長(zhǎng)治盆地濁漳南源流域土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

高 楊

（山西省地質(zhì)勘查局二一二地質(zhì)隊(duì)，山西長(zhǎng)治046000）

濁漳南源流域位于長(zhǎng)治市西南部，北側(cè)為濁漳西源，東部與濁漳河干流接壤，西、南與黃河流域的沁河、丹河為鄰，南與衛(wèi)河毗連，涉及長(zhǎng)治市境內(nèi)8個(gè)縣（區(qū)），具體包括長(zhǎng)治市潞州區(qū)、上黨區(qū)全部，長(zhǎng)子縣、屯留區(qū)、壺關(guān)縣、潞城區(qū)大部及襄垣縣、沁縣少部，流域東西平均寬約75km，南北平均65km，總面積3708km2，占長(zhǎng)治市總面積約26.7%[1]。

1 流域概況

濁漳河南源流域總體地處黃土高原東南緣，地形總體為南部高、北部低，東西兩側(cè)高，中部河谷地帶低，由于中部總體呈盆地狀，又稱“上黨盆地”，是長(zhǎng)治地區(qū)的精華所在，流域內(nèi)現(xiàn)有人口約221萬人，耕地面積153.33×103hm2，區(qū)內(nèi)總體地勢(shì)平坦，宜于灌溉，城鎮(zhèn)企業(yè)密集，其中長(zhǎng)治市區(qū)所在的潞州區(qū)人口約81萬，是山西東南部最大的中心城市。

濁漳河南源流域總體呈扇形分布，干支流的中下游為河流沖積平原地帶，區(qū)內(nèi)河流總長(zhǎng)度約550.13km，流域內(nèi)主要的支流有蘇里河、丹河、陶清河、嵐水河、石子河、絳河等大小河流15條，其中濁漳南源一級(jí)支流7條，二級(jí)支流8條。流域河道平均縱坡1∶1600，各條河流匯集于漳澤湖并往北流，最低處為濁漳河西源、南源匯合處，海拔約850m。

2 流域植被土壤

濁漳南源流域地處暖溫帶高原盆地，植被類型屬華北暖溫帶闊葉林地帶的一部分，現(xiàn)有植被主要是天然次生植被和人工植被。區(qū)內(nèi)土壤受成土母質(zhì)類型影響也較為復(fù)雜，再加上人為耕地熟化程度的差異，以及諸成土因素的不同，使流域內(nèi)土地形成發(fā)育了較為復(fù)雜多樣的土壤類型。

受地形、氣候等自然因素影響，長(zhǎng)治市植被隨著海拔高度的變化呈現(xiàn)出層次分明、區(qū)域集中、類型多樣的規(guī)律性分布特點(diǎn)。流域西側(cè)太岳山海拔1600～1700m的中山上部屬中山區(qū)濕潤(rùn)針葉林草灌植被，土壤類型以棕壤為主。太行山、太岳山區(qū)海撥1200～1600m的低中山區(qū)，屬低中山區(qū)半干旱闊葉林草灌植被，土壤以淋溶褐土、石質(zhì)土、粗骨土為主。太行山、太岳山區(qū)海撥1000～1200m左右的低山區(qū)，屬山區(qū)旱生草本灌木類植被，土壤有石灰?guī)r、砂頁巖風(fēng)化物的石質(zhì)土、粗骨土及薄層褐土性土。海拔在900～1000m左右的盆地、黃土丘陵區(qū)屬旱生草木灌木類植被，以褐土性土、褐土、石灰性褐土為主，多為耕作歷史悠久的農(nóng)田，自然植被系旱生草灌植被[2]。

