張運(yùn)強(qiáng)，毛德玲

（浙江師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，浙江 金華 321004）

硒（Se）是人體必需的微量元素，能夠消除人體內(nèi)多余的自由基，參與損傷心肌的修復(fù)等多種功能。目前我國(guó)已經(jīng)開(kāi)發(fā)的富硒農(nóng)產(chǎn)品省份主要有鄂、黔、黑、陜、魯、浙、皖、蘇、遼、川、津等 10 多個(gè)?。ㄊ校?，主要是富硒大米、富硒蔬菜、富硒茶、富硒水果等30多種農(nóng)產(chǎn)品。富硒農(nóng)產(chǎn)品的價(jià)格比普通農(nóng)產(chǎn)品高出0.3至10倍[1]。另外，富硒肥施用于農(nóng)作物，可增加產(chǎn)量，如能使稻米的產(chǎn)量增加5%～15%。然而，由于富硒土壤往往伴生汞（Hg）、銅（Cu）、鎘（Cd）、鉛（Pb）、鉻（Cr）等重金屬，這類(lèi)重金屬含量超過(guò)土壤安全標(biāo)準(zhǔn)，不僅影響硒的有效性，還可能對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的安全造成影響。經(jīng)前期調(diào)查發(fā)現(xiàn)，浙江省的浙北平原、浙東沿海丘陵平原區(qū)和浙中丘陵盆地硒的含量較高[2]。試驗(yàn)選取浙中丘陵盆地中金華市蔣堂鎮(zhèn)富硒區(qū)菜地進(jìn)行土壤重金屬污染程度的模糊綜合評(píng)價(jià)，為金華市土地質(zhì)量管理提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

金華蔣堂鎮(zhèn)富硒區(qū)位于金華-衢州盆地亞區(qū)（119°15′E，28°42′N(xiāo)），是浙江省 II級(jí)富硒土壤區(qū)，面積約152 km2。該區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，境內(nèi)第四紀(jì)河谷沖積層潛水豐富，農(nóng)作物主要是水稻、油菜、蓮藕等。巖石類(lèi)型主要是白堊紀(jì)紫砂巖，土壤類(lèi)型是潴育型水稻土、黃紅壤和紫色土。

在蔣堂鎮(zhèn)富硒區(qū)選擇9個(gè)有代表性的菜區(qū)，各菜區(qū)選擇4塊菜地，采用對(duì)角線(xiàn)法采集0～20 cm表層混合土樣。

采用X熒光法測(cè)定土壤硒含量，用王水-高氯酸消煮-原子吸收光譜法測(cè)定全Cu、全Zn和全Pb，用王水-高氯酸消煮-石墨爐法測(cè)定全Cd[3]。

2 確定評(píng)價(jià)指標(biāo)系統(tǒng)

選取Cu、Zn、Pb、Cd作為模糊綜合評(píng)判的指標(biāo)系統(tǒng)。建立指標(biāo)系統(tǒng) X={x1，x2，x3，x4}。其中 x1代表Cu，x2代表 Zn，x3代表 Pb，x4代表 Cd。

3 建立模糊綜合評(píng)判模型

建立權(quán)重集合，各個(gè)重金屬的毒性對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量的影響程度不同，在模糊矩陣復(fù)合運(yùn)算之前，首先確定模糊權(quán)重集合 A={a1，a2，…，an}。

建立隸屬函數(shù)，選用均勻分布作為隸屬函數(shù)，進(jìn)行一級(jí)綜合評(píng)判，建立從指標(biāo)系統(tǒng)X到Y(jié)的模糊映射，并誘導(dǎo)出指標(biāo)子系統(tǒng)的模糊關(guān)系Rk（K=1,2，…，s），即評(píng)判矩陣[4]：

式中rij為i指標(biāo)對(duì)j等級(jí)的隸屬度。對(duì)指標(biāo)子系統(tǒng)權(quán)數(shù)集Ak和相應(yīng)的評(píng)判矩陣Rk進(jìn)行模糊合成運(yùn)算，得到指標(biāo)子系統(tǒng)的一級(jí)綜合評(píng)判Bk：

對(duì)公式（2）進(jìn)行二級(jí)綜合評(píng)判，把Xk視為一個(gè)元素，而把Bk視為它的單指標(biāo)評(píng)判向量，可得指標(biāo)系統(tǒng)X的評(píng)判矩陣：R=（B1，B2，…，Bs）T。對(duì)指標(biāo)系統(tǒng)權(quán)數(shù)集A和評(píng)判矩陣R再次進(jìn)行模糊合成運(yùn)算，最后得到二級(jí)綜合評(píng)判B：

4 結(jié)果與分析

4.1 一級(jí)綜合評(píng)判

根據(jù)所有采集樣本分析得出金華市蔣堂鎮(zhèn)富硒區(qū)菜園土壤硒和重金屬的含量（表1）。pH值為8～9，土壤呈堿性。

表1 各菜園土壤硒與重金屬的含量 （mg/kg）

為避免主觀因素的影響，采用相關(guān)系數(shù)法確定權(quán)數(shù)集[5]，先根據(jù)毒性大小兩兩進(jìn)行比較，建立各種重金屬相關(guān)系數(shù)矩陣：

