桐鄉(xiāng)市區(qū)域農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境質(zhì)量評價

許鳳林，徐傳云，夏勝平，毛春國，俞堅群

(1.浙江省地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，浙江杭州 310007;2.桐鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)經(jīng)濟局，浙江 桐鄉(xiāng) 314500)

隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，環(huán)境污染日趨嚴(yán)重。污染物質(zhì)在環(huán)境中累積、遷移和轉(zhuǎn)化導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量惡化，尤其是土壤重金屬污染愈趨突出［1］。重金屬污染主要來自產(chǎn)地環(huán)境，農(nóng)業(yè)環(huán)境受到污染必然會帶來農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題，農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全已受到人們的普遍關(guān)注。

桐鄉(xiāng)市地處浙江北部、杭嘉湖平原中部，區(qū)域總面積727 hm2，耕地376.33 hm2;農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以杭白菊、蔬菜、榨菜、水果、水稻、蠶桑、畜禽和特種水產(chǎn)養(yǎng)殖等為主體;土壤為河流沖積土和湖沼淤積土，主要為水稻土類 (占81.99%)和潮土土類(占18.01%)。我們針對桐鄉(xiāng)市區(qū)域農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境進行質(zhì)量評價，以期對該市特色優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品布局，提升桐鄉(xiāng)市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理水平，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 土壤布點和采樣

針對桐鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)特點，土壤采樣點的布設(shè)以代表整個監(jiān)測區(qū)塊土壤基本特性為原則;優(yōu)先采取有代表性的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)區(qū)，一般地區(qū)零星采樣，重點地區(qū)加密采樣，非種植區(qū)或在建規(guī)劃工業(yè)區(qū)少采或不采;每個單元采用梅花點法采集5個以上有代表性的分樣混合組成，每個樣品重量不少于1 kg;采樣深度:水稻田和蔬菜地為0～30 cm，果園為0～40 cm。土壤采樣方法按照 《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》 (NY/T395—2000)進行，共采集154個土壤樣品。

1.2 分析方法

pH值:玻璃電極法;Hg:GB/T17136—1997;As:GB/T17134—1997; 總 Cr:GB/T17137—1997;Cu:GB/T17138—1997;Cd、Pb:GB/T17141—1997;六六六、DDT:GB/T14550—2003。

1.3 土壤質(zhì)量評價和分級

依據(jù)的評價標(biāo)準(zhǔn): 《無公害蔬菜產(chǎn)地環(huán)境要求》GB/T18407.1—2001［2］; 《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境技術(shù)條件》NY/T391—2000［3］; 《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB15618—1995［4］等。根據(jù)上述評價標(biāo)準(zhǔn)，采用單項和綜合污染指數(shù)進行土壤環(huán)境質(zhì)量評價，并根據(jù) 《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》 (NY/T395—2000)［5］中的土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進行分級。

1.4 數(shù)據(jù)處理

由于檢測數(shù)據(jù)分布在平均值附近的數(shù)據(jù)頻度偏低，因此，在采用Excel統(tǒng)計計算均值時不以簡單的算術(shù)平均值表示其均值，本次分析討論用其算術(shù)平均值、中位值和幾何平均值取平均后來表示。

2 結(jié)果與討論

2.1 土壤pH和重金屬含量

在土壤研究中，通常以第Ⅰ環(huán)境中元素平均含量作為土壤背景值或本底值，而土壤第Ⅱ環(huán)境是指與人類活動密切相關(guān)的表層土壤 (0～40 cm)。表1列出了中國、浙江省杭嘉湖平原土壤Ⅱ環(huán)境中重金屬元素含量均值及桐鄉(xiāng)市土壤Ⅱ環(huán)境中重金屬元素含量均值、變化范圍、變異系數(shù)。桐鄉(xiāng)市土壤Ⅱ環(huán)境中重金屬與中國和浙江省杭嘉湖平原均值［6］有一定差異;桐鄉(xiāng)市土壤Ⅱ環(huán)境中 Hg、As、Cr、Pb、Cd、Cu均值與中國和浙江省杭嘉湖平原均值的比較(圖1):桐鄉(xiāng)市土壤表現(xiàn)為高Cu和較高Cr以及較低 Hg、Cd、As含量特征，Cu含量均值高于中國和浙江省杭嘉湖平原均值1.59～2.17倍，Pb含量與中國均值接近，但略低于浙江省杭嘉湖平原均值。

