某疑似污染農用地地塊土壤調查布點及評價方法

張啟 吳明洲

摘要 以某疑似污染的農用地為例，根據調查范圍內的功能區劃進行分區布點，以農產品食用安全、農用地安全利用為目標，開展調查，檢測土壤中重金屬8項（鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳）、苯并（a）芘、六六六、滴滴涕、有機質、陽離子交換量、氨氮、總磷和速效鉀含量，根據《土壤環境質量標準（GB 15618—1995）》和《土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標準（試行）》（報批稿），進行土壤質量和土壤污染風險評價，結果表明，土壤重金屬鎘超標。該研究為疑似污染農用地的調查布點方法和評價方法提供參考。

關鍵詞 農用地；疑似污染；分區布點；質量評價；風險評價

中圖分類號 S151.9 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）20-0117-03

Abstract A suspected contaminated agricultural land was taken as an example. Taking the safety of agricultural products and the safe use of agricultural land as the goal， a survey was carried out to detect contents of 8 heavy metals（cadmium， mercury， arsenic， copper， lead， chromium， zinc， nickel）， benzo （a） pyrene， BHC， DDT， organic matter， cation exchange capacity， ammonia nitrogen， total phosphorus and available potassium， in the soil， which the stratified sampling was based on the functional zoning within the scope of the research. The soil quality and soil pollution risk assessment were evaluated according to the Soil Environmental Quality Standard （GB15618-1995）and the Risk Control Standard for Soil Contamination of Agricultural Land （Trial Draft）（Revision for Approval）. As the result， heavy metal cadmium exceeded the standard in the soil. The research provides references for the investigation and allocation methods of suspected contaminated farmland.

Key words Agricultural land；Suspected pollution；Stratified sampling；Quality assessment；Risk assessment

我國耕地面積約有1.35×108hm2，但人均耕地面積較低，不及世界平均水平的50%[1]。截至2014年12月，受污染耕地約1.0×107hm2[2]，主要污染包括重金屬污染、農藥和化肥的不當使用[3]。目前，我國農用地土壤重金屬、有機物等污染已呈現從局部區域向全國蔓延的趨勢，農田土壤受污染率已從20世紀80年代末期的不足5%上升至目前的近20%。部分經濟發達地區農田污染問題非常突出，廣東省清潔土壤僅11%，輕度污染農田占耕地總面積的77%，重度污染農田占耕地總面積的12%左右[4]。在此情形下，國家頒布了《農用地土壤環境管理辦法（試行）》和《土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標準（試行）》（報批稿），對農用地進行詳細的調查，在調查的基礎上，以保障農產品質量安全為目標，對污染農用地分別實施風險管控或治理修復措施[5]。筆者以某農業示范基地為研究對象，在對該基地全面調查的基礎上，按照《土壤環境質量標準（GB 15618—1995）》和《土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標準（試行）》（報批稿）等標準分別進行土壤質量評價和風險評價，并對超標污染物提出了修復建議。

1 地塊環境背景與污染特征

1.1 地塊環境背景

研究地塊某農業示范基地分為生豬養殖區、蔬菜種植區、果樹苗木種植區、水產養殖區和傳統農作物種植區5區塊，約為78.67 hm2。研究地塊位于黃泛沖積平原，屬河間侵蝕平原。土壤多在黃淮泛濫的沖積物上發育而成，土層較厚，比較肥沃。土壤類型可分為潮土、棕壤土和砂姜黑土3個土類，其中潮土占23%，主要分布在洼蓄洪區；棕壤土占32%，主要分布在坡地；砂姜黑土占45%，主要分布在中、北崗地。地層在水平方向分布穩定，垂直方向變化較大，自地表至40 m范圍內，地層自上而下分為9層，2、4、6、9層為亞層，其巖性為粉質黏土、黏土、粉砂等組成；1、3、5、7層為粉質黏土；8層為粉砂層。淺層地下水與大氣降水、地表水聯系密切，埋深2～5 m，水力性質為潛水—弱承壓水。

