嘉魚蔬菜基地土壤重金屬污染狀況調查與評價

摘要：通過對嘉魚蔬菜基地表層土壤重金屬含量進行調查分析，結果表明，土壤環境質量總體良好，有４９．５％的樣點達到了綠色食品產地環境條件要求，有９０．6％的樣點達到了無公害蔬菜產地環境要求，有９．4％的樣點有輕微污染，重金屬主要污染物為鎘（Ｃｄ）；重金屬綜合污染指數為０．５５９，污染水平為清潔和尚清潔的樣點占９９．０３４％，輕度污染的樣點占０．９６６％，整個蔬菜基地土壤尚未檢出有明顯的重金屬污染和嚴重污染的樣點；對蔬菜基地大宗蔬菜調查發現蔬菜重金屬含量１００％達到無公害蔬菜質量要求。

關鍵詞：嘉魚蔬菜基地；土壤重金屬污染；適宜性評價

中圖分類號：Ｓ１５９；Ｘ８２５．０２文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）07－1347-03

Survey and Evaluation of Heavy Metal Pollution in Soil of Jiayu Vegetable Base

ＸＵ Ｈｏｎｇ－ｌｉｎ，ＺＨＵ Ｌｉ－ｌｉｎｇ，ＹＡＮＧ Ｊｕｎ，ＨＵ Ｓｈａｏ－ｘｉａｎｇ，ＺＨＯＵ Ｘｉａｏ－ｊｕａｎ，ＰＡＮ Ｌｏｎｇ－ｋｅ，ＳＯＮＧ Ｈａｎ

（Ｈｕｂｅｉ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｕｒｖｅｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｗｕｈａｎ ４３００３４， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｉｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｏｉｌ ｏｆ Ｊｉａｙｕ ｖｅｇｅｔａｂｌｅ ｂａｓｅ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗed ｔｈａｔ ｓｏｉｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｗａｓ ｇｏｏｄ ｉｎ ｇｅｎｅｒａｌ， ４９．５％ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｍｅｔ ｔｈｅ ｎｅｅｄ ｏｆ ｇｒｅｅｎ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ９０．6％ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｒｅａｃｈｅｄ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ－ｆｒｅｅ ｖｅｇｅｔａｂｌｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ， ９．4％ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｅｒｅ slightly ｐｏｌｌｕｔｅｄ ｂｙ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ， ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｂｙ Ｃｄ． Ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｗａｓ ０．５５９． ９９．０３４％ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｅｒｅ ｃｌｅａｎ or ｓｔｉｌｌ ｃｌｅａｎ， ０．９６６％ ｗａｓ ｐｏｌｌｕｔｅｄ ｓｌｉｇｈｔｌｙ， ａｎｄ ｎｏｎｅ ｗａｓ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ｐｏｌｌｕｔｅｄ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ｏｆ ａｌｌ ｖｅｇｅｔａｂｌｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｍｅｔ ｔｈｅ ｎｅｅｄ ｏｆ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ－ｆｒｅｅ ｖｅｇｅｔａｂｌｅ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｊｉａｙｕ ｖｅｇｅｔａｂｌｅ ｂａｓｅ； ｓｏｉｌ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ；ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ

蔬菜是人們每日不可缺少的生活必需品，蔬菜基地日益成為大中城市“菜籃子”產品的主要供應源，要實現蔬菜“從農田到餐桌”質量安全控制，首先要對蔬菜種植基地實行土壤適宜性評價。土壤中的重金屬含量是影響土壤適宜性的重要內容，對土壤重金屬污染的適宜性評價［１－４］可以指導農業安全生產和保護人民身體健康。

嘉魚蔬菜基地主要位于湖北省嘉魚縣潘家灣鎮一帶，地處江漢平原和武漢市“８＋１”城市圈，有較長的種植歷史，該蔬菜基地有不斷擴大的趨勢；人類活動加大了對環境的影響，對嘉魚蔬菜基地進行適宜性評價有著重要的意義。本研究通過對嘉魚蔬菜基地土壤重金屬污染狀況進行調查和評價，以期為嘉魚蔬菜基地的建設提供依據。

