào)查布點及評價方法

張啟 吳明洲

摘要 以某疑似污染的農(nóng)用地為例，根據(jù)調(diào)查范圍內(nèi)的功能區(qū)劃進(jìn)行分區(qū)布點，以農(nóng)產(chǎn)品食用安全、農(nóng)用地安全利用為目標(biāo)，開展調(diào)查，檢測土壤中重金屬8項（鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳）、苯并（a）芘、六六六、滴滴涕、有機(jī)質(zhì)、陽離子交換量、氨氮、總磷和速效鉀含量，根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 15618—1995）》和《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（報批稿），進(jìn)行土壤質(zhì)量和土壤污染風(fēng)險評價，結(jié)果表明，土壤重金屬鎘超標(biāo)。該研究為疑似污染農(nóng)用地的調(diào)查布點方法和評價方法提供參考。

關(guān)鍵詞 農(nóng)用地；疑似污染；分區(qū)布點；質(zhì)量評價；風(fēng)險評價

中圖分類號 S151.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）20-0117-03

Abstract A suspected contaminated agricultural land was taken as an example. Taking the safety of agricultural products and the safe use of agricultural land as the goal， a survey was carried out to detect contents of 8 heavy metals（cadmium， mercury， arsenic， copper， lead， chromium， zinc， nickel）， benzo （a） pyrene， BHC， DDT， organic matter， cation exchange capacity， ammonia nitrogen， total phosphorus and available potassium， in the soil， which the stratified sampling was based on the functional zoning within the scope of the research. The soil quality and soil pollution risk assessment were evaluated according to the Soil Environmental Quality Standard （GB15618-1995）and the Risk Control Standard for Soil Contamination of Agricultural Land （Trial Draft）（Revision for Approval）. As the result， heavy metal cadmium exceeded the standard in the soil. The research provides references for the investigation and allocation methods of suspected contaminated farmland.

Key words Agricultural land；Suspected pollution；Stratified sampling；Quality assessment；Risk assessment

我國耕地面積約有1.35×108hm2，但人均耕地面積較低，不及世界平均水平的50%[1]。截至2014年12月，受污染耕地約1.0×107hm2[2]，主要污染包括重金屬污染、農(nóng)藥和化肥的不當(dāng)使用[3]。目前，我國農(nóng)用地土壤重金屬、有機(jī)物等污染已呈現(xiàn)從局部區(qū)域向全國蔓延的趨勢，農(nóng)田土壤受污染率已從20世紀(jì)80年代末期的不足5%上升至目前的近20%。部分經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)農(nóng)田污染問題非常突出，廣東省清潔土壤僅11%，輕度污染農(nóng)田占耕地總面積的77%，重度污染農(nóng)田占耕地總面積的12%左右[4]。在此情形下，國家頒布了《農(nóng)用地土壤環(huán)境管理辦法（試行）》和《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（報批稿），對農(nóng)用地進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，在調(diào)查的基礎(chǔ)上，以保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全為目標(biāo)，對污染農(nóng)用地分別實施風(fēng)險管控或治理修復(fù)措施[5]。筆者以某農(nóng)業(yè)示范基地為研究對象，在對該基地全面調(diào)查的基礎(chǔ)上，按照《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 15618—1995）》和《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（報批稿）等標(biāo)準(zhǔn)分別進(jìn)行土壤質(zhì)量評價和風(fēng)險評價，并對超標(biāo)污染物提出了修復(fù)建議。

1 地塊環(huán)境背景與污染特征

1.1 地塊環(huán)境背景

研究地塊某農(nóng)業(yè)示范基地分為生豬養(yǎng)殖區(qū)、蔬菜種植區(qū)、果樹苗木種植區(qū)、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)和傳統(tǒng)農(nóng)作物種植區(qū)5區(qū)塊，約為78.67 hm2。研究地塊位于黃泛沖積平原，屬河間侵蝕平原。土壤多在黃淮泛濫的沖積物上發(fā)育而成，土層較厚，比較肥沃。土壤類型可分為潮土、棕壤土和砂姜黑土3個土類，其中潮土占23%，主要分布在洼蓄洪區(qū)；棕壤土占32%，主要分布在坡地；砂姜黑土占45%，主要分布在中、北崗地。地層在水平方向分布穩(wěn)定，垂直方向變化較大，自地表至40 m范圍內(nèi)，地層自上而下分為9層，2、4、6、9層為亞層，其巖性為粉質(zhì)黏土、黏土、粉砂等組成；1、3、5、7層為粉質(zhì)黏土；8層為粉砂層。淺層地下水與大氣降水、地表水聯(lián)系密切，埋深2～5 m，水力性質(zhì)為潛水—弱承壓水。