流域內(nèi)土地利用類型主要分為：①農(nóng)用地：農(nóng)田、林地、牧草地及其他農(nóng)用地等。林地及牧草地主要分布于工作區(qū)的東部與西部邊界部位，呈南北向條帶狀分布，分布面積范圍較廣。農(nóng)田耕地主要分布于工作區(qū)中部，分布范圍較集中，廣泛；②建設(shè)用地：城鄉(xiāng)建設(shè)用地、交通水利用地、其他建設(shè)用地集中分布于漳澤湖及濕地周邊，其他零星分布于整個(gè)工作區(qū)范圍內(nèi)；③未利用地：水域、自然保留地。其中，水域主要為漳澤湖、濕地及濁漳河南源各支流水域范圍；自然保留地主要分布于林地及牧草地未利用范圍內(nèi)。

3 土壤樣品采集及試驗(yàn)分析

野外以濁漳南源干流及支流為主線，對(duì)區(qū)內(nèi)礦山企業(yè)分布、采空區(qū)分布、工業(yè)場(chǎng)地、廢渣堆放場(chǎng)地等分布情況進(jìn)行了調(diào)查，同時(shí)對(duì)工作區(qū)內(nèi)其它可能產(chǎn)生水土污染的企業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行了前期調(diào)查，結(jié)合區(qū)域人類工程活動(dòng)分布特點(diǎn)，土樣采集范圍主要為區(qū)內(nèi)河流兩側(cè)1000m范圍，該區(qū)域通過樣品分析，評(píng)估農(nóng)業(yè)耕種、各類廠礦建設(shè)、礦山廢渣堆放對(duì)流域土壤生態(tài)環(huán)境的影響，分析項(xiàng)目為土壤化學(xué)性質(zhì)及常量養(yǎng)分分析、土壤水溶性鹽分析、土壤礦物質(zhì)全量分析等，各取樣點(diǎn)所處河流水系及具體位置詳見圖1。

3.1 土壤環(huán)境質(zhì)量分析評(píng)價(jià)指標(biāo)與方法

圖1 調(diào)查區(qū)土樣采集分布圖

為了全面了解流域土壤環(huán)境質(zhì)量與污染狀況，依據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》(GB15618-2018)等規(guī)范，野外采集樣品后對(duì)土樣pH、陽離子交換量、有機(jī)質(zhì)、鎘、汞、砷、鉛、鉻、銅、鎳、鋅、六六六、滴滴涕、苯并芘、全鹽量、全氮、全磷、全鉀、全硫、燒失量、碳酸根、重碳酸根、硫酸根、鈉、硒、硼、氟、氯仿、氯甲烷、二氯甲烷、四氯乙烯、氯乙烯、硝基苯、2-氯酚、苯胺、萘、?、苯、氯苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、氰化物、樂果及敵敵畏共45項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了試驗(yàn)分析。

土壤污染評(píng)價(jià)包括土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)和土壤累積影響評(píng)價(jià)。依據(jù)調(diào)查區(qū)土壤環(huán)境功能區(qū)劃，結(jié)合土壤pH值、水旱地及農(nóng)作物種植種類，采用《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》(GB15618-2018)中重金屬的限值，評(píng)價(jià)調(diào)查區(qū)土壤重金屬的污染程度。

土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法有單項(xiàng)污染指數(shù)、單項(xiàng)污染超標(biāo)倍數(shù)、土壤綜合污染指數(shù)、污染物分擔(dān)率和樣本超標(biāo)率等。

（1）單項(xiàng)污染指數(shù)：

式中：P——單項(xiàng)污染指數(shù)；

Ci——某點(diǎn)樣品中某污染物的實(shí)測(cè)含量，地下水單位mg/L，土壤單位mg/kg；

C0——國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中某污染物的限值，地下水單位mg/L，土壤單位mg/kg。

當(dāng)單項(xiàng)污染指數(shù)大于1時(shí)，表明該污染物超過了土壤中相應(yīng)的污染物限值，其值愈大，表明超標(biāo)愈嚴(yán)重。

（2）綜合污染指數(shù)（內(nèi)梅羅污染指數(shù)評(píng)價(jià)）：

式中：Pz——樣品綜合污染指數(shù)；

maxPi——同一樣品中多種污染物最大的單項(xiàng)污染指數(shù)；

3.2 土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

本次土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法按照單項(xiàng)污染指數(shù)、單項(xiàng)污染超標(biāo)倍數(shù)、土壤綜合污染指數(shù)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，其具體評(píng)價(jià)等級(jí)劃分見表1。

