貴州省冊(cè)亨縣土壤重金屬鎘、鉻元素評(píng)價(jià)及化學(xué)特征

但仕生

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，貴州 貴陽(yáng) 550000）

貴州省冊(cè)亨縣位于貴州省西南部，黔西南布依族苗族自治州東南端，地處珠江上游兩大支流南、北盤(pán)江交匯的夾角地帶，于東經(jīng)105°27′～106°12′、北緯24°38′～25°19′之間。東臨北盤(pán)江與望謨縣相鄰，南隔南盤(pán)江同廣西壯族自治區(qū)的田林、樂(lè)業(yè)、隆林三縣相望，西連安龍縣，北抵貞豐縣。南北最大距離73km，東西最大距離76km，國(guó)土面積2598km2?？h城距州府駐地興義市區(qū)120km，距省城貴陽(yáng)330km。冊(cè)亨地處右江河谷中部，是大西南出海通道的必經(jīng)之路，貴州省西部和大西南出海通道的重要交通樞紐。由于以往調(diào)查側(cè)重于用地類(lèi)型、土壤類(lèi)型、理化性狀、農(nóng)業(yè)必需微量元素分布、化肥的效用等方面的工作，對(duì)土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)涉及較少；農(nóng)業(yè)土壤調(diào)查采集樣品較少，分析元素僅為少量農(nóng)作物所需營(yíng)養(yǎng)有益元素，缺少有害微量元素和系統(tǒng)的生態(tài)地球化學(xué)資料[1]。沒(méi)有完整的耕地的生態(tài)質(zhì)量地球化學(xué)數(shù)據(jù)，難以滿足耕地管護(hù)由數(shù)量管護(hù)向由數(shù)量、質(zhì)量與生態(tài)協(xié)調(diào)管護(hù)發(fā)展的需要，耕地利用和規(guī)劃的可持續(xù)發(fā)展、現(xiàn)代高效、優(yōu)質(zhì)、安全、生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展都受到極大的限制，為此提出貴州省冊(cè)亨縣土壤重金屬鎘、鉻元素評(píng)價(jià)及化學(xué)特征研究，為貴州省冊(cè)亨縣農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，發(fā)展優(yōu)勢(shì)、特色、安全的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)提供科學(xué)依據(jù)。

1 貴州省冊(cè)亨縣土壤重金屬鎘、鉻元素評(píng)價(jià)

此次以貴州省冊(cè)亨縣農(nóng)用地為主要對(duì)象，以生態(tài)地球化學(xué)理論為指導(dǎo)，開(kāi)展1:5萬(wàn)土壤地球化學(xué)調(diào)查，評(píng)價(jià)總體的、綜合的生態(tài)地球化學(xué)狀況和耕地生產(chǎn)質(zhì)量水平，重點(diǎn)評(píng)價(jià)鎘、鉻元素的生態(tài)地球化學(xué)問(wèn)題，為耕地利用規(guī)劃、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)區(qū)劃、種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及生態(tài)環(huán)境治理等提供地球化學(xué)依據(jù)。

1.1 樣本采集

野外工作包括耕地土壤樣、農(nóng)作物樣、根系樣、灌灌水樣、大氣干濕沉降樣采取與加工。工作中嚴(yán)格按《貴州省冊(cè)亨縣耕地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)書(shū)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《設(shè)計(jì)書(shū)》）及《土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查評(píng)價(jià)規(guī)范》（DZ/T 0295—2016）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)范》）相關(guān)要求開(kāi)展。按照規(guī)范及設(shè)計(jì)書(shū)的采樣要求，耕地土壤采樣密度為9個(gè)點(diǎn)/km2，根據(jù)設(shè)計(jì)，利用GPS導(dǎo)航進(jìn)入設(shè)計(jì)樣點(diǎn)區(qū)域，在設(shè)計(jì)點(diǎn)20m范圍內(nèi)合理采樣位置，連續(xù)采集0～20cm耕地土壤樣品，并用GPS定位。采用梅花狀法多點(diǎn)采集每個(gè)樣品4-6點(diǎn)組合，充分混勻，樣品重量約1.5kg左右，每個(gè)點(diǎn)照片6張。針對(duì)養(yǎng)分氮元素、環(huán)境汞元素高值區(qū)、特色硒元素及特色農(nóng)產(chǎn)品分布區(qū)，開(kāi)展垂向剖面測(cè)量[2]。土壤垂向剖面樣品自表土層至底土層的土柱，每條土壤剖面采集剖面柱上腐殖層、淋溶層、淀積層、母質(zhì)層樣品各1件樣品，樣品重量均大于1000g。

