廣東惠州惠南湖重點區土壤質量評價

劉夢翔 孔琳琳 劉 騰

（廣東省有色金屬地質局九三五隊）

土壤是人類生存發展所必需的生產資料，土壤環境質量對居民身心健康、工農業發展起到十分重要的作用［1］。土壤環境質量評價對城市規劃建設、污染防控治理及當地居民身心健康方面都具有重要意義［2-4］。

本文對惠州市惠南湖重點區進行了1∶1 萬土地質量地球化學調查，共計采集表層土壤樣品116 件，獲得了有機質、N、P、K、As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、pH 共13 項元素（指標），并對廣東惠州惠南湖重點區進行土壤質量評價研究。

1 研究區概況

研究區位于惠州市中部，行政區劃屬惠州市惠城區三棟鎮管轄，地理坐標為東經114°26′23.62″～114°28'02.78″，北緯22°59'57.71″～23°01′51.22″。研究區氣候屬南亞熱帶季風氣候，年平均氣溫23.2℃，年降雨量1 927.9 mm，雨水充沛、氣候溫暖潮濕。風向具明顯季節性，夏季多東和東南風，冬季多北和西北風。地勢整體南高北低，北部為沖積平原，地勢平坦，南部為丘陵，地形坡度5°～30°。

研究區位于博羅—紫金北東向構造帶南西段，地質構造以被動斷裂為主，惠州斷裂從研究區西側通過，出露的地層主要為第四系更新統沖積層（Qpf）、白堊系上統—古近系丹霞組（K2E1d）和三疊系上統小坪組（T3x）（圖1）。根據廣東省第二次土壤普查成果資料，研究區主要土壤類型為水稻土和赤紅壤［5］。

2 地球化學樣品與測試方法

依據《土壤質量地球化學評價規范》（DZ/T 0295—2016）［6］，研究區按1∶1 萬比例尺布設采樣點，共采集土壤樣品120 件，其中原始樣116 件、重復樣4件。采樣時均避開溝渠、林帶、田埂、路邊等代表性低地段，并去除草根、石塊等雜物。采樣時以野外采樣點為中心，向樣點四周采集3～5 個分樣點，分樣點需在相同利用類型的地塊中，各采樣坑距離10～30 m。各分樣點樣品混合成1 件樣品，原始質量均大于2 000 g，具體采樣點位置見圖1。

樣品送樣分析前，在日光下干燥并及時揉搓或用木棒敲打，防止結塊，干燥后過10 目不銹鋼篩，用四分法縮分后裝入塑封袋。

樣品測試由四川省冶金地質勘查局六〇五大隊分析測試中心承擔，采用玻璃電極法測pH，滴定法測有機質，原子熒光光度計測As、Hg，電感耦合等離子體質譜儀測Cd、Cu、Ni、Pb，電感耦合等離子體原子發射光譜儀測Cr、Zn。測試結果均進行準確度和精密度檢驗，各項數據準確度和精密度均符合《土壤質量地球化學評價規范》（DZ/T 0295—2016）要求。

本研究數據統計采用IBM SPSS Statistics 20 軟件完成，圖件采用地球化學勘查一體化系統繪制，圖件繪制采用反距離權重法。

3 測試結果與討論

3.1 表層土壤元素含量及分布特征

氮、磷、鉀是植物生長發育所需的元素，土壤幾乎提供了植物中全部的氮、磷、鉀［7］。土壤肥力的重要指標是有機質含量，不僅對土壤的結構、養分供應、生態功能有重要影響，而且能促進植物及微生物的活性［8］。

研究區表層土壤N、P、K 及有機質的地球化學分布特征見表1。土壤重金屬元素主要包括As、Hg、Cd、Cr、Ni、Cu、Pb、Zn等，影響著農產品的質量和食用安全，危及人體健康，隨著工農業的發展，農田重金屬污染問題越發受到重視［9］。

注：（1）表中N、P、K 及有機質單位為g/kg，As、Hg、Cd、Cr、Ni、Cu、Pb、Zn單位為mg/kg；（2）N相對高含量區指大于1.12 g/kg、相對低含量區指低于0.61 g/kg，P相對高含量區指大于0.70 g/kg、相對低含量區指低于0.23 g/kg，K 相對高含量區指大于15.22 g/kg、相對低含量區指低于7.32 g/kg，有機質相對高含量區指大于21.3 g/kg、相對低含量區指低于12.5 g/kg，As 相對高含量區指大于11.0 mg/kg，Hg 相對高含量區指大于0.141 mg/kg，Cd 相對高含量區指0.11 mg/kg，Cr 相對高含量區指大于40.1 mg/kg，Ni相對高含量區指大于7.75 mg/kg，Cu相對高含量區指大于14.2 mg/kg，Pb相對高含量區指大于50.8 mg/kg，Zn相對高含量區指大于48.1 mg/kg。

