摘 要 對(duì)重慶市不同母質(zhì)區(qū)水稻土的重金屬Hg、As、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb含量進(jìn)行抽樣調(diào)查分析，采用單因子質(zhì)量指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法對(duì)重金屬環(huán)境質(zhì)量情況進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，重慶市水稻土壤的主要污染物是Cd和Ni，其次是As；石灰?guī)r母質(zhì)區(qū)主要表現(xiàn)為輕度污染，但也存在重度污染情況，污染物為Hg、Cd、Ni；紫色土母質(zhì)區(qū)存在輕度、中度、重度污染情況，但主要表現(xiàn)為輕度污染，污染物為Cd、Cu、Ni；沖積土母質(zhì)區(qū)表現(xiàn)為輕度污染，污染物為Hg、As、Cd。

關(guān)鍵詞 水稻土；重金屬；含量；環(huán)境評(píng)價(jià)；重慶市

中圖分類號(hào)：X53；X825 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)： 1673-890X（2014）25-036-04

收稿日期：2014-07-24

作者簡介：夏波（1982—），男，重慶潼南人，碩士，農(nóng)藝師，從事土壤肥料研究。E-mail： 249680703@qq.com。

水稻作為重慶第一大宗作物，常年產(chǎn)量占到重慶糧食總產(chǎn)量45%左右，水稻產(chǎn)量水平高低與品質(zhì)好壞直接關(guān)系到重慶市糧食生產(chǎn)質(zhì)量和安全問題。近年來，土壤環(huán)境污染問題已經(jīng)引起了全世界的高度關(guān)注?，F(xiàn)有研究表明，我國一些地區(qū)的耕地上已經(jīng)受到了一定程度的土壤重金屬污染[1-5]。

為摸清整個(gè)重慶市范圍內(nèi)水稻土重金屬含量及環(huán)境狀況，本研究對(duì)重慶市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)縣不同成土母質(zhì)水稻土土壤進(jìn)行抽樣調(diào)查分析，并進(jìn)行了環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)，研究結(jié)果有可能對(duì)優(yōu)化農(nóng)業(yè)管理措施、保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境、提高耕地建設(shè)質(zhì)量具有重要意義。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

重慶位于中國西南部，長江上游，東經(jīng)105°17′～110°11′、北緯28°10′～32°13′。氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)性濕潤氣候，年平均氣溫在18℃左右，日照總時(shí)數(shù)1000～1200 h。重慶土壤類型包括11個(gè)土類，29個(gè)土壤亞類，以紫色土、黃壤、水稻土、石灰（巖）土為主，水稻土約占土地面積15%左右，是重慶糧食生產(chǎn)特別是水稻生產(chǎn)的主要土壤類型，廣泛分布于海拔1500 m以下的河谷階地、丘陵、山區(qū)、平壩及溶蝕槽壩內(nèi)。重慶水稻土主要由紫色土成土母質(zhì)、石灰?guī)r成土母質(zhì)、沖積土成土母質(zhì)發(fā)育而來，其中，由紫色土母質(zhì)發(fā)育的水稻土占的比例較大。

1.2土壤樣品采集及分析測試方法

對(duì)由紫色土成土母質(zhì)、石灰?guī)r成土母質(zhì)、沖積土成土母質(zhì)發(fā)育而來的水稻土進(jìn)行采樣，每2.00～5.33 hm2作為一個(gè)采樣單元，采樣深度為0～20 cm，采用“S”形布點(diǎn)采樣，采集15～20個(gè)樣點(diǎn)，混合后作為采樣單元的土壤樣品。樣品中待測8種重金屬元素均按國家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行測定，Cd、Pb用石墨爐原子吸收分光光度法測定；Hg、As用氫化物原子熒光法測定；Cr、Cu、Zn、Ni用火焰原子吸收分光光度法測定。

1.3重金屬環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法及標(biāo)準(zhǔn)

