廣東惠州惠南湖重點(diǎn)區(qū)土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)

劉夢(mèng)翔 孔琳琳 劉 騰

（廣東省有色金屬地質(zhì)局九三五隊(duì)）

土壤是人類生存發(fā)展所必需的生產(chǎn)資料，土壤環(huán)境質(zhì)量對(duì)居民身心健康、工農(nóng)業(yè)發(fā)展起到十分重要的作用［1］。土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)對(duì)城市規(guī)劃建設(shè)、污染防控治理及當(dāng)?shù)鼐用裆硇慕】捣矫娑季哂兄匾饬x［2-4］。

本文對(duì)惠州市惠南湖重點(diǎn)區(qū)進(jìn)行了1∶1 萬(wàn)土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查，共計(jì)采集表層土壤樣品116 件，獲得了有機(jī)質(zhì)、N、P、K、As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、pH 共13 項(xiàng)元素（指標(biāo)），并對(duì)廣東惠州惠南湖重點(diǎn)區(qū)進(jìn)行土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)研究。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于惠州市中部，行政區(qū)劃屬惠州市惠城區(qū)三棟鎮(zhèn)管轄，地理坐標(biāo)為東經(jīng)114°26′23.62″～114°28'02.78″，北緯22°59'57.71″～23°01′51.22″。研究區(qū)氣候?qū)倌蟻啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年平均氣溫23.2℃，年降雨量1 927.9 mm，雨水充沛、氣候溫暖潮濕。風(fēng)向具明顯季節(jié)性，夏季多東和東南風(fēng)，冬季多北和西北風(fēng)。地勢(shì)整體南高北低，北部為沖積平原，地勢(shì)平坦，南部為丘陵，地形坡度5°～30°。

研究區(qū)位于博羅—紫金北東向構(gòu)造帶南西段，地質(zhì)構(gòu)造以被動(dòng)斷裂為主，惠州斷裂從研究區(qū)西側(cè)通過(guò)，出露的地層主要為第四系更新統(tǒng)沖積層（Qpf）、白堊系上統(tǒng)—古近系丹霞組（K2E1d）和三疊系上統(tǒng)小坪組（T3x）（圖1）。根據(jù)廣東省第二次土壤普查成果資料，研究區(qū)主要土壤類型為水稻土和赤紅壤［5］。

2 地球化學(xué)樣品與測(cè)試方法

依據(jù)《土壤質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》（DZ/T 0295—2016）［6］，研究區(qū)按1∶1 萬(wàn)比例尺布設(shè)采樣點(diǎn)，共采集土壤樣品120 件，其中原始樣116 件、重復(fù)樣4件。采樣時(shí)均避開(kāi)溝渠、林帶、田埂、路邊等代表性低地段，并去除草根、石塊等雜物。采樣時(shí)以野外采樣點(diǎn)為中心，向樣點(diǎn)四周采集3～5 個(gè)分樣點(diǎn)，分樣點(diǎn)需在相同利用類型的地塊中，各采樣坑距離10～30 m。各分樣點(diǎn)樣品混合成1 件樣品，原始質(zhì)量均大于2 000 g，具體采樣點(diǎn)位置見(jiàn)圖1。

樣品送樣分析前，在日光下干燥并及時(shí)揉搓或用木棒敲打，防止結(jié)塊，干燥后過(guò)10 目不銹鋼篩，用四分法縮分后裝入塑封袋。

樣品測(cè)試由四川省冶金地質(zhì)勘查局六〇五大隊(duì)分析測(cè)試中心承擔(dān)，采用玻璃電極法測(cè)pH，滴定法測(cè)有機(jī)質(zhì)，原子熒光光度計(jì)測(cè)As、Hg，電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測(cè)Cd、Cu、Ni、Pb，電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀測(cè)Cr、Zn。測(cè)試結(jié)果均進(jìn)行準(zhǔn)確度和精密度檢驗(yàn)，各項(xiàng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度和精密度均符合《土壤質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》（DZ/T 0295—2016）要求。

本研究數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用IBM SPSS Statistics 20 軟件完成，圖件采用地球化學(xué)勘查一體化系統(tǒng)繪制，圖件繪制采用反距離權(quán)重法。

