長治盆地濁漳南源流域土壤環境質量評價

高 楊

（山西省地質勘查局二一二地質隊，山西長治046000）

濁漳南源流域位于長治市西南部，北側為濁漳西源，東部與濁漳河干流接壤，西、南與黃河流域的沁河、丹河為鄰，南與衛河毗連，涉及長治市境內8個縣（區），具體包括長治市潞州區、上黨區全部，長子縣、屯留區、壺關縣、潞城區大部及襄垣縣、沁縣少部，流域東西平均寬約75km，南北平均65km，總面積3708km2，占長治市總面積約26.7%[1]。

1 流域概況

濁漳河南源流域總體地處黃土高原東南緣，地形總體為南部高、北部低，東西兩側高，中部河谷地帶低，由于中部總體呈盆地狀，又稱“上黨盆地”，是長治地區的精華所在，流域內現有人口約221萬人，耕地面積153.33×103hm2，區內總體地勢平坦，宜于灌溉，城鎮企業密集，其中長治市區所在的潞州區人口約81萬，是山西東南部最大的中心城市。

濁漳河南源流域總體呈扇形分布，干支流的中下游為河流沖積平原地帶，區內河流總長度約550.13km，流域內主要的支流有蘇里河、丹河、陶清河、嵐水河、石子河、絳河等大小河流15條，其中濁漳南源一級支流7條，二級支流8條。流域河道平均縱坡1∶1600，各條河流匯集于漳澤湖并往北流，最低處為濁漳河西源、南源匯合處，海拔約850m。

2 流域植被土壤

濁漳南源流域地處暖溫帶高原盆地，植被類型屬華北暖溫帶闊葉林地帶的一部分，現有植被主要是天然次生植被和人工植被。區內土壤受成土母質類型影響也較為復雜，再加上人為耕地熟化程度的差異，以及諸成土因素的不同，使流域內土地形成發育了較為復雜多樣的土壤類型。

受地形、氣候等自然因素影響，長治市植被隨著海拔高度的變化呈現出層次分明、區域集中、類型多樣的規律性分布特點。流域西側太岳山海拔1600～1700m的中山上部屬中山區濕潤針葉林草灌植被，土壤類型以棕壤為主。太行山、太岳山區海撥1200～1600m的低中山區，屬低中山區半干旱闊葉林草灌植被，土壤以淋溶褐土、石質土、粗骨土為主。太行山、太岳山區海撥1000～1200m左右的低山區，屬山區旱生草本灌木類植被，土壤有石灰巖、砂頁巖風化物的石質土、粗骨土及薄層褐土性土。海拔在900～1000m左右的盆地、黃土丘陵區屬旱生草木灌木類植被，以褐土性土、褐土、石灰性褐土為主，多為耕作歷史悠久的農田，自然植被系旱生草灌植被[2]。

流域內土地利用類型主要分為：①農用地：農田、林地、牧草地及其他農用地等。林地及牧草地主要分布于工作區的東部與西部邊界部位，呈南北向條帶狀分布，分布面積范圍較廣。農田耕地主要分布于工作區中部，分布范圍較集中，廣泛；②建設用地：城鄉建設用地、交通水利用地、其他建設用地集中分布于漳澤湖及濕地周邊，其他零星分布于整個工作區范圍內；③未利用地：水域、自然保留地。其中，水域主要為漳澤湖、濕地及濁漳河南源各支流水域范圍；自然保留地主要分布于林地及牧草地未利用范圍內。

3 土壤樣品采集及試驗分析

野外以濁漳南源干流及支流為主線，對區內礦山企業分布、采空區分布、工業場地、廢渣堆放場地等分布情況進行了調查，同時對工作區內其它可能產生水土污染的企業、農業生產活動進行了前期調查，結合區域人類工程活動分布特點，土樣采集范圍主要為區內河流兩側1000m范圍，該區域通過樣品分析，評估農業耕種、各類廠礦建設、礦山廢渣堆放對流域土壤生態環境的影響，分析項目為土壤化學性質及常量養分分析、土壤水溶性鹽分析、土壤礦物質全量分析等，各取樣點所處河流水系及具體位置詳見圖1。

3.1 土壤環境質量分析評價指標與方法

圖1 調查區土樣采集分布圖

為了全面了解流域土壤環境質量與污染狀況，依據《土壤環境質量農用地土壤污染風險管控標準（試行）》(GB15618-2018)等規范，野外采集樣品后對土樣pH、陽離子交換量、有機質、鎘、汞、砷、鉛、鉻、銅、鎳、鋅、六六六、滴滴涕、苯并芘、全鹽量、全氮、全磷、全鉀、全硫、燒失量、碳酸根、重碳酸根、硫酸根、鈉、硒、硼、氟、氯仿、氯甲烷、二氯甲烷、四氯乙烯、氯乙烯、硝基苯、2-氯酚、苯胺、萘、?、苯、氯苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、氰化物、樂果及敵敵畏共45項指標進行了試驗分析。

土壤污染評價包括土壤環境質量評價和土壤累積影響評價。依據調查區土壤環境功能區劃，結合土壤pH值、水旱地及農作物種植種類，采用《土壤環境質量農用地土壤污染風險管控標準（試行）》(GB15618-2018)中重金屬的限值，評價調查區土壤重金屬的污染程度。