1.3.1 單因子質(zhì)量指數(shù)法

單因子質(zhì)量指數(shù)法采用公式Pi=Ci/Si計(jì)算，其中，Pi代表環(huán)境中污染物i的污染指數(shù)，Ci代表環(huán)境中污染物i的實(shí)測數(shù)據(jù)，Si代表環(huán)境中污染物i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（GB15618-1995中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的臨界值）。Pi值<1說明未污染，Pi值>1說明污染，其值越大說明污染程度越高。

單因子污染指數(shù)法只能分別反映各個(gè)污染物的污染程度，不能全面、綜合地反映土壤的污染程度，但單因子指數(shù)法是其他環(huán)境質(zhì)量指數(shù)、環(huán)境質(zhì)量分級(jí)和綜合評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)[6]。

1.3.2 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法

由于單因子質(zhì)量指數(shù)法只能反映各個(gè)污染物的污染程度，而土壤是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)體系，土壤污染通常也是各項(xiàng)污染物綜合影響所致。因此，本文采用目前國內(nèi)外普遍應(yīng)用的兼顧單元素污染指數(shù)平均值和最大值的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法對(duì)水稻土總體污染情況進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。其計(jì)算方法為：

式中，P為土壤綜合污染指數(shù)，Pijave為土壤中各污染物的指數(shù)平均值，Pijmax為土壤中單項(xiàng)污染物的最大污染指數(shù)。P≤1為非污染，13為重污染。具體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.3.3 土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

參照國標(biāo)（GB15618-1995）指標(biāo)值，從土壤環(huán)境質(zhì)量分類看，二類土壤適用于一般農(nóng)田、蔬菜地、茶園、果園、牧場等土壤，適用土壤分級(jí)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值為保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、維護(hù)人體健康的土壤限制值，8種重金屬元素土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值見表2。本文以此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

通過對(duì)數(shù)據(jù)的審核檢查剔除異常值后得到206個(gè)有效數(shù)據(jù)。利用Microsoft Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1石灰?guī)r母質(zhì)區(qū)水稻土重金屬元素含量情況分析

石灰?guī)r母質(zhì)區(qū)水稻土重金屬元素含量情況見表3。表3顯示，Cr、Cu、Zn、Pb所有樣本均沒有出現(xiàn)超標(biāo)。在pH>7.5的樣本中，Cd元素有1個(gè)超標(biāo)值；在6.5

2.2紫色土母質(zhì)區(qū)水稻土重金屬元素含量情況分析

紫色土母質(zhì)區(qū)水稻土重金屬元素含量情況見表4。表4顯示，Hg、As、Cr、Zn、Pb均沒有出現(xiàn)超標(biāo)。在pH>7.5的樣本中，Cd、Ni有少部分樣本超標(biāo)；在6.5

2.3沖積土母質(zhì)區(qū)水稻土重金屬元素含量情況分析

沖積土母質(zhì)區(qū)水稻土重金屬元素含量情況見表5。結(jié)果顯示，Cr、Cu、Zn、Ni、Pb所有樣本均沒有出現(xiàn)超標(biāo)。As、Cd在6.5

2.4不同母質(zhì)區(qū)水稻土土壤重金屬污染現(xiàn)狀與評(píng)價(jià)

根據(jù)土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、土壤內(nèi)梅羅污染指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同母質(zhì)區(qū)水稻土污染程度評(píng)價(jià)的結(jié)果見表6。

通過單項(xiàng)污染指數(shù)分析，發(fā)現(xiàn)Cr、Zn、Pb三種元素在不同母質(zhì)區(qū)土壤樣本中的單項(xiàng)污染指數(shù)都<1，其中Cr元素單項(xiàng)指數(shù)均<0.7，說明這三種元素在不同母質(zhì)區(qū)中都沒有對(duì)土壤構(gòu)成污染，處于相對(duì)安全的狀態(tài)。通過比較發(fā)現(xiàn)Cd、Ni這兩種元素的單項(xiàng)污染指數(shù)>1的情況相對(duì)較多，Cd元素污染指數(shù)在三種母質(zhì)區(qū)中都普遍>1，最高高達(dá)10.43，Ni元素污染指數(shù)>1的情況，主要集中在紫色土成土母質(zhì)區(qū)中。