2.2 土壤環(huán)境質(zhì)量評價與分級

表1 桐鄉(xiāng)市、中國、杭嘉湖平原土壤Ⅱ環(huán)境中重金屬含量對比

圖1 桐鄉(xiāng)市土壤重金屬均值與中國和杭嘉湖的比較

2.2.1 按綠色食品產(chǎn)地環(huán)境技術(shù)條件評價

《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價技術(shù)導(dǎo)則》(2001實施)將土壤按耕種方式分為旱田和水田兩大類，各類又根據(jù)土壤pH的高低分為3種情況，即＜6.5、6.5～7.5和 ＞7.5，來限制產(chǎn)地環(huán)境中土壤污染物的含量。桐鄉(xiāng)市土壤以水稻土類為主，本次采集的土壤樣品也大多為水稻土，總計154個，包含在121個土壤區(qū)塊，均按照綠色食品水田限量標(biāo)準(zhǔn)計算其單項和綜合污染指數(shù)進行評價，評價結(jié)果表明，檢測的土壤樣品中嚴(yán)控環(huán)境指標(biāo)Cd、Hg和 Cr的單項污染指數(shù) PCd、PHg和 PCr均 ＜1; 嚴(yán)控指標(biāo)PAs＞1的有4個樣品:分別為烏鎮(zhèn)南莊橋村和礁坊橋村以及河山鎮(zhèn)王家弄村;一般控制環(huán)境指標(biāo)Pb、Cu的單項污染指數(shù)，有6個樣品 Pb單項污染指數(shù)PPb＞1，分別為龍翔街道南王村、烏鎮(zhèn)南莊橋村、礁坊橋村和陳家村以及屠甸鎮(zhèn)萬星村;有45個樣品的 Cu單項污染指數(shù) PCu＞1，集中在烏鎮(zhèn)、屠甸、高橋、崇福、大麻、河山和鳳鳴等地。

在檢測的154個土壤樣品中，一般控制環(huán)境指標(biāo)的單項污染指數(shù)超標(biāo)的有51個，分布在47個區(qū)塊，占樣品總數(shù)的33.12%，主要是Cu超標(biāo)45個，Pb超標(biāo)6個;嚴(yán)控環(huán)境指標(biāo)超標(biāo)有4個樣品，分布在2個區(qū)塊，占樣品總數(shù)的2.60%，主要是As超標(biāo)。在對51個一般控制環(huán)境指標(biāo)的單項污染指數(shù)超標(biāo)樣品采用綜合污染指數(shù)法進行評價時，有17個樣品綜合污染指數(shù) P綜＞1，占樣品所在區(qū)塊總數(shù)的14.05%。在檢測的154個土壤樣品中，適宜發(fā)展綠色食品的樣品數(shù)為132個，占樣品總數(shù)的85.7%;按土壤區(qū)塊劃分，適宜發(fā)展綠色食品的土壤區(qū)塊104個，占土壤區(qū)塊的85.9%。

2.2.2 按無公害產(chǎn)地環(huán)境要求評價

采用 《無公害蔬菜產(chǎn)地環(huán)境要求》所列污染物含量限值，對154個土壤樣品中 pH、Hg、As、Cr、Pb、Cd、六六六、滴滴涕進行了單項和綜合污染指數(shù)法計算與評價。桐鄉(xiāng)市154個土壤樣品中Hg、As、Cr、Pb、Cd、六六六、滴滴涕的單項和綜合污染指數(shù)，除洲泉鎮(zhèn)馬鳴村1個樣品的單項污染指數(shù) PDDT＞1外，其余153個土壤樣品 Pi、P綜均＜1，全區(qū)P綜均值為0.33，土壤質(zhì)量評價為清潔水平，屬安全等級，表明桐鄉(xiāng)市境內(nèi)99%以上的區(qū)域農(nóng)業(yè)土壤適宜發(fā)展無公害農(nóng)產(chǎn)品基地。

