成都市果園土壤鉛分布特征及其有效性影響因素研究

王 科，鄧勁松，李 浩，張 成，鐘文挺，任樹友，何玉亭，林巧玉

(1.成都市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，四川 成都 610041；2.浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，浙江 杭州310058)

鉛(Pb)作為土壤重金屬污染物之一，廣泛分布于自然界中，具有積累性強和污染難修復(fù)的特征[1]。土壤中過量的鉛不僅會造成土壤污染，導(dǎo)致農(nóng)作物品質(zhì)下降，還可通過食物鏈進入人體，損害人類神經(jīng)、造血系統(tǒng)及消化系統(tǒng)，對兒童的身體及智力發(fā)育影響嚴重[2]。近年來，由于工業(yè)“三廢”的排放及過量農(nóng)藥和化肥的施用導(dǎo)致土壤重金屬鉛含量有升高的趨勢[3]。成都市的水果產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展勢頭良好，果園面積逐步提升，到2015年水果總產(chǎn)量已達到130.81萬t[4]，果園給種植戶帶來了收益的同時也帶來土壤重金屬污染的問題。因此，本文利用《2017～2018年度成都市耕(園)地土壤重金屬普查》項目中采集的果園(柑橘、獼猴桃、葡萄及桃子)土壤重金屬鉛數(shù)據(jù)，分析成都市果園土壤鉛的分布特征及其有效性影響因素，以期我市果園土壤鉛環(huán)境風(fēng)險控制提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

2017年5～12月期間，按照每33.33hm2布置一個樣點的原則采集全成都市范圍內(nèi)的果園土壤樣品。全市共16個縣(市、區(qū))采集了果園樣品，總計2518個。樣點主要分布在蒲江縣、龍泉驛區(qū)、金堂縣、邛崍市、都江堰市，果園類型主要為柑橘園(1109個)、獼猴桃園(440個)、桃園(544個)、葡萄園(384個)。采用棋盤法采樣，土壤采樣深度為0～60cm，多點混勻，四分法保留混合樣1kg備用，土壤樣品的采集與制備均按照《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(NY/T 395-2012)》進行。

1.2 分析方法

檢測項目與方法見表1。檢測質(zhì)量控制：為保證分析質(zhì)量，插入5%的國家標樣進行質(zhì)控。

表1 檢測項目與方法

1.3 數(shù)據(jù)處理與評價標準

按照土壤環(huán)境質(zhì)量標準(GB15618-2018)對果園土壤重金屬鉛超標情況進行初步評價，見表2。用統(tǒng)計軟件SPSS17.0進行統(tǒng)計分析，用Microsoft Excel 2010進行圖表制作。

表2 農(nóng)用土壤污染風(fēng)險篩選值

2 結(jié)果與分析

2.1 果園土壤鉛總體情況

由表1可知，成都市果園土壤全鉛元素含量范圍在8.3～107.0mg/kg之間，平均含量為30.0mg/kg。全市果園土壤鉛變異系數(shù)為30.3%，屬于中等強度變異，超標樣點總計8個且均為輕度超標狀態(tài)，超標率僅為0.32%，絕大多數(shù)樣點處于安全水平。從果園土壤全鉛含量分布直方圖(圖1)看，土壤鉛含量分布較為集中，但其也有一定程度的拖尾現(xiàn)象，且存在個別的離群樣點，其含量遠高于全市的均值。果園土壤鉛含量在20.0～35.0mg/kg范圍分布最為集中，占68.5%。從果園類型來看，土壤全鉛含量：葡萄園>其他果園>獼猴桃園>柑橘園>桃園，其中葡萄園土壤鉛含量集中分布在30.0～45.0mg/kg之間，占64.6%；葡萄園土壤鉛超標率最高為1.30%，桃園和其他果園均未超標。綜上所述，成都市果園土壤鉛含量整體較低，處于安全水平，但應(yīng)注意防范葡萄園的土壤鉛污染風(fēng)險。

表3 不同果園土壤重金屬鉛含量的描述性統(tǒng)計及超標情況

圖1 成都市果園土壤重金屬鉛(Pb)元素含量頻率分布直方圖(圖中數(shù)字為樣點數(shù)量)

2.2 果園土壤鉛有效態(tài)的影響因素

研究表明，土壤重金屬有效態(tài)對作物吸收重金屬的影響更大[5-6]，本文分析了果園土壤理化性質(zhì)與土壤有效鉛含量的相關(guān)性。由表2可知，土壤理化性質(zhì)對土壤有效鉛含量有顯著影響，土壤pH、CEC與土壤有效鉛含量呈負相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為-0.698和-0.517；有機質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷與有效鉛含量呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分為

表4 果園土壤理化性質(zhì)和土壤有效鉛的相關(guān)性

注：*表示在P<0.05水平上顯著相關(guān)；**表示在P<0.01水平上顯著相關(guān)。

0.311、0.232、0.274、0.218，有機質(zhì)對有效鉛含量也有較大影響。土壤pH值對有效鉛含量的影響最大，因而本文根據(jù)各類果園的土壤全鉛含量及pH值與土壤有效態(tài)鉛建立回歸方程。由表3可知，所有類型果園土壤有效鉛含量均與全鉛含量鉛呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與土壤pH與呈極顯著負相關(guān)關(guān)系。柑橘園、獼猴桃園、葡萄園土壤pH值對有效鉛的影響強于土壤全鉛含量，桃園和其他果園土壤的全鉛含量對有效鉛含量的影響強于土壤pH值。綜上所述，為預(yù)防果樹對土壤鉛的吸收，可以從控制土壤鉛污染源、調(diào)節(jié)土壤酸堿度及控制有機肥用量等方面考慮。

3 結(jié)論

(1)成都市果園土壤全鉛元素含量范圍在8.3～107.0mg/kg之間，平均含量為30.0mg/kg，絕大部分果園土壤全鉛含量低于國家土壤環(huán)境質(zhì)量標準中農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值，處于安全水平，超標率僅為0.32%，且均為輕度超標。不同類型果園中葡萄園土壤全鉛含量最高，超標率為1.30%，需關(guān)注防范葡萄園的土壤鉛污染風(fēng)險。

表5 果園土壤有效鉛含量與土壤全鉛和有效鉛含量的關(guān)系

注：*表示在P<0.05水平上顯著相關(guān)；**表示在P<0.01水平上顯著相關(guān)。

(2)作物對重金屬的吸收與其在土壤中有效態(tài)含量關(guān)系密切，本研究表明土壤理化性質(zhì)對土壤有效鉛含量有顯著影響，土壤pH、CEC與土壤有效鉛含量呈極顯著負相關(guān)關(guān)系，有機質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷與有效鉛含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，土壤全鉛也對土壤有效鉛含量也有極顯著的影響。由于果園的有機肥用量較大，而本研究中土壤有機質(zhì)含量高，土壤有效鉛含量越高，這可能與有機質(zhì)中富里酸與重金屬的絡(luò)合物容易溶解，增加了土壤全鉛的生物有效性有關(guān)[7]。因此，為預(yù)防果樹對土壤鉛的吸收，可以從控制土壤鉛污染源、調(diào)節(jié)土壤酸堿度及控制有機肥用量等方面考慮。