3 測(cè)試結(jié)果與討論

3.1 表層土壤元素含量及分布特征

氮、磷、鉀是植物生長(zhǎng)發(fā)育所需的元素，土壤幾乎提供了植物中全部的氮、磷、鉀［7］。土壤肥力的重要指標(biāo)是有機(jī)質(zhì)含量，不僅對(duì)土壤的結(jié)構(gòu)、養(yǎng)分供應(yīng)、生態(tài)功能有重要影響，而且能促進(jìn)植物及微生物的活性［8］。

研究區(qū)表層土壤N、P、K 及有機(jī)質(zhì)的地球化學(xué)分布特征見(jiàn)表1。土壤重金屬元素主要包括As、Hg、Cd、Cr、Ni、Cu、Pb、Zn等，影響著農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和食用安全，危及人體健康，隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)田重金屬污染問(wèn)題越發(fā)受到重視［9］。

注：（1）表中N、P、K 及有機(jī)質(zhì)單位為g/kg，As、Hg、Cd、Cr、Ni、Cu、Pb、Zn單位為mg/kg；（2）N相對(duì)高含量區(qū)指大于1.12 g/kg、相對(duì)低含量區(qū)指低于0.61 g/kg，P相對(duì)高含量區(qū)指大于0.70 g/kg、相對(duì)低含量區(qū)指低于0.23 g/kg，K 相對(duì)高含量區(qū)指大于15.22 g/kg、相對(duì)低含量區(qū)指低于7.32 g/kg，有機(jī)質(zhì)相對(duì)高含量區(qū)指大于21.3 g/kg、相對(duì)低含量區(qū)指低于12.5 g/kg，As 相對(duì)高含量區(qū)指大于11.0 mg/kg，Hg 相對(duì)高含量區(qū)指大于0.141 mg/kg，Cd 相對(duì)高含量區(qū)指0.11 mg/kg，Cr 相對(duì)高含量區(qū)指大于40.1 mg/kg，Ni相對(duì)高含量區(qū)指大于7.75 mg/kg，Cu相對(duì)高含量區(qū)指大于14.2 mg/kg，Pb相對(duì)高含量區(qū)指大于50.8 mg/kg，Zn相對(duì)高含量區(qū)指大于48.1 mg/kg。

3.2 土壤pH分布特征

土壤pH 值是土壤重要的理化性質(zhì)，正常土壤的pH 值為5～8，過(guò)酸或過(guò)堿均會(huì)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響［10-11］。研究區(qū)土壤pH 值為4.3～8.4，平均值為5.9，總體屬酸性土壤，堿性土壤主要分布于研究區(qū)北部及東南部（圖2）。

3.3 研究區(qū)土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)

本研究根據(jù)《土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》（DZ/T 0295—2016）中養(yǎng)分元素及有機(jī)質(zhì)的等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)（表2）、《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)》（GB 15618—2018）［12］中的篩選值及管制值（表3），對(duì)研究區(qū)內(nèi)養(yǎng)分指標(biāo)、重金屬元素進(jìn)行地球化學(xué)評(píng)價(jià)。

注：表中各元素均按總含量計(jì)。

3.3.1 土壤養(yǎng)分地球化學(xué)評(píng)價(jià)

研究區(qū)土壤養(yǎng)分指標(biāo)含量分級(jí)情況見(jiàn)表4，氮元素含量范圍為0.09～2.32 g/kg，以三等及以下等級(jí)土壤為主，一、二等土壤僅占比3.46%；磷元素含量范圍為0.07～3.1 g/kg，一、二等土壤占比為21.15%，四等及以下等級(jí)的土壤面積占比為63.04%；鉀元素含量范圍為2.24～36.97 g/kg，一、二等土壤僅占比4.23%，四等土壤占比43.72%，五等土壤占比31.71%；有機(jī)質(zhì)含量范圍為1.2～44.1 g/kg，一、二等土壤僅占比0.36%，四等土壤分布最廣，占比為74.01%，五等土壤占比6.22%。

以《土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范為依據(jù)，對(duì)研究區(qū)進(jìn)行養(yǎng)分地球化學(xué)綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示如圖3 所示，工作區(qū)內(nèi)無(wú)一等土壤，二等土壤占比4%，三等土壤占比20.53%，多分布于工作區(qū)中東部的第四系休耕區(qū)，四等土壤占比56.66%，主要分布于大面積蔬菜種植區(qū)及北部城鎮(zhèn)建設(shè)區(qū)，五等土壤占比18.81%，主要分布于工作區(qū)東部的丘陵區(qū)。