1.2 樣品處理

根據(jù)此次耕地土壤全量分析所涉及的分析指標(biāo)及樣品特點(diǎn)，采用了以X射線熒光光譜法(XRF)及電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)為主，以粉末壓片法為輔的分析方法配套方案，對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)和處理。下表為耕地土壤全量分析方法配套方案。

表1 耕地土壤全量分析方法配套方案

1.3 土壤重金屬鎘、鉻元素評(píng)價(jià)

土壤中污染物含量對(duì)照《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB15618—2018）中的篩選值和管制值將土壤風(fēng)險(xiǎn)程度分為三類(lèi)，其中Ⅰ類(lèi)：一般認(rèn)為無(wú)土壤污染風(fēng)險(xiǎn)或風(fēng)險(xiǎn)很低可忽略，應(yīng)優(yōu)先保護(hù)；Ⅱ類(lèi)：一般認(rèn)為存在或可能存在土壤污染風(fēng)險(xiǎn)，但風(fēng)險(xiǎn)較低，通過(guò)采取措施可以達(dá)到安全利用；Ⅲ類(lèi)：一般認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)較高，應(yīng)該劃為嚴(yán)格管控。

表2 貴州省冊(cè)亨縣土壤重金屬鎘、鉻元素評(píng)價(jià)（mg/kg）

根據(jù)上表評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，全縣鎘元素環(huán)境評(píng)價(jià)為一等（優(yōu)先保護(hù)）：面積為38.31萬(wàn)畝，占參與評(píng)價(jià)總面積的67.1%；二等（安全利用）：面積為15.39萬(wàn)畝，占參與評(píng)價(jià)總面積的26.7%；三等（嚴(yán)格管控）：面積為3.58萬(wàn)畝，占參與評(píng)價(jià)總面積的6.2%；

全縣鉻元素評(píng)價(jià)一等（優(yōu)先保護(hù)）：面積為53.62萬(wàn)畝，占參與評(píng)價(jià)總面積的92.9%；二等（安全利用）：面積為4.09萬(wàn)畝，占參與評(píng)價(jià)總面積的7.1%；

全區(qū)土壤少有鉻元素超標(biāo)，土壤中鉻元素主要等級(jí)為一級(jí)，占全區(qū)耕地面積的92.9，無(wú)三級(jí)管控區(qū)。

2 貴州省冊(cè)亨縣土壤重金屬鎘、鉻元素化學(xué)特征

此次調(diào)查獲得了3543件耕地表層土壤樣品的鎘（Cd）、鉻（Cr）2項(xiàng)數(shù)據(jù)，用于研究耕地土壤養(yǎng)分和環(huán)境的地球化學(xué)特征與等級(jí)，下圖為冊(cè)亨縣耕地土壤鎘、鉻元素地球化學(xué)特征圖。