研究地塊周邊2 km內(nèi)為其他農(nóng)用地，未發(fā)現(xiàn)工礦企業(yè)，未調(diào)查到有周邊企業(yè)污染排放事件。

1.2 污染特征

調(diào)查結(jié)果顯示，研究地塊內(nèi)一直進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，生豬養(yǎng)殖區(qū)2007年建設(shè)運行，在前期生產(chǎn)過程中直接將畜禽糞便等污染物排放至周邊溝渠。因此該地塊主要生產(chǎn)活動為種植和養(yǎng)殖，根據(jù)種植和養(yǎng)殖的污染特征、《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 15618—1995）》和《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（報批稿）中指定的污染物，該次調(diào)查的污染物為重金屬（鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳）和苯并（a）芘、六六六、滴滴涕；并針對農(nóng)用地土壤性質(zhì)，檢測了有機(jī)質(zhì)、陽離子交換量、氨氮、總磷和速效鉀。

對不同功能區(qū)分別布點，在蔬菜種植區(qū)和傳統(tǒng)農(nóng)作物種植區(qū)布設(shè)0～20 cm點位；果樹種植區(qū)布設(shè)0～60 cm點位；養(yǎng)殖區(qū)由于有污染排放記錄，進(jìn)行加密布點；水產(chǎn)區(qū)采集地表水，共布設(shè)22個點位，采集33個土壤樣品、5個地表水樣品、3個地下水樣品（圖1）。

按照標(biāo)準(zhǔn)中指定的檢測方法對土壤樣品中的污染物進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果表明，調(diào)查評估范圍內(nèi)土壤樣品pH分布在5.55～7.74，生豬養(yǎng)殖區(qū)、傳統(tǒng)作物區(qū)和果樹苗木種植區(qū)土壤呈弱堿性，蔬菜種植區(qū)土壤呈弱酸性。土壤有機(jī)質(zhì)含量水平中等偏弱，根據(jù)全國第2次土壤普查養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)，蔬菜種植區(qū)和生豬養(yǎng)殖區(qū)有機(jī)質(zhì)含量為第4級，果樹苗木種植區(qū)和傳統(tǒng)作物區(qū)有機(jī)質(zhì)含量為第5級。

陽離子交換量表現(xiàn)為生豬養(yǎng)殖區(qū)>果樹苗木種植區(qū)>傳統(tǒng)作物區(qū)>蔬菜種植區(qū)。氨氮污染物含量在蔬菜種植區(qū)相對較高?？偭缀退傩р浐吭谏i養(yǎng)殖區(qū)相對較高。土壤樣品中氨氮含量在0.18～37.42 mg/kg，平均值為7.29 mg/kg，與對照點相比偏低，氨氮污染物含量在蔬菜種植區(qū)相對較高?？偭缀吭?23.12～1 870 mg/kg，平均為441.81 mg/kg，與對照點相比偏高，總磷含量在生豬養(yǎng)殖區(qū)相對較高。速效鉀含量在154.47～369.46 mg/kg，平均為222.87 mg/kg，與對照點相比偏高，速效鉀含量在生豬養(yǎng)殖區(qū)相對較高。對無機(jī)污染物（重金屬元素）的監(jiān)測結(jié)果表明，所有調(diào)查的重金屬（銅、鉻、鎳、鋅、鉛、鎘、砷、汞）均全部檢出。其中，銅、鉻、鎳、鋅、鉛、鎘、砷含量生豬養(yǎng)殖區(qū)和果樹苗木種植區(qū)最高，蔬菜種植區(qū)和傳統(tǒng)作物區(qū)相對較低；僅汞含量生豬養(yǎng)殖區(qū)低于蔬菜種植區(qū)。有機(jī)污染物（六六六、滴滴涕、苯并（a）芘、有機(jī)氯農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥）均未檢出。

2 質(zhì)量評估

2.1 評價標(biāo)準(zhǔn)和方法

根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 15618—1995）二級標(biāo)準(zhǔn)和《溫室蔬菜產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)》（HJ/T 333—2006），對調(diào)查區(qū)土壤重金屬進(jìn)行評價。

評價方法與分級：評價方法采用污染指數(shù)法，評價參數(shù)包括土壤單項污染指數(shù)、污染分擔(dān)率、內(nèi)梅羅污染指數(shù)（綜合污染指數(shù)）等，并根據(jù)《耕地土壤重金屬污染評價技術(shù)規(guī)程》對耕地土壤重金屬進(jìn)行累積性評價。

2.2 評價結(jié)果

當(dāng)綜合累積指數(shù)與單項累積指數(shù)劃定等級不一致時，以劃定等級低的為準(zhǔn)。對比內(nèi)梅羅指數(shù)與累積指數(shù)劃定等級，2種評價結(jié)果保持一致（圖2、3）。點位B1-1、B2-3和B3污染等級為尚清潔（警戒限），累積性劃定等級為未累積；點位B1-2污染等級為中度污染，累積性劃定等級為中度累積；點位C2-1污染等級為輕度污染，累積性劃定等級為輕度累積。