2.2.3 按土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評價與分級

《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的二級標(biāo)準(zhǔn)是為保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，維護人體健康的土壤限制值，表2是桐鄉(xiāng)市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤以二級標(biāo)準(zhǔn)中水田的污染物限量標(biāo)準(zhǔn)進行的單項和綜合污染指數(shù)計算結(jié)果，土壤質(zhì)量分級標(biāo)準(zhǔn)參照農(nóng)業(yè)部 《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(表3)。

表2 桐鄉(xiāng)市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤的單項污染和綜合污染指數(shù)

表3 土壤質(zhì)量分級標(biāo)準(zhǔn)

在檢測的154個土壤樣品中，按照土壤環(huán)境質(zhì)量分級標(biāo)準(zhǔn)，桐鄉(xiāng)市全市土壤綜合污染指數(shù)分級顯示:Ⅰ級土壤:土壤 P綜≤0.7的樣品有131個，土壤區(qū)塊100個，分別占樣品總數(shù)的85.06%，占土壤區(qū)塊總數(shù)的82.64%，污染水平屬清潔，污染等級為安全等級;Ⅱ級土壤:土壤0.7＜P綜≤1的土壤樣品有18個，土壤區(qū)塊16個，分別占樣品總數(shù)的11.69%，占土壤區(qū)塊總數(shù)的13.22%，污染水平屬尚清潔，污染等級為警戒線;Ⅲ級土壤:土壤1＜P綜≤2的土壤樣品有5個，土壤區(qū)塊5個，分別占樣品總數(shù)的3.25%，占土壤區(qū)塊總數(shù)的4.13%，污染水平屬土壤污染物超過背景值，污染等級為輕污染;無Ⅳ和Ⅴ級土壤。

3 小結(jié)與建議

桐鄉(xiāng)市土壤Ⅱ環(huán)境中 Hg、As、Cr、Pb、Cd、Cu均值與中國和杭嘉湖平原均值比較，表現(xiàn)為高Cu和較高 Cr及較低Hg、Cd、As含量特征。

桐鄉(xiāng)市土壤質(zhì)量基本良好，個別區(qū)域土壤有超標(biāo)。按照 《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價技術(shù)導(dǎo)則》水田限量標(biāo)準(zhǔn)評價，在檢測的154個土壤樣品中，適宜發(fā)展綠色食品的土壤樣品占85.7%;按照 《無公害蔬菜產(chǎn)地環(huán)境要求》標(biāo)準(zhǔn)所列污染物限值進行評價，99%土壤質(zhì)量評價為清潔水平，屬安全等級，適宜發(fā)展無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地;按照 《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中水田的二級標(biāo)準(zhǔn)，在檢測的154個土壤樣品中，Ⅰ級土壤占85.06%，Ⅱ級土壤占11.69%，Ⅲ級土壤占3.25%。

在本次評價過程中，還對大氣環(huán)境和農(nóng)田灌溉水進行了檢測，結(jié)果表明，桐鄉(xiāng)市區(qū)域農(nóng)業(yè)環(huán)境的大氣和農(nóng)田灌溉水質(zhì)量總體較好;此外，桐鄉(xiāng)市局部區(qū)域部分土壤重金屬存在超標(biāo)，農(nóng)業(yè)環(huán)境的總體承載力比較有限，因此，在注重農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)區(qū)環(huán)境保護的同時，尤其要注意對工業(yè)污染物和農(nóng)村面源污染物的控制，以保障桐鄉(xiāng)市區(qū)域農(nóng)業(yè)環(huán)境質(zhì)量的穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展。

［1］呂曉男，孟賜福，麻萬諸.重金屬與土壤環(huán)境質(zhì)量及食物安全性問題研究 ［J］.中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2007，15(2):197－200.

［2］中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 18407.1—2001農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無公害蔬菜產(chǎn)地環(huán)境要求［S］.

［3］中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.NY/T391—2000綠色食品產(chǎn)地環(huán)境技術(shù)條件 ［S］.

［4］國家環(huán)境保護總局.國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.GB15618—1995土壤環(huán)境質(zhì)量 ［S］.

［5］中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.NY/T395—2000農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范 ［S］.

［6］汪慶華，董巖翔，鄭文，等.浙江土壤地球化學(xué)基準(zhǔn)值與環(huán)境背景值 ［J］.地質(zhì)通報，2007，26(5):590－597.