１材料與方法

調查區選擇在嘉魚縣潘家灣鎮蔬菜主產區，地理坐標為東經１１４°００′００″-１１４°０７′４７″，北緯

３０°０１′０６″-３０°１３′３２″；土壤類型主要為潮土類，發育于近代河流沖積母質。

１．１采樣點設置

按照生態地球化學方法布置和采集樣品［５－７］。以１∶５０ ０００地形圖作為野外工作手圖，按照方里網坐標網格線，每０．２５ ｋｍ２采集表層土壤樣品１個，每個樣品代表０．５ ｋｍ×０．５ ｋｍ的地塊；采樣時，根據樣點預布圖，利用手持ＧＰＳ定位，采集表層土０～２０ ｃｍ上下等寬的土壤柱，采集過程按梅花點布局，在小范圍內采集５點構成組合樣品，每個樣品采集１ｋｇ，共采集菜地土壤組合樣品４１４件（重復監控樣除外）。同時布置采集調查區大宗種植的當季蔬菜樣品共４４件（重復監控樣除外，每個樣品采集1 kg），其中大白菜樣品２３件，包菜樣品２１件。采樣時間為２００７年１１月６日至２００８年１月１３日。實際采樣點位圖見圖１。

１．２檢測與分析方法

將采集的表層土壤自然風干后，過２０目篩送化驗室分析；測試項目包括砷（Ａｓ）、鎘（Ｃｄ）、鉻（Ｃｒ）、汞（Ｈｇ）、鉛（Ｐｂ）、ｐＨ值等共６項；蔬菜樣采集可食部分，保鮮當日送往實驗室，測試項目包括Ａｓ、Ｃｄ、Ｃｒ、Ｈｇ、Ｐｂ、水分等共６項。蔬菜水分由農業部食品質量監督檢驗測試中心（武漢）檢測，土壤、蔬菜重金屬及ｐＨ值測試項目由國土資源部武漢礦產資源監督檢測中心檢測，檢測方法和質量控制按照《生態地球化學評價樣品分析技術要求（試行）（DD 2005-03）》和有關國家標準執行。

１．３評價標準與方法

１．３．１直接比較法依據ＮＹ／Ｔ ３９１－２０００《綠色食品 產地環境質量標準》、ＧＢ／Ｔ １８４０７．１－２００１《農產品安全質量 無公害蔬菜產地環境要求》、ＧＢ／Ｔ １８４０６．１－２００１《農產品安全質量 無公害蔬菜安全要求》，將調查測試結果與標準直接對比，并歸納結果。

１．３．２綜合污染指數法依照ＮＹ／Ｔ １６３４－２００８《耕地地力調查與質量評價技術規程》的要求，采用單項污染指數法和綜合污染指數法進行評價，評價標準采用ＧＢ／Ｔ １８４０７．１－２００１《農產品安全質量 無公害蔬菜產地環境要求》進行。評價公式為：單項污染指數Ｐｉ＝Ｃｉ／Ｓｉ；式中，Ｃｉ為土壤污染物實測值；Ｓｉ為污染物的評價標準。

