閔行區(qū)耕地土壤重金屬污染現(xiàn)狀調(diào)查分析

吳君蘭 黃芹花

（上海市閔行區(qū)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全中心，上海 201109）

食品安全是人民群眾比較關(guān)心的問題之一，直接關(guān)系到人們的身體健康和生命安全。近年來，由于工業(yè)的快速發(fā)展、城市垃圾的處理不當(dāng)、農(nóng)藥和化肥的廣泛使用等，導(dǎo)致耕地土壤面臨著較大的重金屬污染風(fēng)險。然而，耕地是農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)，若耕地土壤遭受重金屬污染，則其種植的農(nóng)產(chǎn)品也有可能存在重金屬污染風(fēng)險，從而對人類健康構(gòu)成威脅[1]。鑒于此，筆者于2022年對上海市閔行區(qū)87家合作社的耕地土壤中的重金屬含量進(jìn)行了調(diào)查分析，以期建立地產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品安全預(yù)警體系以及閔行區(qū)地產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)測檔案和數(shù)據(jù)庫，進(jìn)而降低閔行區(qū)地產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品遭受重金屬污染的風(fēng)險?，F(xiàn)將相關(guān)調(diào)查結(jié)果報道如下。

1 調(diào)查方法

1.1 調(diào)查對象與范圍

依據(jù)閔行區(qū)不同類別合作社的分布情況，確定土壤樣本采集點(diǎn)位和數(shù)量。本次調(diào)查共涉及全區(qū)8個街鎮(zhèn)的87 家不同類別的合作社，其中，糧食類合作社26家、蔬菜類合作社33 家、經(jīng)作類合作社11家、復(fù)合類合作社17家，合作社具體分布情況見表1。調(diào)查分析項目主要為耕地土壤中的銅、鋅、鉛、鉻、鎘、砷、汞、鎳的含量。

表1 不同類別合作社的分布情況（單位：家）

結(jié)合閔行區(qū)實(shí)際，確定調(diào)查研究單元和在各調(diào)查單元中布設(shè)調(diào)查點(diǎn)位[2]。具體為：按照《NY/T 395-2012 農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》的要求布設(shè)土壤采樣點(diǎn)，每家合作社布設(shè)1～2 個采樣點(diǎn)，87家合作社共布設(shè)91個采樣點(diǎn)，并依據(jù)土地利用方式的不同，將采樣點(diǎn)分為糧田、菜田、經(jīng)作田（主要種植草莓、葡萄、梨、桃、柑橘等水果）三大類，其中，糧田采樣點(diǎn)32 個、菜田采樣點(diǎn)42個、經(jīng)作田采樣點(diǎn)17個，共采集土壤樣本91個。各采樣點(diǎn)均采用梅花7點(diǎn)取樣法取樣，糧田、菜田的土壤采樣深度為0～20 cm，經(jīng)作田的土壤采樣深度為0～40 cm，每個樣本共采集土壤1.5～2.0 kg，袋內(nèi)及袋上均放置標(biāo)簽，記錄采樣點(diǎn)的田塊編號。具體土壤樣本分布情況見表2。

表2 土壤樣本分布情況（單位：個）

1.2 土壤樣本分析檢測

土壤樣本的實(shí)驗室分析參照相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)或農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，同時執(zhí)行可疑數(shù)據(jù)審核制度，以確保土壤樣本檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性。所有結(jié)果數(shù)據(jù)均利用Excel 軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

1.3 耕地土壤評價標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)GB 15618-2018《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》和《耕地土壤重金屬污染評價技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行耕地土壤重金屬污染安全性評價。農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值見表3。

表3 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值（常規(guī)項目） （單位：mg/kg）

1.4 評價方法

1.4.1 耕地土壤重金屬單項污染指數(shù)評價

單項污染指數(shù)計算公式為Pi=Ci÷Si，其中，Pi指單項污染指數(shù)，Ci指污染物實(shí)測值，Si指污染物評價標(biāo)準(zhǔn)。Pi＜1為單項污染物未超標(biāo)，Pi＞1為單項污染物超標(biāo)。

1.4.2 耕地土壤重金屬綜合污染指數(shù)評價

綜合污染指數(shù)是在單項指數(shù)評價基礎(chǔ)上，采用內(nèi)梅羅污染指數(shù)法評價土壤重金屬的綜合污染，以突出最高一項污染指數(shù)的作用。計算公式為

表4 耕地土壤重金屬綜合累積指數(shù)等級劃分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 閔行區(qū)耕地土壤重金屬含量現(xiàn)狀

由表5可知，本次所調(diào)查的閔行區(qū)耕地土壤樣本的重金屬含量均低于《GB 15618-2018 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）》中規(guī)定的農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值，表明閔行區(qū)農(nóng)用地土壤的重金屬污染風(fēng)險低。

表5 閔行區(qū)耕地土壤重金屬含量范圍及其平均值

2.1.1 鉛含量

由表5可知，閔行區(qū)耕地土壤中的鉛含量在16～39 mg/kg 之間，平均含量為23 mg/kg。其中，經(jīng)作田的平均鉛含量最低，為21 mg/kg，其次是菜田和糧田，平均鉛含量分別為23 mg/kg 和24 mg/kg。閔行區(qū)鉛含量最低和最高的耕地土壤分別分布在華漕鎮(zhèn)和吳涇鎮(zhèn)的個別菜田。