調(diào)查評估范圍內(nèi)主要超標(biāo)因子為重金屬鎘，共有5個點位超標(biāo)，分別位于蔬菜種植區(qū)、生豬養(yǎng)殖區(qū)和果樹苗木種植區(qū)，其中蔬菜種植區(qū)有3個點位鎘超標(biāo)，且有1個點位為中度污染（中度累積），相比生豬養(yǎng)殖區(qū)和果樹苗木種植區(qū)污染情況較為嚴(yán)重。調(diào)查評估區(qū)內(nèi)土壤環(huán)境質(zhì)量總體良好，在個別點位鎘有超標(biāo)現(xiàn)象，超標(biāo)倍數(shù)為1.067～2.933。鎘平均值為0.15 mg/kg，與對照點鎘（0.18 mg/kg）含量相當(dāng)。

3 風(fēng)險評估

3.1 評價標(biāo)準(zhǔn)和方法

對農(nóng)用地土壤進(jìn)行污染風(fēng)險評價，使用《土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn) 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值和管制值（試行）》（報批稿）中的風(fēng)險篩選值和管制值進(jìn)行對比。

當(dāng)土壤中污染物含量低于風(fēng)險篩選值時，農(nóng)產(chǎn)品超標(biāo)等風(fēng)險可以忽略；當(dāng)土壤中污染物含量高于風(fēng)險篩選值、低于風(fēng)險管制值時，存在農(nóng)產(chǎn)品超標(biāo)風(fēng)險，具體需要結(jié)合農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量協(xié)同調(diào)查確定；當(dāng)土壤中污染物含量高于風(fēng)險管制值時，農(nóng)產(chǎn)品超標(biāo)風(fēng)險很高，且難以通過農(nóng)藝調(diào)控、替代種植等措施降低農(nóng)產(chǎn)品超標(biāo)的風(fēng)險[6]。

3.2 評價結(jié)果 該場地與篩選值進(jìn)行對比后，有5個點位樣品中鎘超出篩選值，分別是B3（0～60 cm）、B1-2（0～20 cm）、B2-3（0～20 cm）、B1-1（40 cm）、C2-1（0～20 cm），鎘濃度為0.32～0.88 mg/kg，其中，B3點位位于河邊上的桃樹種植區(qū)，B1-1、B1-2、C2-1點位位于蔬菜大棚區(qū)（B1-1和B1-2種植蔬菜分別是番茄、西葫蘆，C2-1暫時空置），B2-3點位位于生豬養(yǎng)殖區(qū)。由圖4可知，鎘超標(biāo)的點位主要集中在蔬菜大棚區(qū)域附近。鎘超標(biāo)的原因可能與施用肥料有關(guān)，也可能與大氣沉降有關(guān)，具體來源需要對區(qū)域的大氣、水和土壤進(jìn)行調(diào)查。

該場地超出風(fēng)險篩選值標(biāo)準(zhǔn)的5個點位，并未超出風(fēng)險管制值標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn) 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控篩選值和管制值》，當(dāng)土壤中污染物含量高于風(fēng)險篩選值、低于風(fēng)險管制值時，存在農(nóng)產(chǎn)品超標(biāo)的風(fēng)險，具體結(jié)合農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量協(xié)同調(diào)查確定。

由于該次調(diào)查處于冬季，大部分果蔬尚未成熟，僅取到大棚區(qū)的蔬菜，分別是B1-1點位的番茄、B1-2點位的西葫蘆和C1-1點位的茼蒿，經(jīng)過檢測，食品中污染物檢測結(jié)果與食品中污染物限量（GB 2762—2017）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對比，未超出標(biāo)準(zhǔn)限值，說明調(diào)查期間采集到的農(nóng)產(chǎn)品安全[7]。

4 結(jié)論與建議

該研究的農(nóng)用地土壤污染調(diào)查研究在采樣階段采用分區(qū)布點法、根據(jù)各功能分區(qū)的特點采集土壤樣品，評價階段采用土壤質(zhì)量評價和風(fēng)險評價2種評價方法，結(jié)果均顯示，土壤污染物為重金屬鎘，超標(biāo)點位主要集中在蔬菜大棚區(qū)域附近。鎘超標(biāo)的原因可能與施用肥料有關(guān)，也可能與大氣沉降有關(guān)，具體來源需要對區(qū)域的大氣、水和土壤進(jìn)行調(diào)查。由此可知，農(nóng)用地質(zhì)量評價和風(fēng)險評價結(jié)果較為一致。土壤質(zhì)量超標(biāo)的點位，其受污染的風(fēng)險也較大。

該次調(diào)查采樣階段是分區(qū)布點采樣，由于調(diào)查地塊為農(nóng)業(yè)示范基地，地塊內(nèi)存在多種作物種植區(qū)，且有養(yǎng)殖區(qū)畜禽糞便排放周邊溝渠，因此，在布點中特別注意采用分區(qū)布點，在疑似污染的區(qū)塊進(jìn)行加密布點，并針對不同作物的根系生長特點，確定合適的采樣深度。

由于農(nóng)作物種類不同，建議在進(jìn)行農(nóng)用地土壤調(diào)查時，充分考慮農(nóng)作物的種植及分布特征，合理布點，確定適宜采樣深度。對于較明確疑似污染的農(nóng)用地，建議實施加密布點，明確污染物分布狀況。針對農(nóng)用地土壤的評價，建議協(xié)同農(nóng)作物調(diào)查后，采用風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)[8]。

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