C市主要草莓種植區(qū)土壤重金屬鎘、鉛現(xiàn)狀調(diào)查

孫 娟，蔡梣儀，何玉亭，鐘文挺，李 浩，謝麗紅，王 科，徐家蓬

(1.成都市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，四川 成都 610041；2.四川省成都市新津區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，成都 新津 611430)

近年來隨著經(jīng)濟快速發(fā)展，土壤污染已成為我國面臨的突出問題[1]，特別是土壤重金屬污染對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響。土壤重金屬含量也是綠色食品產(chǎn)地環(huán)境監(jiān)測的重要指標之一[2]，改良農(nóng)產(chǎn)品種植區(qū)的土壤質(zhì)量對提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，保障人體健康，實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有深遠意義[3]?；诖?，本文以草莓為例，對C市5個主要草莓種植區(qū)土壤重金屬總鎘、總鉛現(xiàn)狀進行了調(diào)查。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

本次調(diào)查通過室內(nèi)預(yù)設(shè)和現(xiàn)場勘察，對C市5個草莓主產(chǎn)區(qū)按照平均每3hm2布設(shè)一個采樣點，確定131個調(diào)查點位，共采集土壤樣品131個。土樣采集運用S形取樣法于草莓收獲期在每個調(diào)查點位對耕作層土壤進行多點取樣，每個土樣在采集時均除去雜草、礫石、磚塊等雜物，均勻混合后采用四分法保留1kg。

1.2 樣品檢測

樣品按國家相關(guān)標準對土壤pH、總鎘、總鉛進行檢測。土壤pH通過電位法測定，執(zhí)行標準LY/T 1239-1999，土壤總鎘、總鉛總量使用耶拿火焰-石墨爐原子吸收光譜儀測定，執(zhí)行標準GB/T 17141-1997。

1.3 評價方法

本次調(diào)查以《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標準(試行)》(GB15618-2018)作為重金屬限量標準，采用單因子指數(shù)法對調(diào)查區(qū)土壤總鎘、總鉛進行評價。單因子指數(shù)法計算公式如下：

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用excel2010和SPSS17.0進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤pH值

C市草莓種植區(qū)土壤酸堿度統(tǒng)計特征見表1。本次調(diào)查的131個點位土壤pH值在5.04～8.32之間，標準偏差為0.741，總體變異系數(shù)為10.95%，趨近弱變異。其中，5個調(diào)查研究種植區(qū)采樣點pH值范圍分別為：A種植區(qū)6.99～8.11，B種植區(qū)6.95～8.32，C種植區(qū)6.22～7.59，D種植區(qū)5.48～7.91，E種植區(qū)5.04～7.19；變異系數(shù)均小于10%，屬于弱變異。從地塊來看，D種植區(qū)1號地塊、4號地塊、6號地塊，E種植區(qū)1號地塊、2號地塊、3號地塊和4號地塊7個地塊采樣點土壤pH值均值較低，范圍為5.91～6.38，其中4號地塊5個樣點土壤pH值均在6.19～6.45之間。

表1 C市草莓種植區(qū)土壤酸堿度統(tǒng)計特征

根據(jù)第二次土壤普查養(yǎng)分分級標準分級，此次C市草莓種植區(qū)采樣點土壤酸堿度分級比例圖如圖1所示。結(jié)果表明，C市草莓種植區(qū)酸性、弱酸性、中性、堿性土壤點位數(shù)分別占總采樣點位的3.05%、38.17%、41.22%、17.56%。酸性、弱酸性土壤點位主要分布在D種植區(qū)和E種植區(qū)，弱酸性土壤點位占本區(qū)采樣點總數(shù)的37.14%、69.23%；A種植區(qū)無pH酸性、弱酸性土壤樣點；堿性土壤點位大多集中在B種植區(qū)；C種植區(qū)僅4號地塊1個弱酸性樣點、2號地塊1個堿性樣點，其余土壤樣點pH均為中性。

圖1 土壤酸堿度分級比例

2.2 土壤重金屬含量分析

C市主要草莓種植區(qū)土壤重金屬總鎘、總鉛統(tǒng)計分析結(jié)果見表2、表3。調(diào)查區(qū)域土壤重金屬總鎘平均含量為0.43mg/kg，A種植區(qū)、B種植區(qū)、C種植區(qū)、D種植區(qū)和E種植區(qū)土壤重金屬總鎘平均含量分別為0.54mg/kg、0.42mg/kg、0.45mg/kg、0.39mg/kg、0.42mg/kg；調(diào)查區(qū)域土壤重金屬總鉛平均含量26.90 mg/kg，A種植區(qū)、B種植區(qū)、C種植區(qū)、D種植區(qū)和E種植區(qū)土壤重金屬總鉛平均含量依次為31.90 mg/kg、24.31 mg/kg、26.72 mg/kg、27.62 mg/kg、26.31 mg/kg。對比5個種植區(qū)土壤重金屬含量最值分布，鎘元素最大值出現(xiàn)在A種植區(qū)2號地塊，鉛元素最大值出現(xiàn)在B種植區(qū)3號地塊。