3.2.1 土壤重金屬元素分析

表1 土壤綜合污染指數(shù)分級(jí)表

結(jié)合汞、鉛、鎘、砷、鉻、銅、鋅、鎳的限值要求，按照單項(xiàng)污染指數(shù)土壤污染計(jì)算方法，得到樣品土壤重金屬元素單項(xiàng)污染指數(shù)Pi和綜合污染指數(shù)Pz，分析結(jié)果（部分）詳見表2。

表2 土壤重金屬元素綜合污染指數(shù)

經(jīng)統(tǒng)計(jì)可知，現(xiàn)狀條件下，本次調(diào)查所取樣品的重金屬元素單項(xiàng)污染指數(shù)均小于1，綜合污染指數(shù)Pz最大值為0.69，各重金屬元素中砷、鎘相對(duì)含量較高，調(diào)查區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量級(jí)別全部為Ⅰ級(jí)，因此目前濁漳河南源流域農(nóng)田土壤受鎘、汞、砷、銅、鉛、鋅等重金屬污染目前屬清潔等級(jí)，可以用于保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，維護(hù)人體健康。

3.2.2 土壤農(nóng)藥殘留指標(biāo)分析

為了解流域土壤農(nóng)藥殘留情況，本次針對(duì)野外采集的樣品進(jìn)行了樂果、六六六、滴滴涕、氰化物及敵敵畏的指標(biāo)分析，根據(jù)檢測(cè)報(bào)告顯示，結(jié)合規(guī)范中的農(nóng)藥殘留指標(biāo)限值要求，本次樂果、六六六、滴滴涕、氰化物及敵敵畏該5類指標(biāo)均為未檢出（ND），即土壤未受到上述農(nóng)藥殘留污染，對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)可忽略。

3.2.3 土壤有機(jī)污染物分析

為評(píng)價(jià)流域土壤中揮發(fā)性有機(jī)物、揮發(fā)性有機(jī)物分布情況，針對(duì)采集的樣品選取了苯并芘、氯仿、氯甲烷、二氯甲烷、四氯乙烯、氯乙烯、硝基苯、2-氯酚、苯胺、萘、?、苯、氯苯、甲苯、乙苯、苯乙烯等指標(biāo)進(jìn)行了化驗(yàn)分析，根據(jù)檢測(cè)報(bào)告顯示，結(jié)合規(guī)范中的有機(jī)污染物指標(biāo)限值要求，本次檢測(cè)的上述指標(biāo)大部分為未檢出（ND），少量檢出值也滿足最嚴(yán)苛建設(shè)用地（第一類地）的要求，即所采土壤樣品有機(jī)污染物滿足農(nóng)用地和建設(shè)用地污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值，對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)可忽略。3.2.4 土壤肥力指標(biāo)評(píng)價(jià)

為評(píng)價(jià)區(qū)域土壤肥力指標(biāo)，本次針對(duì)野外采集的樣品選取了陽離子交換量、有機(jī)質(zhì)、全鹽量、全氮、全磷、全鉀、全硫等理化指標(biāo)進(jìn)行了化驗(yàn)分析。

土壤肥力指標(biāo)評(píng)價(jià)時(shí)按照全國(guó)第二次土壤普查標(biāo)準(zhǔn)，具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

表3 土壤肥力分級(jí)指標(biāo)表

對(duì)照上述標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)土壤肥力具體評(píng)價(jià)如表4所 示。