圖1 冊(cè)亨縣耕地土壤鎘、鉻元素地球化學(xué)特征圖

2.1 鎘元素

冊(cè)亨縣土壤中鎘元素的平均值為0.74mg/kg，變化范圍為0.04mg/kg～18.2mg/kg，變化幅度大。鎘元素的變異系數(shù)為1.96，表明土壤中鎘元素具有很強(qiáng)的變異性，元素含量變化較大，具局部富集及貧化現(xiàn)象，從圖1中看出，冊(cè)亨縣全鎘含量較高的地區(qū)主要分布在冊(cè)亨縣冗渡鎮(zhèn)東部和坡妹鎮(zhèn)西部，冊(cè)亨縣全鎘含量低的地區(qū)在其余地區(qū)大面積分布。從各鄉(xiāng)鎮(zhèn)全鎘平均含量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，者樓鎮(zhèn)、冗渡鎮(zhèn)全鎘平均含量較高，分別為1.57mg/kg，1.42mg/kg，八渡鎮(zhèn)、百口鄉(xiāng)全鎘平均含量較低分別為0.13mg/kg、0.11mg/kg。從各成土母巖中全鎘平均含量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，成土母巖為灰?guī)r時(shí)全鎘平均含量最高，為2.22mg/kg，成土母巖為泥巖時(shí)全鎘含量最低，為0.21mg/kg。

2.2 鉻元素

冊(cè)亨縣土壤中鉻元素的平均值為95.20mg/kg，變化范圍為31.0mg/kg～900.0mg/kg，變化幅度很大，鉻元素的變異系數(shù)為0.70，表明土壤中鎘元素具有較強(qiáng)的變異性，元素含量變化較大，具局部富集及貧化現(xiàn)象。

從圖1中可以看出，冊(cè)亨縣全鉻含量較高的地區(qū)主要分布在冗渡鎮(zhèn)北邊及坡妹鎮(zhèn)南部，冊(cè)亨縣全鉻含量低的地區(qū)主要分布在冊(cè)亨縣巖架鎮(zhèn)、巧馬鎮(zhèn)。從各鄉(xiāng)鎮(zhèn)全鉻平均含量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，冗渡鎮(zhèn)、坡妹鎮(zhèn)全鉻平均含量較高，分別為152.84mg/kg，103.97mg/kg，百口鄉(xiāng)、八渡鎮(zhèn)全鉻平均含量較低分別為60.57mg/kg、59.64mg/kg。從各成土母巖中全鉻平均含量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，成土母巖為灰?guī)r時(shí)全鉻平均含量最高，為172.38mg/kg，成土母巖為泥巖時(shí)全鉻含量最低，為64.22mg/kg。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)此次對(duì)貴州省冊(cè)亨縣土壤重金屬鎘、鉻元素評(píng)價(jià)及化學(xué)特征研究得出以下成果：一，評(píng)價(jià)區(qū)耕地土壤環(huán)境鉻、鎘等級(jí)較好，其中鉻無(wú)嚴(yán)格管控區(qū)，風(fēng)險(xiǎn)區(qū)為4.09萬(wàn)畝，占參與評(píng)價(jià)總面積的7.1%；鎘元素嚴(yán)格管控類(lèi)僅僅占6.2%；二，評(píng)價(jià)區(qū)耕地土壤環(huán)境質(zhì)量較好，其中二級(jí)（安全利用）以上耕地51.81萬(wàn)畝，占評(píng)價(jià)區(qū)耕地面積的89.8%，三級(jí)嚴(yán)格管控類(lèi)耕地共計(jì)5.90萬(wàn)畝，占評(píng)價(jià)區(qū)耕地面積的10.2%，主要分布在冗渡鎮(zhèn)東南、丫他鎮(zhèn)南部、及坡妹鎮(zhèn)西南。三，土壤質(zhì)量地球化學(xué)等級(jí)評(píng)價(jià)表明，區(qū)內(nèi)三等（中等）以上耕地共計(jì)51.71萬(wàn)畝，累積占89.6%，四等以下累積面積6.00萬(wàn)畝，占10.4%，主要分布于冗渡鎮(zhèn)東南、丫他鎮(zhèn)南部、坡妹鎮(zhèn)西南，影響土壤質(zhì)量地球化學(xué)等級(jí)評(píng)價(jià)因子主要鎘、鉻元素的局部超標(biāo)。