3.3.2 土壤環(huán)境地球化學(xué)評(píng)價(jià)

本研究以土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值和管制值（表3）為界線值，進(jìn)行單指標(biāo)土壤環(huán)境地球化學(xué)等級(jí)劃分，共計(jì)分為3 等。土壤中單元素的實(shí)測(cè)濃度小于篩選值為無(wú)風(fēng)險(xiǎn)，劃為一等；實(shí)測(cè)濃度大于篩選值且小于管制值為風(fēng)險(xiǎn)可控，劃為二等，實(shí)測(cè)濃度大于管制值為風(fēng)險(xiǎn)較高，劃為三等。

單指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示（表5），本次調(diào)查的116 件土壤樣品中有9 件出現(xiàn)重金屬含量超標(biāo)，其中8 件為單一元素超標(biāo)，1 件為復(fù)合超標(biāo)。單一元素超標(biāo)樣品中有6件Pb超標(biāo)、2件As超標(biāo)；復(fù)合超標(biāo)樣品為Cd和Pb 超標(biāo)。超標(biāo)樣品中，只有1 件As 超標(biāo)樣品為風(fēng)險(xiǎn)較高（三等），其余均為風(fēng)險(xiǎn)可控（二等）。經(jīng)查證，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)樣品多位于村鎮(zhèn)建成區(qū)，人類生產(chǎn)生活活動(dòng)頻繁，多數(shù)超標(biāo)樣品采樣介質(zhì)為人工填土，推測(cè)工作區(qū)重金屬含量超標(biāo)主要是人為污染造成的。

在單元素土壤環(huán)境地球化學(xué)等級(jí)劃分基礎(chǔ)上，研究區(qū)各評(píng)價(jià)單元的土壤環(huán)境地球化學(xué)綜合等級(jí)為該評(píng)價(jià)單元各單元素評(píng)價(jià)的最差等級(jí)，如各單元素環(huán)境地球化學(xué)等級(jí)最低為三等時(shí)，則該評(píng)價(jià)單元的環(huán)境地球化學(xué)評(píng)價(jià)等級(jí)為三等。

土壤環(huán)境地球化學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示（圖4），研究區(qū)內(nèi)土壤環(huán)境質(zhì)量總體優(yōu)良，雖受一定程度的重金屬污染，但絕大部分為單一元素污染，且多為輕微污染。土壤環(huán)境地球化學(xué)綜合等級(jí)以一等為主，占比可達(dá)93.95%，在全區(qū)廣泛分布；二等土壤占比為5.30%，主要分布于工作區(qū)中北部的村鎮(zhèn)建成區(qū)；三等土壤僅在工作區(qū)東南角個(gè)別地塊出現(xiàn)。

3.3.3 土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合評(píng)價(jià)

研究區(qū)土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果由養(yǎng)分地球化學(xué)綜合等級(jí)與環(huán)境地球化學(xué)綜合等級(jí)疊加形成，土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級(jí)劃分見(jiàn)表6。

研究區(qū)表層土壤養(yǎng)分綜合等級(jí)劃分情況如圖5所示，研究區(qū)內(nèi)土壤質(zhì)量整體一般，以三等為主，占比達(dá)到60.09%，在全區(qū)廣泛分布；一等、二等土壤分布面積較小，合計(jì)占比僅為20.36%，主要分布在研究區(qū)西部田心村至井頭嶺一帶的大片蔬菜種植區(qū)；四等土壤占比為18.81%，主要分布在研究區(qū)東部的丘陵山區(qū)；五等土壤僅在研究區(qū)東南角零星分布，占比為0.74%。綜上表明工作區(qū)內(nèi)土壤環(huán)境質(zhì)量總體優(yōu)良，影響區(qū)內(nèi)土壤質(zhì)量的最主要原因是養(yǎng)分元素在土壤中較大面積缺乏。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)，研究區(qū)內(nèi)土壤絕大部分未受污染，整體上對(duì)土壤環(huán)境影響有限，對(duì)城市發(fā)展和居民健康影響較小，極個(gè)別風(fēng)險(xiǎn)較高區(qū)域可能是由于人類活動(dòng)導(dǎo)致。但區(qū)內(nèi)土壤大面積缺乏養(yǎng)分元素，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)注重因地制宜，相對(duì)應(yīng)地施用微量元素肥料和有機(jī)質(zhì)肥料，提高土壤的綜合養(yǎng)分水平。