2.1.2 鎘含量

由表5可知，閔行區(qū)耕地土壤中的鎘含量在0.03～0.27 mg/kg 之間，平均含量為0.10 mg/kg。其中，經(jīng)作田的平均鎘含量最低，為0.09 mg/kg，菜田和糧田的平均鎘含量均為0.10 mg/kg。閔行區(qū)鎘含量最低和最高的耕地土壤分別分布在浦錦街道和浦江鎮(zhèn)的個別菜田。

2.1.3 鉻含量

由表5可知，閔行區(qū)耕地土壤中的鉻含量在55～97 mg/kg 之間，平均含量為77 mg/kg。其中，糧田的平均鉻含量最低，為69 mg/kg，其次是菜田和經(jīng)作田，平均鉻含量分別為78 mg/kg 和85 mg/kg。閔行區(qū)鉻含量最低和最高的耕地土壤分別分布在浦江鎮(zhèn)的個別糧田和經(jīng)作田。

2.1.4 汞含量

由表5 可知，閔行區(qū)耕地土壤中的汞含量在0.041 ～0.280 mg/kg 之間，平均含量為0.110 mg/kg。其中，經(jīng)作田的平均汞含量最低，為0.094 mg/kg，其次是菜田和糧田，平均汞含量分別為0.110 mg/kg 和0.120 mg/kg。閔行區(qū)汞含量最低的耕地土壤分布在浦錦街道的個別菜田，汞含量最高的耕地土壤分布在浦江鎮(zhèn)的個別糧田。

2.1.5 砷含量

由表5可知，閔行區(qū)耕地土壤中的砷含量在4.21～11.80 mg/kg 之間，平均含量為6.82 mg/kg。其中，經(jīng)作田的平均砷含量最低，為6.50 mg/kg，其次是菜田和糧田，平均砷含量分別為6.81 mg/kg和7.01 mg/kg。閔行區(qū)砷含量最低的耕地土壤分布在華漕鎮(zhèn)的個別菜田，砷含量最高的耕地土壤分布在浦江鎮(zhèn)的個別經(jīng)作田。

2.1.6 銅含量

由表5可知，閔行區(qū)耕地土壤中的銅含量在15～59 mg/kg 之間，平均含量為38 mg/kg。其中，經(jīng)作田的平均銅含量最低，為34 mg/kg，其次是糧田和菜田，平均銅含量分別為36 mg/kg 和41 mg/kg。閔行區(qū)銅含量最低、最高的耕地土壤分別分布在浦江鎮(zhèn)的個別經(jīng)作田和菜田。

2.1.7 鋅含量

由表5可知，閔行區(qū)耕地土壤中的鋅含量在83～208 mg/kg 之間，平均含量為136 mg/kg。其中，糧田的平均鋅含量最低，為125 mg/kg，其次是經(jīng)作田和菜田，平均鋅含量分別為134 mg/kg 和146 mg/kg。閔行區(qū)鋅含量最低、最高的耕地土壤均分布在浦江鎮(zhèn)的個別菜田。

2.1.8 鎳含量

由表5可知，閔行區(qū)耕地土壤中的鎳含量在12～48 mg/kg 之間，平均含量為35 mg/kg。其中，糧田的平均鎳含量最低，為32 mg/kg，其次是菜田和經(jīng)作田，平均鎳含量分別為35 mg/kg 和41 mg/kg。閔行區(qū)鎳含量最低、最高的耕地土壤分別分布在浦江鎮(zhèn)和浦錦街道的個別糧田。

2.2 閔行區(qū)耕地土壤重金屬污染評價

2.2.1 單項污染指數(shù)評價

本次調(diào)查共采集土壤樣本91個，根據(jù)各項指標(biāo)的測定結(jié)果，并依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對其逐一進(jìn)行單項污染指數(shù)評價。由表6可知，閔行區(qū)耕地土壤中鉛、鎘、鉻、汞、砷、銅、鋅、鎳等重金屬的單項污染指數(shù)在0.01～0.98 之間，均小于1，說明各單項污染物均未超標(biāo)。

表6 閔行區(qū)耕地土壤重金屬單項污染指數(shù)及綜合污染指數(shù)

糧田中，平均單項污染指數(shù)最高的是銅（0.45），鋅、砷、鎳、鉻、汞、鎘、鉛的平均單項污染指數(shù)分別為0.42、0.31、0.27、0.22、0.17、0.16、0.15；單項污染指數(shù)中最高的是銅（0.98），最低的是汞（0.05），均分布在浦江鎮(zhèn)的個別田塊。

菜田中，平均單項污染指數(shù)最高的是鋅（0.56），銅、鉻、鎳、鎘、砷、鉛、汞的平均單項污染指數(shù)分別為0.47、0.37、0.28、0.26、0.24、0.17、0.04；單項污染指數(shù)中最高的是銅（0.98），最低的是汞（0.01），均分布在浦江鎮(zhèn)的個別田塊。