表4 土壤肥力分級(jí)指標(biāo)表

本次所取樣品總體以堿性為主，土體中有機(jī)質(zhì)含量差異較大，區(qū)域分布不均勻，所取樣品總體有機(jī)質(zhì)指標(biāo)含量一級(jí)～六級(jí)，平均等級(jí)為三級(jí)，分布不均勻；土壤樣品中全氮指標(biāo)為四級(jí)—六級(jí)，平均等級(jí)為六級(jí)，土體總體屬缺氮狀態(tài)；從全磷指標(biāo)來看，其評(píng)價(jià)等級(jí)為二級(jí)—四級(jí)，平均等級(jí)為三級(jí)，富集程度屬中等；從全鉀指標(biāo)來看，其評(píng)價(jià)等級(jí)為二級(jí)—三級(jí)，平均等級(jí)為三級(jí)，富集程度屬中等；從陽離子交換量指標(biāo)來看，其評(píng)價(jià)等級(jí)為三級(jí)—五級(jí)，平均等級(jí)為四級(jí)。

3.2.5 土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)

（1）評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立。土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)需綜合考慮土壤肥力指標(biāo)（陽離子交換量、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀）、重金屬元素指標(biāo)、農(nóng)藥殘留指標(biāo)、有機(jī)污染物指標(biāo)、重要有益元素（如硒）等指標(biāo)。

根據(jù)試驗(yàn)分析結(jié)果，考慮本次所取樣品土壤未受到農(nóng)藥殘留和有機(jī)污染物污染，對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)可忽略，本次土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)主要選取了陽離子交換量、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、硒、重金屬元素指標(biāo)等7項(xiàng)主要因素作為本次評(píng)價(jià)指標(biāo)。在分析土壤質(zhì)量指標(biāo)的基礎(chǔ)上，結(jié)合前人研究成果，本次參照評(píng)價(jià)指標(biāo)貢獻(xiàn)率法的計(jì)算結(jié)果，分析確定了調(diào)查區(qū)土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)分區(qū)中各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重[3]，如表5所示。

表5 土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)權(quán)重表

（2）計(jì)算方法及結(jié)果。在前述評(píng)價(jià)指標(biāo)分析和數(shù)據(jù)歸一化的基礎(chǔ)上，利用GIS系統(tǒng)的空間疊加與統(tǒng)計(jì)功能，經(jīng)過對(duì)各個(gè)因子按權(quán)重進(jìn)行疊加計(jì)算，得到全區(qū)土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)計(jì)算結(jié)果。經(jīng)過對(duì)上面的評(píng)判計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分級(jí)，從中找出突變點(diǎn)作為評(píng)價(jià)分區(qū)界線，將區(qū)域劃分為Ⅰ-Ⅴ共5個(gè)不同等級(jí)，編制出調(diào)查區(qū)土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)分區(qū)圖（圖2）。

（3）流域土壤質(zhì)量分區(qū)評(píng)述。根據(jù)綜合分區(qū)結(jié)果可知：濁漳南源流域土壤質(zhì)量分布規(guī)律明顯具有地域特點(diǎn)，表現(xiàn)為流域東南部上黨區(qū)、壺關(guān)縣土壤質(zhì)量相對(duì)較好，土體肥力指標(biāo)、有益元素含量相對(duì)較高，西南部長(zhǎng)子縣地帶土壤質(zhì)量相對(duì)較差[4]。

圖2 調(diào)查區(qū)土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)分區(qū)圖

4 結(jié)語

通過對(duì)土壤取樣分析研究，濁漳河南源流域目前土壤重金屬、農(nóng)藥殘留、有機(jī)污染物目前屬清潔等級(jí)，對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)可忽略。從土壤肥力指標(biāo)分析，區(qū)域土壤中有機(jī)質(zhì)含量差異較大，區(qū)域分布不均勻，土體中全磷、全鉀指標(biāo)為中等水平，全氮指標(biāo)較差，土體總體屬缺氮狀態(tài)，區(qū)內(nèi)土壤肥力處在中等偏下水平，建議在今后的農(nóng)業(yè)耕種時(shí)，應(yīng)合理地施加氮肥等肥料，適量補(bǔ)充磷、鉀肥，以滿足農(nóng)作物的生長(zhǎng)需要[5]。