承德市柳河流域農田土壤重金屬含量調查與評價

王夢雨+張靜

摘要：針對河流灌區農用地土壤重金屬污染問題，采用野外調查和室內分析相結合的方法，對承德市柳河流域農田土壤中重金屬進行調查，研究了柳河流域農田土壤中重金屬含量特征，并使用單因子指數法和內梅羅綜合指數法對土壤重金屬進行了污染評價。結果表明，該地區農田土壤中重金屬均未超過中國食用農產品產地土壤環境質量評價標準，但該地區農田土壤中Cd、Zn、Ni存在不同程度積累現象，應予以重視。總體來說，該地區農田土壤未受到土壤重金屬污染，屬于清潔水平，原種植模式可繼續使用。

關鍵詞：柳河；農田土壤；重金屬；調查；承德市

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2018）01-0027-02

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.01.007

Abstract： Aiming at the pollution of heavy metal pollution in soil， heavy metals of Liuhe River surrounding farmland in Chengde city was surveyed using the combination of field investigation and indoor analysis. The characteristics of heavy metals content in soil of farmland were studied and pollution assessment was carried out by single factor index method and Nemerow index. The results showed that， the heavy metals contents were not exceeded the limit of Chinese farmland environmental quality evaluation standards for edible agricultural products， but the contents of Cd， Zn and Ni were accumulated in different degrees in soil. The soil of this area was not polluted， and the original planting mode， planting method and irrigation method could be continued.

Key words： Liuhe River； farmland soil； heavy metals； survey； Chengde city

近年來水資源缺乏，已經成為全球性的問題[1]。中國農業迅速發展，農業用水短缺問題日益突出，糧食安全生產無法得到保障[2]。20世紀中期人們為解決水資源短缺問題，河水灌溉方式逐漸形成，主要集中于缺水較為嚴重的黃淮海、遼河地區，如河北石家莊洨河灌區[3]、河北保定府河灌區[3]等。而隨著河流水質變差，河流污染物成分日漸復雜、數量較大，超出河流的自凈能力及承載能力，其污染物隨灌溉進入周邊農田中，造成農田出現重金屬及其他污染現象頻發[4，5]。而農產品對污染物具有一定的富集性，進而出現農產品安全問題，嚴重威脅到人類健康。研究表明，污染的河流灌溉可造成灌區農田及農作物的重金屬污染[4]。孫雷等[6]研究表明，土壤中重金屬積累的主要原因之一來自灌溉。因此，了解灌區農田土壤重金屬污染現狀并做出評價具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

承德市地處河北省東北部，位于華北和東北的過渡地帶，介于北緯40°12′-42°37′，東經115°54′-119°15′。柳河發源于燕山山脈主峰霧靈山的腳下，源于興隆縣，自南向北縱貫興隆縣城區，在該縣柳河口注入灤河。承德縣境內流長29 km，流域面積190 km2，平均徑流量0.42億m3。“十一五”期間研究發現，柳河斷面達標率61.60%，22.00%功能區劃未達到要求，而柳河為周邊農田灌溉水源[7]。

1.2 樣品的采集與制備

根據前期對柳河水周邊農田的灌溉及種植制度的調查結果，以具有代表性、隨機性及典型性對柳河周邊農田進行實地取樣調查。取0～20 cm農田土壤，同時進行GPS定位，共取樣40個。

1.3 樣品的測定與分析

土壤樣品風干后過尼龍篩，土壤粒徑為1 mm，土壤中重金屬含量依照中國土壤環境質量評價標準（GB 15618-1995）中各重金屬含量處理-分析測定方法進行測定，并同時使用國家標準物質進行質量監控，以確保監測的精確度。

1.4 土壤重金屬污染評價方法

目前，對土壤中重金屬元素評價方法很多，結合本試驗土壤特征，使用單因子指數法、內梅羅綜合指數法對農田土壤現狀進行評價。

1.5 數據統計分析

采用Microsoft Excel 2007對數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 農田土壤重金屬含量特征分析

對柳河周邊農田進行取樣調查，結果（表1）顯示，土壤中重金屬均未超過中國食用農產品產地土壤環境質量評價標準，但其中Hg、Cd、Zn、Pb、As含量的變異系數均不低于50%，說明這5種重金屬含量受周邊環境及人為因素影響較大，如農田灌溉、施肥等人為因素。另外，土壤中Cd、Zn、Ni含量雖未出現超標現象，但其含量最大值分別為標準值的56.67%、68.40%和55.20%，超過標準限值50%，說明該地區農田土壤中Cd、Zn、Ni存在不同程度的積累現象，應予以重視。

2.2 農田土壤重金屬污染評價

對該地區農田土壤中各重金屬分別進行單因子評價，結果見表2。由表2可知，各重金屬單因子評價指數（Pi）均未超過1，說明該地區農田土壤未受到污染，且各指標均低于0.5，說明利用柳河水進行農田灌溉未造成土壤重金屬污染，各重金屬在土壤中無明顯積累現象。對農田土壤中重金屬進行內梅羅綜合指數（P綜）評價可知，內梅羅綜合指數為0.26，該地區土壤中重金屬含量處于安全等級，屬于清潔水平，原種植模式及種植方法均可繼續使用，農田仍可使用柳河水灌溉，對人體暫無影響，適合大力發展清潔農業生產，可大面積推廣種植食用農產品。

3 結論

柳河流域農田土壤中重金屬均未超過中國食用農產品產地土壤環境質量評價標準，該地區農田未受到土壤重金屬污染，屬于清潔水平，原種植模式及種植方法均可繼續使用。但土壤中Cd、Zn、Ni存在不同程度積累現象，應予以重視。

參考文獻：

[1] 陳 靜.虛擬水引出緩解水資源短缺問題的新途徑[J].中國農村水利水電，2008（4）：8-10，12.

[2] 曾雨晴，潘洪義，周介銘，等.基于空間自相關的人均耕地面積時空格局變化研究——以四川省為例[J].江蘇農業科學，2015， 43（9）：388-391.

[3] 薛占軍.河北省主要污灌土壤質量及其污染風險評價研究[D].河北保定：河北農業大學，2012.

[4] 陳 濤，常慶瑞，劉 京，等.長期污灌農田土壤重金屬污染及潛在環境風險評價[J].農業環境科學學報，2012，31（11）：2152-2159.

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[6] 孫 雷，趙 燁，李 強，等.北京東郊污水與清水灌區土壤中重金屬含量的比較研究[J].安全與環境學報，2008，8（3）：29-33.

[7] 李永麗，劉靜玲.灤河流域不同時空水環境重金屬污染健康風險評價[J].農業環境科學學報，2009，28（6）：1177-1184.endprint