陜西眉縣弼猴桃產(chǎn)區(qū)土壤重金屬污染評價(jià)

中圖分類號：S663.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1002－2910（2025）03-0031-05

Evaluation pollution of soil heavy metals in kiwifruit production area of Meixian，

Shaanxi Province

DENG Wen1，LI Chao2，SUNLiang

（1.BaojiAgriculturalProductQualityfetyIspectionandontoringCenter，aoji，haanioo，hina; 2.Baoji WeibinDistrictAgriculturalProductQualityndSafetyCenter，Baoji，haani71ooo，China;Baoji MeixianDistrictAgriculturalProduct QualityandSafety Center，Baoji，haanxi721ooo，China）

Abstract：The residual amounts of four heavy metal elements，namely cadmium，lead， chromiumand copper，in soil samples from 44 orchards in8 townships of the main kiwifruit production areas in Meixian， Shaanxi Province，were determined.The pollution index and potential ecological risk index were used to evaluate the pollution status of heavy metals in soil.The results showed that theresidual levels of the four heavy metal elements inthe tested soil samples do not exceed the standard limits.Under the soil background values of Shaanxi Province，the single pollution indices of the four heavy metal elements were all gt;1 ，theaverage comprehensive pollution index was 2.60，the pollution grade was moderate pollution，and the potential comprehensive ecological risk was low potential ecological risk.Based on the environmental quality evaluation standard for the producing areas of edible agricultural products，except that the single polution index value of cadmium element in Shoushan Town，Qizhen Town and Yingtou Town was ${ ＼tt gt; } 1 . 0 ＼$ ，the single pollution index values of the other three heavy metal elements were all lt;1.0 ，the average comprehensive pollution index of the four heavy metal elements was 0.77，and the potential comprehensive ecological risk belongs to the low-risk area.Cadmium element was the ecological hazard factor with the greatest contribution in the planting area，and it is necessary to closely monitor it and scientifically prevent and control it.

Keywords：Meixian;kiwifruit producing area; heavy metal pollution; evaluation

眉縣地處陜西省關(guān)中平原西部，氣候溫和、雨量適中、土層深厚肥沃，是弼猴桃的最佳優(yōu)生區(qū)之一。自1978年開始獼猴桃種質(zhì)資源調(diào)查和人工栽培試驗(yàn)，截至目前種植面積2萬余 hm² （30.2萬畝），年產(chǎn)量53.5萬t，總產(chǎn)值突破60億元，形成“一縣一業(yè)”產(chǎn)業(yè)格局[1]。先后獲得“中國弼猴桃之鄉(xiāng)”“國家農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志示范樣板”等多項(xiàng)榮譽(yù)。

隨著眉縣弼猴桃知名度和價(jià)值的提升，產(chǎn)品質(zhì)量受到更多關(guān)注。土壤中重金屬含量是影響弼猴桃正常生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素[2]，重金屬如鎘（Cd）、鉛（Pb）、鉻（Cr）、銅（Cu）等在土壤中長期積累[3]導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降[4]，而土壤-植物-食物鏈系統(tǒng)一旦遭受重金屬污染很難治理恢復(fù)[5]。

眉縣作為弼猴桃種植的重要區(qū)域，其土壤重金屬污染狀況亟需評估與監(jiān)控。筆者選取8個(gè)弼猴桃種植鄉(xiāng)鎮(zhèn)，采集44個(gè)果園土壤樣品，測定土壤中Cd、Pb、Cr、Cu元素含量，評價(jià)種植區(qū)土壤重金屬污染狀況，為弼猴桃產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)數(shù)據(jù)。

1材料與方法

1.1樣品采集與制備

在眉縣金渠鎮(zhèn)等8個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)弼猴桃種植區(qū)，隨機(jī)采集44個(gè)果園土壤樣品。采用梅花點(diǎn)采集 0～50cm 土層的樣品，混勻后四分法縮分，取 1kg ，自然風(fēng)干，研磨、過100目尼龍篩，一式兩份裝袋備用[6.7]。

1.2 分析方法

土壤樣品分析方法及來源如表1。

1.3評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

本研究依據(jù)HJ332－2006《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》[12]判定土壤污染問題。土壤元素背景值是指自然營力和人類共同作用下，一定區(qū)域內(nèi)表層土壤元素平均含量水平[13]，通常以一個(gè)地區(qū)土壤中某元素平均含量作為背景值，與污染區(qū)土壤中同一元素平均含量對比，判斷土壤中重金屬是否累積。本研究以陜西省土壤重金屬元素背景值[14]作為標(biāo)準(zhǔn)衡量種植區(qū)是否存在重金屬累積（表2）。

1.4 評價(jià)方法

① 土壤重金屬污染評價(jià)[15]

