安徽廬江礬山地區(qū)土地質(zhì)量地球化學(xué)評估及富硒特征研究

侯照方，王延明，李道志，陳皓龍，謝杰，許強(qiáng)平

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局327地質(zhì)隊，安徽合肥 230011）

0 引言

土地是農(nóng)業(yè)最基本的生產(chǎn)資料，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，土地質(zhì)量問題越來越受到學(xué)者們的關(guān)注。

在礬山地區(qū)富硒土壤資源調(diào)查項目的基礎(chǔ)上，前人對研究區(qū)土壤富硒資源特征、土壤硒生物有效性和土壤重金屬特征及來源等進(jìn)行了研究。本文以廬江縣礬山地區(qū)土壤作為研究對象，在富硒土壤資源調(diào)查基礎(chǔ)上，評價土壤養(yǎng)分豐缺與環(huán)境污染狀況，劃分土地質(zhì)量等級并圈定富硒土地資源，為廬江礬山土地資源規(guī)劃、開發(fā)利用提供參考。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于安徽省廬江縣東南部礬山地區(qū)，總面積160.90km。本次土地質(zhì)量地球化學(xué)評估僅評價農(nóng)用地，其中耕地主要分布于礬山鎮(zhèn)西北-瓦洋河一帶、部分村鎮(zhèn)周邊及山間溝谷內(nèi)。研究區(qū)地貌區(qū)劃為沿江丘陵平原，以丘陵景觀為主。區(qū)內(nèi)地表水系發(fā)育，均為近南北流向。土地利用現(xiàn)狀主要為水田、旱地和有林地，主要農(nóng)作物為水稻等。研究區(qū)出露地層以白堊紀(jì)陸相火山巖系地層為主。

2 樣品采集及分析測試

2.1 樣品采集

采樣點布設(shè)注重樣品的代表性，采用網(wǎng)格化加第二次土地調(diào)查土地利用圖斑方法布點。研究區(qū)共采集土壤樣品3635 件，林地采樣密度約8 點/km，農(nóng)田采樣密度約32點/km，樣品為多點采集的地表向下0～20cm 連續(xù)土壤柱子樣組成的混合樣。土壤樣品主要采集于農(nóng)田和林地，少量采集于園地。

2.2 分析測試

土壤樣品分析測試工作由安徽省地質(zhì)實驗研究所承擔(dān)。主要采用的分析儀器和方法包括：容量法分析N；X 熒光光譜法分析P、Cr、Cu、Pb、Zn、KO；原子熒光光譜法測定Se、As、Hg；等離子體質(zhì)譜儀分析Ni、Cd；選擇性離子電極法分析pH。質(zhì)檢結(jié)果顯示，樣品分析質(zhì)量符合規(guī)范，滿足項目要求。

3 評價標(biāo)準(zhǔn)與方法

3.1 土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)

土壤養(yǎng)分等級劃分標(biāo)準(zhǔn)參照《土地質(zhì)量地球化學(xué)評價規(guī)范》（DZ/T 0295—2016），選擇N、P、K 3 個指標(biāo)進(jìn)行單指標(biāo)土壤養(yǎng)分地球化學(xué)等級劃分。在此基礎(chǔ)上，為單指標(biāo)評價結(jié)果賦得分和權(quán)重系數(shù)，計算綜合得分，劃分土壤養(yǎng)分地球化學(xué)綜合等級。

3.2 土壤環(huán)境地球化學(xué)等級劃分標(biāo)準(zhǔn)

選取土壤pH、Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn 等指標(biāo)，評價土壤單指標(biāo)環(huán)境質(zhì)量等級。土壤環(huán)境劃分標(biāo)準(zhǔn)采用《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）》（GB 15618—2018），其中Cu、Ni、Zn 沒有風(fēng)險管制值標(biāo)準(zhǔn)，不劃分嚴(yán)格管控類?！短烊桓晃恋貏澏ㄅc標(biāo)識（試行）》（DD 2019—10）亦不要求Cu、Ni、Zn作為強(qiáng)制指標(biāo)，因此土壤環(huán)境綜合等級評價不考慮Cu、Ni、Zn 3個指標(biāo)。

在單因子指標(biāo)評價的基礎(chǔ)上，以“一票否決法”為原則，即以圖斑內(nèi)Cd、Hg、As、Pb、Cr 5 種指標(biāo)的最差環(huán)境等級為該圖斑的土壤環(huán)境地球化學(xué)綜合等級。

3.3 土地質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級劃分方法

土地質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級由評價圖斑的土壤養(yǎng)分地球化學(xué)綜合等級與土壤環(huán)境地球化學(xué)綜合等級疊加產(chǎn)生，土地質(zhì)量分為5個等級（表1）。

表1 土地質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級劃分Table 1.Geochemical comprehensive classification of the land quality

4 土地質(zhì)量地球化學(xué)評價

4.1 元素地球化學(xué)參數(shù)特征

統(tǒng)計研究區(qū)土壤各元素地球化學(xué)參數(shù)，對比各元素平均值與中國土壤（A 層）均值及江淮流域土壤地球化學(xué)背景值，計算相對富集系數(shù)。