土壤環境質量評價方法有單項污染指數、單項污染超標倍數、土壤綜合污染指數、污染物分擔率和樣本超標率等。

（1）單項污染指數：

式中：P——單項污染指數；

Ci——某點樣品中某污染物的實測含量，地下水單位mg/L，土壤單位mg/kg；

C0——國家標準中某污染物的限值，地下水單位mg/L，土壤單位mg/kg。

當單項污染指數大于1時，表明該污染物超過了土壤中相應的污染物限值，其值愈大，表明超標愈嚴重。

（2）綜合污染指數（內梅羅污染指數評價）：

式中：Pz——樣品綜合污染指數；

maxPi——同一樣品中多種污染物最大的單項污染指數；

3.2 土壤環境質量評價

本次土壤環境質量評價方法按照單項污染指數、單項污染超標倍數、土壤綜合污染指數指標進行評價，其具體評價等級劃分見表1。

3.2.1 土壤重金屬元素分析

表1 土壤綜合污染指數分級表

結合汞、鉛、鎘、砷、鉻、銅、鋅、鎳的限值要求，按照單項污染指數土壤污染計算方法，得到樣品土壤重金屬元素單項污染指數Pi和綜合污染指數Pz，分析結果（部分）詳見表2。

表2 土壤重金屬元素綜合污染指數

經統計可知，現狀條件下，本次調查所取樣品的重金屬元素單項污染指數均小于1，綜合污染指數Pz最大值為0.69，各重金屬元素中砷、鎘相對含量較高，調查區土壤環境質量級別全部為Ⅰ級，因此目前濁漳河南源流域農田土壤受鎘、汞、砷、銅、鉛、鋅等重金屬污染目前屬清潔等級，可以用于保障農業生產，維護人體健康。

3.2.2 土壤農藥殘留指標分析

為了解流域土壤農藥殘留情況，本次針對野外采集的樣品進行了樂果、六六六、滴滴涕、氰化物及敵敵畏的指標分析，根據檢測報告顯示，結合規范中的農藥殘留指標限值要求，本次樂果、六六六、滴滴涕、氰化物及敵敵畏該5類指標均為未檢出（ND），即土壤未受到上述農藥殘留污染，對人體的健康風險可忽略。

3.2.3 土壤有機污染物分析

為評價流域土壤中揮發性有機物、揮發性有機物分布情況，針對采集的樣品選取了苯并芘、氯仿、氯甲烷、二氯甲烷、四氯乙烯、氯乙烯、硝基苯、2-氯酚、苯胺、萘、?、苯、氯苯、甲苯、乙苯、苯乙烯等指標進行了化驗分析，根據檢測報告顯示，結合規范中的有機污染物指標限值要求，本次檢測的上述指標大部分為未檢出（ND），少量檢出值也滿足最嚴苛建設用地（第一類地）的要求，即所采土壤樣品有機污染物滿足農用地和建設用地污染風險篩選值，對人體的健康風險可忽略。3.2.4 土壤肥力指標評價

為評價區域土壤肥力指標，本次針對野外采集的樣品選取了陽離子交換量、有機質、全鹽量、全氮、全磷、全鉀、全硫等理化指標進行了化驗分析。

土壤肥力指標評價時按照全國第二次土壤普查標準，具體評價標準如表3所示。

表3 土壤肥力分級指標表

對照上述標準，針對土壤肥力具體評價如表4所 示。

表4 土壤肥力分級指標表

本次所取樣品總體以堿性為主，土體中有機質含量差異較大，區域分布不均勻，所取樣品總體有機質指標含量一級～六級，平均等級為三級，分布不均勻；土壤樣品中全氮指標為四級—六級，平均等級為六級，土體總體屬缺氮狀態；從全磷指標來看，其評價等級為二級—四級，平均等級為三級，富集程度屬中等；從全鉀指標來看，其評價等級為二級—三級，平均等級為三級，富集程度屬中等；從陽離子交換量指標來看，其評價等級為三級—五級，平均等級為四級。

3.2.5 土壤質量綜合評價

（1）評價指標體系建立。土壤質量綜合評價需綜合考慮土壤肥力指標（陽離子交換量、有機質、全氮、全磷、全鉀）、重金屬元素指標、農藥殘留指標、有機污染物指標、重要有益元素（如硒）等指標。

根據試驗分析結果，考慮本次所取樣品土壤未受到農藥殘留和有機污染物污染，對人體的健康風險可忽略，本次土壤質量綜合評價主要選取了陽離子交換量、有機質、全氮、全磷、全鉀、硒、重金屬元素指標等7項主要因素作為本次評價指標。在分析土壤質量指標的基礎上，結合前人研究成果，本次參照評價指標貢獻率法的計算結果，分析確定了調查區土壤質量綜合評價分區中各個指標的權重[3]，如表5所示。

表5 土壤質量綜合評價權重表

（2）計算方法及結果。在前述評價指標分析和數據歸一化的基礎上，利用GIS系統的空間疊加與統計功能，經過對各個因子按權重進行疊加計算，得到全區土壤質量綜合評價計算結果。經過對上面的評判計算結果進行分級，從中找出突變點作為評價分區界線，將區域劃分為Ⅰ-Ⅴ共5個不同等級，編制出調查區土壤質量綜合評價分區圖（圖2）。

（3）流域土壤質量分區評述。根據綜合分區結果可知：濁漳南源流域土壤質量分布規律明顯具有地域特點，表現為流域東南部上黨區、壺關縣土壤質量相對較好，土體肥力指標、有益元素含量相對較高，西南部長子縣地帶土壤質量相對較差[4]。

圖2 調查區土壤質量綜合評價分區圖

4 結語

通過對土壤取樣分析研究，濁漳河南源流域目前土壤重金屬、農藥殘留、有機污染物目前屬清潔等級，對人體的健康風險可忽略。從土壤肥力指標分析，區域土壤中有機質含量差異較大，區域分布不均勻，土體中全磷、全鉀指標為中等水平，全氮指標較差，土體總體屬缺氮狀態，區內土壤肥力處在中等偏下水平，建議在今后的農業耕種時，應合理地施加氮肥等肥料，適量補充磷、鉀肥，以滿足農作物的生長需要[5]。