通過綜合污染指數(shù)分析，安全級(jí)、警戒級(jí)、輕污染、中污染、重污染土壤樣本數(shù)分別為52個(gè)、67個(gè)、78個(gè)、3個(gè)、6個(gè)，占樣本總數(shù)的比例分別為25.24%、32.52%、37.86%、1.46%、2.92%，從樣本情況看，超過一半以上的土壤樣本處于尚清潔狀態(tài)，污染情況主要表現(xiàn)為輕度污染。

沖積土成土母質(zhì)區(qū)水稻土樣本表現(xiàn)為輕度污染，污染物為Hg、As、Cd，綜合污染指數(shù)最大值為1.46；石灰?guī)r母質(zhì)區(qū)主要表現(xiàn)為輕度污染，但也存在重度污染情況，污染物為Hg、Cd、Ni，綜合污染指數(shù)最高7.50出現(xiàn)在pH值中性情況下；紫色土母質(zhì)區(qū)水稻土樣本出現(xiàn)輕度、中度、重度污染情況，但主要表現(xiàn)為輕度污染，污染物為Cd、Cu、Ni，綜合污染指數(shù)最高7.34出現(xiàn)在pH值中性情況下。

3結(jié)論

對(duì)重慶市不同母質(zhì)區(qū)水稻土的重金屬含量分析結(jié)果表明，Cr、Zn、Pb三種元素在不同成土母質(zhì)形成的水稻土中均沒有出現(xiàn)超標(biāo)情況，Cu僅在紫色土成土母質(zhì)形成的水稻土樣本的酸性土壤條件下出現(xiàn)了超標(biāo)；全市水稻土壤的主要污染物是Cd和Ni，其次是As，特別是Cd元素在各種成土母質(zhì)水稻土樣本中均普遍超標(biāo)，需引起足夠重視。

通過樣本評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，目前水稻土主要以輕度污染為主，土壤環(huán)境質(zhì)量總體上屬于尚清潔狀態(tài)。

研究結(jié)果表明，人類活動(dòng)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)影響到了不同母質(zhì)區(qū)水稻土土壤重金屬的含量，建議有關(guān)部門引起足夠重視，針對(duì)目前情況，促進(jìn)耕地質(zhì)量保護(hù)立法，采取各種技術(shù)措施，降低土壤重金屬含量。

研究得出的結(jié)論僅限于206個(gè)樣本的分析評(píng)價(jià)，尚未開展長期定位監(jiān)測。

參考文獻(xiàn)

[1]李伊勝，吳文暉，李佩耕，等.張家界市耕地土壤重金屬污染狀況分析及評(píng)價(jià)[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2009，25（3）：107-111.

[2]劉蘋，趙海軍，劉兆輝，等.山東省露地蔬菜產(chǎn)地土壤重金屬含量的環(huán)境質(zhì)量分析與評(píng)價(jià)[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)， 2010，29（6）：1130-1136.

[3]姜菲菲，孫丹峰，李紅，等.北京市農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011，27（8）：330-335.

[4]李杰.重慶市園地土壤重金屬污染的初步調(diào)查[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，26（3）：322-326.

[5]陳建美，蔡葵，趙明，等.青島蔬菜主產(chǎn)區(qū)土壤重金屬污染調(diào)查及評(píng)價(jià)[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，（1）：63-67.

[6]范拴喜，甘卓亭，李美娟，等.土壤重金屬污染評(píng)價(jià)方法進(jìn)展[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)， 2010，26（17）：310-315.

[7]汪雅谷.上海地區(qū)綠色食品蔬菜的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1997，13（3）：11-15.

（責(zé)任編輯：丁志祥）