然后計(jì)算各個(gè)因素與其他因素相關(guān)系數(shù)的平均值，求出各個(gè)單項(xiàng)因素在土壤質(zhì)量環(huán)境影響中的貢獻(xiàn)率，歸一化處理得出各種重金屬的權(quán)重系數(shù)集A1=（0.17，0.17，0.31，0.35）。根據(jù)模糊綜合評(píng)判原理擬定金華市土壤重金屬污染等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[6]（表2）。

表2 土壤重金屬污染模糊綜合評(píng)判等級(jí)標(biāo)準(zhǔn) （mg/kg）

結(jié)合表1和表2，并根據(jù)（1）式，得到土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)判的矩陣，例如，1號(hào)樣品的評(píng)判矩陣是：

到 1號(hào)樣品的綜合評(píng)判結(jié)果：B1=A1×R1=（0.00，0.31，0.17，0.17，0.35）。用同樣的方法可以算出其他樣本一級(jí)綜合評(píng)判結(jié)果（表3）。

表3 一級(jí)綜合評(píng)判結(jié)果

從一級(jí)綜合評(píng)判結(jié)果可以看出，較清潔的是2、3、5和 8號(hào)樣區(qū)；輕度污染的是 4、6、7 和 9 號(hào)樣區(qū)；重度污染的是1號(hào)樣區(qū)。

4.2 二級(jí)綜合評(píng)判

同樣用關(guān)聯(lián)系數(shù)法為9個(gè)樣品分配權(quán)數(shù)，得出權(quán)數(shù)集合 A2=（0.14，0.10，0.10，0.12，0.10，0.11，0.11，0.10，0.12），用表 3 建立矩陣，并根據(jù)（3）式得出二級(jí)綜合評(píng)判結(jié)果：B=（0.00，0.39，0.31，0.18，0.12）

根據(jù)最大隸屬原則，在 B=（0.00，0.39，0.31，0.18，0.12）中，最大值（0.39）對(duì)應(yīng)于第2個(gè)等級(jí)。這說(shuō)明39%的樣點(diǎn)土壤是較清潔的，31%的樣點(diǎn)土壤重金屬是輕度污染，18%的樣點(diǎn)土壤重金屬是中度污染，有12%的樣點(diǎn)土壤重金屬達(dá)到重度污染程度。這說(shuō)明蔣堂鎮(zhèn)富硒區(qū)菜地土壤重金屬污染已經(jīng)普遍存在，必須加以改良和治理。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

通過(guò)對(duì)金華市蔣堂鎮(zhèn)硒和重金屬的賦存形態(tài)的模糊綜合評(píng)判發(fā)現(xiàn)，該富硒區(qū)部分菜地由于長(zhǎng)期使用化肥、農(nóng)藥、污水灌溉等，菜區(qū)土壤重金屬污染現(xiàn)象已經(jīng)普遍存在?？傮w上污染程度大小依次是Cd>Pb>Zn>Cu。

5.2 建議

5.2.1 合理使用生活垃圾肥料 生活垃圾肥料是一種價(jià)格低廉而且容易獲得的有機(jī)肥料，使用方便，并減少了化肥的使用，也降低了成本。然而，據(jù)統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)期大量使用生活垃圾有機(jī)肥，會(huì)使得土壤中重金屬的含量不斷增加，尤其是Cd、Pb、Cu和Hg的含量增加最為顯著，導(dǎo)致蔬菜的品質(zhì)嚴(yán)重下降。金華市蔣堂鎮(zhèn)附近菜區(qū)重金屬含量較高可能與長(zhǎng)期使用生活垃圾肥有關(guān)，因此應(yīng)該提倡合理使用生活垃圾肥。

5.2.2 加強(qiáng)城鄉(xiāng)主要蔬菜基地環(huán)境的監(jiān)測(cè)與管理金華市蔣堂鎮(zhèn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)分布眾多，工廠(chǎng)排放的廢水和廢渣較多，使得土壤中的重金屬含量明顯增加，并導(dǎo)致蔬菜中的Cd、Pb、Cu和Hg等重金屬含量升高。同時(shí)，發(fā)達(dá)的城鄉(xiāng)公路網(wǎng)也嚴(yán)重影響了蔬菜重金屬含量。尤其是大量汽車(chē)尾氣的排放，嚴(yán)重污染了蔬菜，是使蔬菜中Pb含量增加的主要污染源。因此，應(yīng)該控制工業(yè)“三廢”的排放，合理處置城市生活垃圾，有效使用地膜及氮磷化肥，加強(qiáng)城鄉(xiāng)公路旁的蔬菜基地隔離帶建設(shè)，提倡使用無(wú)鉛汽油以及對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣進(jìn)行凈化后排放。

[1] 許學(xué)宏，余云飛，高 芹，等.富硒農(nóng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀與發(fā)展對(duì)策[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，（1）：311-313.

[2] 宋明義，黃春雷，董巖翔，等.浙江富硒土壤成因分類(lèi)及開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀[J].上海地質(zhì)，2010，31（增刊）：107-109.

[3] 城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)境保護(hù)局編.環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1986.275-300.

[4] 馮利華，吳樟榮.區(qū)域易損性的模糊綜合評(píng)判[J].地理學(xué)與國(guó)土研究，2001，17（2）：63-66.

[5] 白銀鳳，鐘 飛，余德鴻，等.模糊綜合評(píng)判在糧食作物產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，22（4）：527-532.

[6] 張超蘭，白厚義.用模糊綜合評(píng)判法評(píng)價(jià)土壤重金屬污染程度[J].廣西農(nóng)業(yè)生物科學(xué)，2003，22（1）：54-57.