表2 土壤重金屬總鎘含量統(tǒng)計特征

表3 土壤重金屬總鉛含量統(tǒng)計特征

不同區(qū)域重金屬含量的變異系數(shù)可以反映區(qū)域內(nèi)重金屬元素的空間分布差異[5]。從變異系數(shù)來看，土壤重金屬總鎘、總鉛總變異系數(shù)分別為51.88%、38.20%，各種植區(qū)土壤重金屬鎘、鉛元素變異系數(shù)范圍分別為40.84%～59.56%、33.15%～49.67%，均屬于中等變異。表明5個草莓種植區(qū)土壤重金屬Cd含量偏離程度中等，即上述5個草莓種植區(qū)土壤Cd含量在空間分布上的差異中等。

從土壤重金屬含量箱線圖可以看出(圖2)，C市主要草莓種植區(qū)土壤總鎘、總鉛含量變化范圍為0.02～1.10mg/kg、13.45～64.95mg/kg。A種植區(qū)、B種植區(qū)、C種植區(qū)、D種植區(qū)、E種植區(qū)土壤總鎘含量變化范圍分別為0.19～1.10 mg/kg、0.15～0.86 mg/kg、0.18～0.74 mg/kg、0.12～0.80 mg/kg、0.02～0.80 mg/kg，對應(yīng)土壤總鉛含量變化范圍為16.34～61.18 mg/kg、14.14～64.95 mg/kg、15.14～46.56 mg/kg15.09～57.38 mg/kg、13.45～48.96 mg/kg。A種植區(qū)土壤總鎘、總鉛含量分布、范圍較其他種植區(qū)均更廣，分布較離散，總鎘含量中位數(shù)也高于其余4個種植區(qū)；D種植區(qū)土壤總鎘含量、B種植區(qū)總鉛含量均呈現(xiàn)為右偏，即大部分數(shù)據(jù)高于中位數(shù)，其他基本呈正態(tài)分布。

圖2 土壤重金屬總鎘、總鉛含量箱線圖

2.3 土壤重金屬評價分析

C市主要草莓種植區(qū)131個采樣點位中，土壤總鎘無風(fēng)險點位數(shù)88個(表4)，占樣點總數(shù)的67.18%；中低風(fēng)險點位數(shù)43個，占比32.82%，無高風(fēng)險點位。其中，中低風(fēng)險點位在A種植區(qū)、B種植區(qū)、C種植區(qū)、D種植區(qū)、E種植區(qū)均有分布，5個種植區(qū)土壤重金屬總鎘中低風(fēng)險點位占對應(yīng)種植區(qū)采樣點位數(shù)比例從來到小依次為：E種植區(qū)(46.15%)>A種植區(qū)(36.36%)>D種植區(qū)(25.71%)>C種植區(qū)(20.00%)>B種植區(qū)(16.67%)。土壤重金屬總鉛均無風(fēng)險。

表4 土壤重金屬總鎘、總鉛污染評價結(jié)果

3 結(jié)論

通過對C市主要草莓種植區(qū)土壤重金屬總鎘、總鉛含量以及污染狀況調(diào)查分析，得出以下結(jié)論：C市主要草莓種植區(qū)土壤pH值在5.04～8.32之間；土壤重金屬總鎘平均含量0.43mg/kg，總鉛平均含量26.90 mg/kg，均屬于中等變異；5個種植區(qū)中重金屬總鎘、總鉛平均含量最高者均為A種植區(qū)，分別為0.54mg/kg、31.90 mg/kg；土壤重金屬總鎘中低風(fēng)險點位數(shù)43個，占比32.82%，中低風(fēng)險點位超標率排序依次為：E種植區(qū)(46.15%)>A種植區(qū)(36.36%)>D種植區(qū)(25.71%)>C種植區(qū)(20.2%)>B種植區(qū)(16.67%)；土壤重金屬總鉛無風(fēng)險。

本次調(diào)查表明C市5個主要草莓種植區(qū)土壤重金屬總鎘出現(xiàn)了不同程度的污染，其中A種植區(qū)和E種植區(qū)為中低風(fēng)險點位超標率最高的兩個區(qū)域。A種植區(qū)和E種植區(qū)均處于C市城鄉(xiāng)結(jié)合高速發(fā)展區(qū)域，城市化發(fā)展使工業(yè)廢物和生活垃圾的排放量增加，由此增大了A、E兩區(qū)土壤重金屬超標的風(fēng)險[6-8]。因此，采取科學(xué)措施減少土壤污染以提高土壤質(zhì)量勢在必行。