式中： P_i 為第 i 種污染物的污染指數(shù)， C_i 為第 i 種污染物的實(shí)測值， S_i 為第 i 種污染物的標(biāo)準(zhǔn)值。

綜合污染指數(shù)：

式中： P 綜為土壤綜合污染指數(shù)， P_imax 為第i種污染物單項(xiàng)污染指數(shù)最大值， P_iaνe 為第i種污染物單項(xiàng)污染指數(shù)平均值。

② 土壤重金屬風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)：

式中： RI 為潛在綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)； Er_i 為第 i 種重金屬元素的潛在生態(tài)危害指數(shù)； Tr_i 為重金屬 i的毒性系數(shù)（ Cd=30 ， Pb=5 ， Cr=2 ， Cu=5 ）； C_i 為第 i 種重金屬測定值； S_i 為重金屬 i 對應(yīng)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值。土壤重金屬評價(jià)及相關(guān)分級標(biāo)準(zhǔn)見表3。

2 結(jié)果與分析

2.1弼猴桃園土壤重金屬殘留狀況

由表4可知，眉縣弼猴桃產(chǎn)區(qū)土壤pH值在7.03～7.86 ，土壤偏堿性。重金屬元素平均含量：Cd0.29mg/kg 、 Pb47.76mg/kg 、 cr72.62mg/kg 、Cu38.95mg/kg ，殘留水平均未超過《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，表明土壤質(zhì)量符合要求。但Cd、Pb、 Cr 、 cu 分別高于陜西省土壤元素背景值（表2）的3.1倍、2.2倍、1.2倍、1.8倍，可見這4種元素在土壤中產(chǎn)生了一定程度的累積，可能存在風(fēng)險(xiǎn)，累積排序?yàn)?Cdgt;Pbgt;Cugt;Cr 變異系數(shù)分別為：Cd（ 8.98% ）、Pb（ 13.03% ）、 Cr （ 9.95% ）、Cu（ 20.81% ），Pb、 c_u 的變異系數(shù)超過 10% ，屬中等變異，說明 、Cu受相當(dāng)程度的人為因素影響[16]。

2.2弼猴桃園土壤重金屬污染評價(jià)

由公式（1）、（2）及陜西省土壤元素背景值，得到種植區(qū)土壤重金屬污染評價(jià)結(jié)果（表5），顯示4種重金屬單項(xiàng)污染指數(shù) P_i 均 gt;1 。橫渠鎮(zhèn)、槐芽鎮(zhèn)和常興鎮(zhèn)的Cd元素 P_i 值 lt;3.0 ，其他5鎮(zhèn)均gt;3.0，表現(xiàn)出重度污染。4種重金屬平均 P_i 值排序?yàn)镃dgt;Pbgt;Cugt;Cr 。在陜西省土壤背景值下Cd的平均含量是《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》下平均含量的3.2倍，應(yīng)該引起重視。平均綜合污染指數(shù)（ 為2.60，屬中度污染。

利用公式（1）、（2）及《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》評價(jià)弼猴桃種植區(qū)土壤重金屬污染，首善鎮(zhèn)、齊鎮(zhèn)和營頭鎮(zhèn)Cd元素 P_i 值 gt;1.0 ，Pb、Cr 、Cu元素的 P_i 值均 lt;1.0AA 。4種重金屬元素尚未污染相應(yīng)的獼猴桃種植區(qū)。平均綜合污染指數(shù)為0.77，污染等級為警戒，土壤環(huán)境處于安全水平。

2.3弼猴桃園土壤重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

利用公式（3）及陜西省土壤背景值，可知種植區(qū)域土壤重金屬中Cd的 E_ri 平均值為91.31，超過80，屬于重度風(fēng)險(xiǎn)，其余3種重元素的 E_ri 平均值均低于12（更低于判定界限40），為低度風(fēng)險(xiǎn)。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的潛在綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)均小于150，屬低潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)排序：齊鎮(zhèn)（128.22）gt; 營頭鎮(zhèn)（125.40） gt; 首善鎮(zhèn)（122.13） gt; 湯峪鎮(zhèn)（113.38） gt; 金渠鎮(zhèn)（113.2） gt; 常興鎮(zhèn)（107.41）gt; 橫渠鎮(zhèn)（101.30） gt; 槐芽鎮(zhèn)（99.02），Cd元素是需要關(guān)注的生態(tài)危害因子，應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)測。

利用公式（3）及《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》得出4種元素的潛在生態(tài)危害指數(shù)均小于40，為低風(fēng)險(xiǎn)。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的潛在綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)均遠(yuǎn)低于150，屬于低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