研究地塊周邊2 km內為其他農用地，未發現工礦企業，未調查到有周邊企業污染排放事件。

1.2 污染特征

調查結果顯示，研究地塊內一直進行農業生產活動，生豬養殖區2007年建設運行，在前期生產過程中直接將畜禽糞便等污染物排放至周邊溝渠。因此該地塊主要生產活動為種植和養殖，根據種植和養殖的污染特征、《土壤環境質量標準（GB 15618—1995）》和《土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標準（試行）》（報批稿）中指定的污染物，該次調查的污染物為重金屬（鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳）和苯并（a）芘、六六六、滴滴涕；并針對農用地土壤性質，檢測了有機質、陽離子交換量、氨氮、總磷和速效鉀。

對不同功能區分別布點，在蔬菜種植區和傳統農作物種植區布設0～20 cm點位；果樹種植區布設0～60 cm點位；養殖區由于有污染排放記錄，進行加密布點；水產區采集地表水，共布設22個點位，采集33個土壤樣品、5個地表水樣品、3個地下水樣品（圖1）。

按照標準中指定的檢測方法對土壤樣品中的污染物進行檢測，檢測結果表明，調查評估范圍內土壤樣品pH分布在5.55～7.74，生豬養殖區、傳統作物區和果樹苗木種植區土壤呈弱堿性，蔬菜種植區土壤呈弱酸性。土壤有機質含量水平中等偏弱，根據全國第2次土壤普查養分分級標準，蔬菜種植區和生豬養殖區有機質含量為第4級，果樹苗木種植區和傳統作物區有機質含量為第5級。

陽離子交換量表現為生豬養殖區>果樹苗木種植區>傳統作物區>蔬菜種植區。氨氮污染物含量在蔬菜種植區相對較高。總磷和速效鉀含量在生豬養殖區相對較高。土壤樣品中氨氮含量在0.18～37.42 mg/kg，平均值為7.29 mg/kg，與對照點相比偏低，氨氮污染物含量在蔬菜種植區相對較高。總磷含量在123.12～1 870 mg/kg，平均為441.81 mg/kg，與對照點相比偏高，總磷含量在生豬養殖區相對較高。速效鉀含量在154.47～369.46 mg/kg，平均為222.87 mg/kg，與對照點相比偏高，速效鉀含量在生豬養殖區相對較高。對無機污染物（重金屬元素）的監測結果表明，所有調查的重金屬（銅、鉻、鎳、鋅、鉛、鎘、砷、汞）均全部檢出。其中，銅、鉻、鎳、鋅、鉛、鎘、砷含量生豬養殖區和果樹苗木種植區最高，蔬菜種植區和傳統作物區相對較低；僅汞含量生豬養殖區低于蔬菜種植區。有機污染物（六六六、滴滴涕、苯并（a）芘、有機氯農藥、有機磷農藥）均未檢出。

2 質量評估

2.1 評價標準和方法

根據《土壤環境質量標準》（GB 15618—1995）二級標準和《溫室蔬菜產地環境質量評價標準》（HJ/T 333—2006），對調查區土壤重金屬進行評價。

評價方法與分級：評價方法采用污染指數法，評價參數包括土壤單項污染指數、污染分擔率、內梅羅污染指數（綜合污染指數）等，并根據《耕地土壤重金屬污染評價技術規程》對耕地土壤重金屬進行累積性評價。

2.2 評價結果

當綜合累積指數與單項累積指數劃定等級不一致時，以劃定等級低的為準。對比內梅羅指數與累積指數劃定等級，2種評價結果保持一致（圖2、3）。點位B1-1、B2-3和B3污染等級為尚清潔（警戒限），累積性劃定等級為未累積；點位B1-2污染等級為中度污染，累積性劃定等級為中度累積；點位C2-1污染等級為輕度污染，累積性劃定等級為輕度累積。

調查評估范圍內主要超標因子為重金屬鎘，共有5個點位超標，分別位于蔬菜種植區、生豬養殖區和果樹苗木種植區，其中蔬菜種植區有3個點位鎘超標，且有1個點位為中度污染（中度累積），相比生豬養殖區和果樹苗木種植區污染情況較為嚴重。調查評估區內土壤環境質量總體良好，在個別點位鎘有超標現象，超標倍數為1.067～2.933。鎘平均值為0.15 mg/kg，與對照點鎘（0.18 mg/kg）含量相當。