綜合污染指數采用內梅羅指數法，公式為：Ｐ綜＝；式中，Ｐｍａｘ為單項污染指數最大值；Ｐｘ為單項污染指數的算術平均值。

２結果與分析

２．１土壤重金屬含量狀況

嘉魚蔬菜基地土壤重金屬含量情況見表１。由表１可知，嘉魚蔬菜基地土壤總體呈弱堿性，平均ｐＨ值為７．３８４，變化范圍為５．１９０～８．３６０；Ａｓ的平均值為１０．５９１ ｍｇ／ｋｇ，變化范圍為５．４００～１６．６００ ｍｇ／ｋｇ；Ｃｄ的平均含量為０．４０９ ｍｇ／ｋｇ，變化范圍為０．１８３～０．８４１ ｍｇ／ｋｇ；Ｃｒ的平均含量為８９．６３７ ｍｇ／ｋｇ，變化范圍為７０．２００～１０８．５００ ｍｇ／ｋｇ；Ｈｇ的平均含量為０．０７４ ｍｇ／ｋｇ，變化范圍為０．０３９～０．１６７ ｍｇ／ｋｇ；Ｐｂ的平均含量為３２．４１５ ｍｇ／ｋｇ，變化范圍為８．９００～５２．３００ ｍｇ／ｋｇ。由調查結果可知，嘉魚蔬菜基地土壤重金屬污染情況總體較輕。

將各土壤樣品的重金屬含量分別與綠色食品產地環境要求及無公害蔬菜產地環境要求中土壤污染物含量限值比較；發現土壤重金屬污染較輕，土壤As、Cr、Hg、Pb元素含量均達到無公害蔬菜種植土壤環境質量要求，有9.4%的土壤存在輕微的Cd元素污染。按照“一票否決，區域疊加”方法［８］，發現４９．５％的樣點達到了綠色食品產地環境條件要求，９０．6％的樣點達到了無公害蔬菜產地環境要求（表２）。

２．２土壤重金屬質量評價

土壤環境質量分級劃定依照ＮＹ／Ｔ １６３４－２００８《耕地地力調查與質量評價技術規程》標準執行。從圖２的單項污染指數可看出，嘉魚蔬菜基地土壤重金屬污染程度順序是Ｃｄ＞Ａｓ＞Ｃｒ＞Ｐｂ＞Ｈｇ，單項污染指數平均值分別為０．７０４、０．４１９、０．３６４、０．２１７、０．０７７；Ｃｄ為主要的污染元素。

根據綜合污染指數計算結果，嘉魚蔬菜基地土壤重金屬綜合污染指數為0.257~1.189，平均值為０．５５９，總體污染水平評定為清潔。其中綜合污染指數小于或等于０．７，污染水平為清潔的樣點有３５５個，占８５．７４９％；綜合污染指數大于０．７，小于或等于１，為尚清潔水平的樣點有５５個，占１３．２８５％；綜合污染指數大于１，小于２，為輕度污染的樣點有４個，占０．９６６％。

２．３蔬菜重金屬含量狀況

對調查區所取蔬菜樣品測試結果初步統計，通過與無公害蔬菜安全限值比較，可見嘉魚蔬菜基地所產大宗蔬菜１００％達到無公害蔬菜質量要求（表

３）。

３小結與討論

評價結果表明，嘉魚蔬菜基地土壤重金屬污染總體較輕，有４９．５％的樣點達到了綠色食品產地環境條件，有９０．6％的樣點達到了無公害蔬菜產地環境要求，有９．4％的樣點有輕微污染。重金屬綜合污染指數為０．５５９，污染水平為清潔和尚清潔的樣點占９９．０３４％，輕度污染的樣點占０．９６６％，整個蔬菜基地土壤尚未檢出有明顯的污染和嚴重污染的樣點；對蔬菜基地大宗蔬菜調查發現重金屬含量１００％達到無公害蔬菜質量要求。

嘉魚蔬菜基地主要重金屬污染物為Ｃｄ。Ｃｄ含量超出無公害蔬菜產地土壤標準的比例為９．4％，這與Ｃｄ元素的天然背景值、Ｃｄ的地球化學活動規律［９，１０］，以及人類活動密切相關。據研究區土地利用現狀調查顯示，Ｃｄ元素高值點普遍存在于低洼易積水處和城鎮附近；防止土壤酸化、合理排灌和控制外界污染物的進入，將有利于保護嘉魚蔬菜基地的可持續發展。控制、治理及監測嘉魚蔬菜基地土壤中的Ｃｄ元素動態是發展當地綠色、無公害蔬菜生產的重要工作；有關Ｃｄ的地球化學過程需要進一步研究。

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