3小結(jié)與討論

經(jīng)對眉縣8個(gè)弼猴桃種植鄉(xiāng)鎮(zhèn)44個(gè)園區(qū)土壤中Cd、Pb、Cr、Cu4種重金屬元素的殘留量測定表明，土壤均呈弱堿性，4種重金屬殘留量均未超過《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，但均高于《陜西省土壤元素背景值》，Cd超過陜西省土壤元素背景值3.1倍，Pb超過2.2倍，表明鎘和鉛元素在土壤中產(chǎn)生了一定的富集。4種重金屬元素含量變異系數(shù)整體較低，Pb、Cu的變異系數(shù)超過 10% 。綜合重金屬污染評價(jià)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)可知，4種重金屬平均綜合污染指數(shù)為2.60（在陜西省土壤元素背景值下的平均綜合污染指數(shù)）和0.77（在農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值下的平均綜合污染指數(shù)），Cd是種植區(qū)域主要污染源。2種評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)下，各種植區(qū)域的潛在綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)均小于150，潛在綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)為低風(fēng)險(xiǎn)。表明眉縣弼猴桃種植區(qū)域土壤中Cd、Pb、Cr、Cu殘留水平符合種植環(huán)境要求。

土壤中重金屬的來源主要有大氣輸入、肥料輸入和水源輸入三大來源[17]。眉縣獼猴桃產(chǎn)地位于太白山北麓，為保護(hù)弼猴桃原產(chǎn)地生態(tài)環(huán)境，縣域內(nèi)清理弼猴桃種植基地方圓 5km 和上風(fēng)向 20km 范圍有污染源的企業(yè)，對縣域內(nèi)畜禽養(yǎng)殖場污染物全部無害化處理。李曉彤[18]等對眉縣弼猴桃園中灌溉用水和大氣中重金屬狀況進(jìn)行分析，得出弼猴桃園區(qū)大氣中重金屬含量低于國家標(biāo)準(zhǔn)，灌溉水中重金屬含量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，水體品質(zhì)安全。Cu含量高可能與施用銅制劑有關(guān)[19]；部分基地位于310國道兩側(cè)，機(jī)動(dòng)車輛的燃料和輪胎所含重金屬成分在車輛運(yùn)行過程中向環(huán)境釋放并在周圍土壤中沉積，可能是土壤中Pb含量偏高的原因之一[20]。雖然當(dāng)前的土壤質(zhì)量符合農(nóng)產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)，但重金屬具有持久性和累積性，在土壤中的殘留和富集不容忽視。

以陜西土壤元素背景值和《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》作為標(biāo)準(zhǔn)，采用污染指數(shù)模型和潛在綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)模型對種植區(qū)域土壤污染進(jìn)行評價(jià)，以期準(zhǔn)確把握弼猴桃種植區(qū)域土壤污染情況。結(jié)合兩種評價(jià)結(jié)果得出弼猴桃種植區(qū)域土壤重金屬以Cd和Pb污染為主，蔡娜等[21]研究結(jié)果也印證了這點(diǎn)。Cd、Pb雖在《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》上未表現(xiàn)出污染性，但在陜西省土壤背景值上表現(xiàn)出不同程度污染。金月[22]等對有機(jī)肥替代化肥施用的茶園土壤中重金屬含量研究發(fā)現(xiàn)園土中Cd、Cr、Pb、砷（As）含量伴隨年份增加具有累積趨勢。范學(xué)臻[23]等研究表明有機(jī)肥施用量越大，土壤和蔬菜中的重金屬累積量就越高。因當(dāng)?shù)厥圪u的有機(jī)肥料品種繁多，成分模糊，質(zhì)量難以把控，這可能導(dǎo)致Cd和Pb遷移到土壤中造成累積，表現(xiàn)出相對《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的污染。

建議監(jiān)管部門加強(qiáng)有機(jī)肥質(zhì)量監(jiān)控和施用指導(dǎo)，規(guī)范農(nóng)藥、肥料等投入品的使用。通過政策手段，明確土壤污染防治責(zé)任主體和監(jiān)管流程，實(shí)施源頭控制，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中對土壤的污染。建立土壤環(huán)境質(zhì)量的協(xié)同監(jiān)測機(jī)制，利用現(xiàn)代信息技術(shù)和地理信息系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測土壤環(huán)境狀況。通過農(nóng)藝調(diào)控，提高土壤自凈能力和生態(tài)服務(wù)功能。統(tǒng)籌規(guī)劃弼猴桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將土壤污染防治納人區(qū)域發(fā)展規(guī)劃，確保弼猴桃產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。鼓勵(lì)公眾參與土壤環(huán)境保護(hù)，提高農(nóng)民和社區(qū)居民的環(huán)保意識，形成全社會(huì)共同參與土壤污染防治的良好氛圍。

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