3 風險評估

3.1 評價標準和方法

對農用地土壤進行污染風險評價，使用《土壤污染風險管控標準 農用地土壤污染風險篩選值和管制值（試行）》（報批稿）中的風險篩選值和管制值進行對比。

當土壤中污染物含量低于風險篩選值時，農產品超標等風險可以忽略；當土壤中污染物含量高于風險篩選值、低于風險管制值時，存在農產品超標風險，具體需要結合農產品質量協同調查確定；當土壤中污染物含量高于風險管制值時，農產品超標風險很高，且難以通過農藝調控、替代種植等措施降低農產品超標的風險[6]。

3.2 評價結果 該場地與篩選值進行對比后，有5個點位樣品中鎘超出篩選值，分別是B3（0～60 cm）、B1-2（0～20 cm）、B2-3（0～20 cm）、B1-1（40 cm）、C2-1（0～20 cm），鎘濃度為0.32～0.88 mg/kg，其中，B3點位位于河邊上的桃樹種植區，B1-1、B1-2、C2-1點位位于蔬菜大棚區（B1-1和B1-2種植蔬菜分別是番茄、西葫蘆，C2-1暫時空置），B2-3點位位于生豬養殖區。由圖4可知，鎘超標的點位主要集中在蔬菜大棚區域附近。鎘超標的原因可能與施用肥料有關，也可能與大氣沉降有關，具體來源需要對區域的大氣、水和土壤進行調查。

該場地超出風險篩選值標準的5個點位，并未超出風險管制值標準。根據《土壤污染風險管控標準 農用地土壤污染風險管控篩選值和管制值》，當土壤中污染物含量高于風險篩選值、低于風險管制值時，存在農產品超標的風險，具體結合農產品質量協同調查確定。

由于該次調查處于冬季，大部分果蔬尚未成熟，僅取到大棚區的蔬菜，分別是B1-1點位的番茄、B1-2點位的西葫蘆和C1-1點位的茼蒿，經過檢測，食品中污染物檢測結果與食品中污染物限量（GB 2762—2017）相關標準對比，未超出標準限值，說明調查期間采集到的農產品安全[7]。

4 結論與建議

該研究的農用地土壤污染調查研究在采樣階段采用分區布點法、根據各功能分區的特點采集土壤樣品，評價階段采用土壤質量評價和風險評價2種評價方法，結果均顯示，土壤污染物為重金屬鎘，超標點位主要集中在蔬菜大棚區域附近。鎘超標的原因可能與施用肥料有關，也可能與大氣沉降有關，具體來源需要對區域的大氣、水和土壤進行調查。由此可知，農用地質量評價和風險評價結果較為一致。土壤質量超標的點位，其受污染的風險也較大。

該次調查采樣階段是分區布點采樣，由于調查地塊為農業示范基地，地塊內存在多種作物種植區，且有養殖區畜禽糞便排放周邊溝渠，因此，在布點中特別注意采用分區布點，在疑似污染的區塊進行加密布點，并針對不同作物的根系生長特點，確定合適的采樣深度。

由于農作物種類不同，建議在進行農用地土壤調查時，充分考慮農作物的種植及分布特征，合理布點，確定適宜采樣深度。對于較明確疑似污染的農用地，建議實施加密布點，明確污染物分布狀況。針對農用地土壤的評價，建議協同農作物調查后，采用風險管控標準[8]。

參考文獻

[1] 全國人大網.十二屆全國人大常委會立法規劃規劃[EB/OL].（2013-12-12）[2015-02-25].http：//www.npc.gov.cn/npc/zgrdzz/2013-12/12/content-1816288.htm.

[2] 馮華.長期高強度、超負荷利用 我國耕地退化面積超四成[N].人民日報，2014-12-18（3）.

[3] 羅麗.論土壤環境的保護、改善與風險防控[J].北京理工大學學報（社會科學版），2015，17（6）：124-128.

[4] 劉瑋寧，張煒哲.3億畝地遭重金屬污染廣東僅一成耕地幸免[N].羊城晚報，2011-10-12.

[5] 國務院.國務院關于印發土壤污染防治行動計劃的通知：國發〔2016〕31號[A].2016.

[6] 國家生態環境部.土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標準（試行）（報批稿）[A].2018.

[7] 劉鳳枝，馬錦秋.土壤監測分析實用手冊[M].北京：化學工業出版社，2010.

[8] 國家環境保護部，農業部.農用地土壤環境管理辦法（試行）：部令第46號[A].2017.