3.2 土壤pH分布特征

土壤pH 值是土壤重要的理化性質，正常土壤的pH 值為5～8，過酸或過堿均會對農作物生長產生不利影響［10-11］。研究區土壤pH 值為4.3～8.4，平均值為5.9，總體屬酸性土壤，堿性土壤主要分布于研究區北部及東南部（圖2）。

3.3 研究區土壤質量評價

本研究根據《土地質量地球化學評價規范》（DZ/T 0295—2016）中養分元素及有機質的等級劃分標準（表2）、《土壤環境質量-農用地土壤污染風險管控標準》（GB 15618—2018）［12］中的篩選值及管制值（表3），對研究區內養分指標、重金屬元素進行地球化學評價。

注：表中各元素均按總含量計。

3.3.1 土壤養分地球化學評價

研究區土壤養分指標含量分級情況見表4，氮元素含量范圍為0.09～2.32 g/kg，以三等及以下等級土壤為主，一、二等土壤僅占比3.46%；磷元素含量范圍為0.07～3.1 g/kg，一、二等土壤占比為21.15%，四等及以下等級的土壤面積占比為63.04%；鉀元素含量范圍為2.24～36.97 g/kg，一、二等土壤僅占比4.23%，四等土壤占比43.72%，五等土壤占比31.71%；有機質含量范圍為1.2～44.1 g/kg，一、二等土壤僅占比0.36%，四等土壤分布最廣，占比為74.01%，五等土壤占比6.22%。

以《土地質量地球化學評價規范》等標準、規范為依據，對研究區進行養分地球化學綜合評價，結果顯示如圖3 所示，工作區內無一等土壤，二等土壤占比4%，三等土壤占比20.53%，多分布于工作區中東部的第四系休耕區，四等土壤占比56.66%，主要分布于大面積蔬菜種植區及北部城鎮建設區，五等土壤占比18.81%，主要分布于工作區東部的丘陵區。

3.3.2 土壤環境地球化學評價

本研究以土壤污染風險篩選值和管制值（表3）為界線值，進行單指標土壤環境地球化學等級劃分，共計分為3 等。土壤中單元素的實測濃度小于篩選值為無風險，劃為一等；實測濃度大于篩選值且小于管制值為風險可控，劃為二等，實測濃度大于管制值為風險較高，劃為三等。

單指標評價結果顯示（表5），本次調查的116 件土壤樣品中有9 件出現重金屬含量超標，其中8 件為單一元素超標，1 件為復合超標。單一元素超標樣品中有6件Pb超標、2件As超標；復合超標樣品為Cd和Pb 超標。超標樣品中，只有1 件As 超標樣品為風險較高（三等），其余均為風險可控（二等）。經查證，發現超標樣品多位于村鎮建成區，人類生產生活活動頻繁，多數超標樣品采樣介質為人工填土，推測工作區重金屬含量超標主要是人為污染造成的。

在單元素土壤環境地球化學等級劃分基礎上，研究區各評價單元的土壤環境地球化學綜合等級為該評價單元各單元素評價的最差等級，如各單元素環境地球化學等級最低為三等時，則該評價單元的環境地球化學評價等級為三等。

土壤環境地球化學評價結果顯示（圖4），研究區內土壤環境質量總體優良，雖受一定程度的重金屬污染，但絕大部分為單一元素污染，且多為輕微污染。土壤環境地球化學綜合等級以一等為主，占比可達93.95%，在全區廣泛分布；二等土壤占比為5.30%，主要分布于工作區中北部的村鎮建成區；三等土壤僅在工作區東南角個別地塊出現。

3.3.3 土壤質量地球化學綜合評價

研究區土壤質量地球化學綜合評價結果由養分地球化學綜合等級與環境地球化學綜合等級疊加形成，土壤質量地球化學綜合等級劃分見表6。

研究區表層土壤養分綜合等級劃分情況如圖5所示，研究區內土壤質量整體一般，以三等為主，占比達到60.09%，在全區廣泛分布；一等、二等土壤分布面積較小，合計占比僅為20.36%，主要分布在研究區西部田心村至井頭嶺一帶的大片蔬菜種植區；四等土壤占比為18.81%，主要分布在研究區東部的丘陵山區；五等土壤僅在研究區東南角零星分布，占比為0.74%。綜上表明工作區內土壤環境質量總體優良，影響區內土壤質量的最主要原因是養分元素在土壤中較大面積缺乏。

4 結語

通過土壤質量評價，研究區內土壤絕大部分未受污染，整體上對土壤環境影響有限，對城市發展和居民健康影響較小，極個別風險較高區域可能是由于人類活動導致。但區內土壤大面積缺乏養分元素，在農業生產過程中，應注重因地制宜，相對應地施用微量元素肥料和有機質肥料，提高土壤的綜合養分水平。