經(jīng)作田中，平均單項污染指數(shù)最高的是鋅（0.47），銅、鉻、鎳、砷、鎘、鉛、汞的平均單項污染指數(shù)分別為0.36、0.36、0.26、0.25、0.18、0.14、0.03；單項污染指數(shù)中最高的是鋅（0.77），分布在七寶鎮(zhèn)的個別田塊，最低的是汞（0.01），分布在浦江鎮(zhèn)的個別田塊。

2.2.2 綜合污染指數(shù)評價

由表6、表7、表8 可知，閔行區(qū)耕地土壤重金屬綜合累積污染指數(shù)在0.23～0.79之間，平均綜合污染指數(shù)以菜田最高（0.46），其次是糧田和經(jīng)作田，分別為0.41和0.38。閔行區(qū)耕地土壤重金屬綜合污染指數(shù)符合1級清潔的樣本數(shù)量占比為94.5%，符合2級尚清潔的樣本數(shù)量占比為5.5%。其中，符合1級清潔（P綜≤0.7）的糧田土壤樣本數(shù)量為30個、占比為93.8%，菜田土壤樣本數(shù)量為39個、占比為92.9%，經(jīng)作田土壤樣本數(shù)量為17個、占比為100.0%。符合2 級尚清潔（0.7 ＜P綜≤1.0）的糧田土壤樣本數(shù)量為2個、占比為6.2%，菜田土壤樣本數(shù)量為3個、占比為7.1%。符合2 級尚清潔的耕地土壤主要分布在浦江鎮(zhèn)的個別糧田和菜田、華漕鎮(zhèn)的個別菜田以及顓橋鎮(zhèn)的個別糧田。

表7 土壤重金屬綜合污染指數(shù)不同等級樣本分布

表8 閔行區(qū)耕地土壤綜合評價為尚清潔樣本分布

3 結(jié) 論

本次調(diào)查結(jié)果表明，閔行區(qū)耕地土壤重金屬含量均低于《GB 15618-2018 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）》中規(guī)定的農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值，表明閔行區(qū)農(nóng)用地土壤的重金屬污染風(fēng)險低，總體安全，未出現(xiàn)一種或幾種重金屬的輕度、中度或重度累積。其中，在調(diào)查耕地土壤樣本中，綜合污染評價為1 級清潔的樣本數(shù)量為86 個、占比為94.5%，綜合污染評價為2 級尚清潔的樣本數(shù)量為5 個、占比為5.5%；綜合污染指數(shù)表現(xiàn)為經(jīng)作田＜糧田＜菜田；評價為1 級清潔的耕地土壤樣本中，經(jīng)作田、糧田、菜田的數(shù)量占比分別為100.0%、93.8%、92.9%，評價為2 級尚清潔的耕地土壤樣本中，糧田、菜田的數(shù)量占比分別為6.2%、7.1%，全區(qū)所有經(jīng)作田均未出現(xiàn)2 級尚清潔耕地土壤；在評價為2 級尚清潔的耕地土壤樣本中，有一種或幾種重金屬累積處于污染警戒限，且其主要分布在浦江鎮(zhèn)的個別糧田和菜田、華漕鎮(zhèn)的個別菜田以及顓橋鎮(zhèn)的個別糧田。因此，今后工作中應(yīng)加強(qiáng)對此類耕地土壤的動態(tài)監(jiān)測，以確保閔行區(qū)地產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)源頭的安全無污染。

4 討 論

重金屬污染對作物生長有明顯的抑制作用，且不同類型的農(nóng)作物對重金屬的富集程度與農(nóng)作物種類、重金屬污染元素及土壤功能區(qū)有關(guān)[3]。另外，相關(guān)研究結(jié)果表明，土壤性質(zhì)、氣候、灌溉水源、利用方式和施肥水平等因素對耕地土壤重金屬累積有一定影響[4]。

在本次調(diào)查中，從不同土地利用方式來看，閔行區(qū)耕地土壤重金屬綜合累積污染指數(shù)以菜田最高，其次是糧田和經(jīng)作田。分析其原因，可能與菜田特殊的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)有關(guān)[5]，與種植水稻為主的糧田和經(jīng)作田相比，菜田具有高施肥量、高復(fù)種指數(shù)和高頻度農(nóng)事操作等特點(diǎn)，故增加了土壤重金屬累積的風(fēng)險。

本次調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，不同耕地類型的不同重金屬累積程度有所不同，分析其原因：（1）土壤中重金屬受自然或工業(yè)化因素影響，具有難降解、遷移性弱的特點(diǎn)。（2）不同農(nóng)作物對同一種重金屬以及同一種農(nóng)作物對不同重金屬的吸收和積累均存在差異，由此導(dǎo)致不同重金屬或同一重金屬在不同土地利用方式下的累積程度各異。

此外，在不同土地利用方式下，平均單項污染指數(shù)相對偏高的有鋅、銅，而且鋅含量高的土壤樣本的銅、鉻、鎳、鎘含量也相對較高，呈現(xiàn)出復(fù)合的趨勢，其原因和機(jī)理有待進(jìn)一步探討。