K

、

K

大于1的明顯富集元素有K、Cd、Hg、Pb、Cu、Zn、Se，

K

、

K

小于1的元素有Cr、Ni，與廬樅火山巖盆地富Cu、Fe、Pb、Zn等而貧Cr、Ni 元素的特征一致，主要與地質(zhì)背景有關(guān)。Hg、As、Pb、Cu、Se 等元素的變異系數(shù)大于1，屬強(qiáng)分異元素，Cd、Zn 元素的變異系數(shù)大于0.5，屬明顯分異，這些元素分布不均勻主要與研究區(qū)強(qiáng)烈的成礦地質(zhì)作用有關(guān)。N、K 等元素的變異系數(shù)小于0.5，主要受人類活動，特別是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的影響。

4.2 土壤養(yǎng)分地球化學(xué)等級評價

土壤養(yǎng)分地球化學(xué)等級劃分結(jié)果：研究區(qū)土壤N、P、K 養(yǎng)分等級均以豐富、較豐富—中等為主；N、P、K 養(yǎng)分等級較缺乏—缺乏區(qū)分布基本一致，主要為西北農(nóng)田區(qū)，長期的耕作及其他人類活動對土壤養(yǎng)分的流失具有重要影響。

表2 土壤地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計結(jié)果Table 2.Statistics of soil geochemical parameters

表3 土壤養(yǎng)分地球化學(xué)等級Table 3.Geochemical grades of soil nutrients

研究區(qū)土壤養(yǎng)分地球化學(xué)綜合等級（圖1）總體上較豐富—中等水平，其中豐富土壤面積較??；較豐富土壤主要分布于瓦洋河流域以及研究區(qū)中—中南部等地區(qū)；中等土壤主要分布于西部農(nóng)田區(qū)，劉屯、黃屯周邊；較缺乏—缺乏土壤分布于西部農(nóng)田區(qū)。

圖1 土壤養(yǎng)分地球化學(xué)綜合等級圖Figure1 .Geochemical comprehensive grade map of soil nutri?ents

4.3 土壤環(huán)境地球化學(xué)等級評價

Cd、Hg、As、Pb、Cr各指標(biāo)嚴(yán)格管控類土壤面積均小于0.3%，且分布范圍一致，主要為黃屯地區(qū)；除Cu外，各單指標(biāo)優(yōu)先保護(hù)類土壤均大于90%，其中Cr、Ni指標(biāo)均為優(yōu)先保護(hù)類土壤。雖然研究區(qū)部分土壤Cu含量超過了規(guī)范風(fēng)險篩選值，但農(nóng)產(chǎn)品中Cu 含量較低，未影響到農(nóng)作物的食用安全性。

土壤環(huán)境地球化學(xué)綜合等級（圖2）由Cd、Hg、As、Pb、Cr 5 種指標(biāo)的最差環(huán)境等級確定：優(yōu)先保護(hù)類土壤在研究區(qū)分布廣泛；安全利用類土壤主要分布于礬山鎮(zhèn)南部、黃屯周邊地區(qū)；嚴(yán)格管控類土壤主要分布于黃屯地區(qū)，主要受Pb、As 影響，與鉛鋅礦礦產(chǎn)開發(fā)有關(guān)。

圖2 土壤環(huán)境地球化學(xué)綜合等級圖Figure 2.Geochemical comprehensive grade map of soil envi?ronment

表4 土壤環(huán)境地球化學(xué)等級Table 4.Geochemical grade of soil environment

4.4 土地質(zhì)量地球化學(xué)評價

研究區(qū)土地質(zhì)量整體優(yōu)良（表5）。優(yōu)質(zhì)土壤主要分布于瓦洋河、失曹河流域以及研究區(qū)中部、南部山地丘陵地區(qū)，占比44.61%；良好和中等土壤交錯分布，主要分布于研究區(qū)西北部及劉屯村周邊等農(nóng)田區(qū)，占比分別為35.30%、19.15%；差等和劣等土壤在研究區(qū)零星分布，占比分別為0.57%、0.38%。

表5 土地質(zhì)量地球化學(xué)等級Table 5.Geochemical grade of land quality

4.5 土壤硒豐缺評價

土壤硒豐缺等級分為：土壤硒含量缺乏、邊緣、適量、高和過剩（圖3）。研究區(qū)硒含量高（富硒）的土壤面積為117.30km，占比72.90%；硒含量適量（足硒）的土壤面積為40.50km，占比25.17%；過剩、邊緣及缺乏3個等級土壤僅占約2%。

圖3 土壤硒元素等級圖[5]Figure 3.Grading of selenium in the soil[5]

研究區(qū)內(nèi)足硒、富硒土壤分布廣泛，土壤硒來源穩(wěn)定且農(nóng)作物富硒程度高，為在該區(qū)富硒產(chǎn)業(yè)開發(fā)提供了良好的基礎(chǔ)條件。

5 結(jié)論及建議

（1）礬山地區(qū)土壤硒屬于明顯富集強(qiáng)分異型，主要與地質(zhì)背景有關(guān)，受區(qū)內(nèi)成礦地質(zhì)作用影響。

（2）礬山地區(qū)以富硒、足硒土壤為主，其他硒等級土壤零星分布，二者面積為157.80km，占比98.07%。

（3）礬山地區(qū)土壤質(zhì)量整體優(yōu)良，優(yōu)質(zhì)、良好土壤面積為128.57km，占比79.91%；中等土壤面積為30.81km，占比19.15%。

（4）本次評估結(jié)果為在該區(qū)富硒產(chǎn)業(yè)開發(fā)提供了良好的基礎(chǔ)條件，建議地方政府做好土地資源規(guī)劃，合理開發(fā)利用富硒土地資源。