双流县域农田土壤重金属现状调查及评价

土壤是自然环境系统中物质与能量交换的枢纽，也是人类赖以生存的主要自然资源之一。近年来，随着城市化、工业化及农业集约化的发展，环境问题显得越来越突出，其中土壤重金属污染尤为受到世人关注。重金属污染来源途径较多，包括大气重金属沉降、农药化肥和塑料薄膜的使用、作物的污水灌溉及含重金属废弃物的堆积等。这些重金属元素在土壤中移动性差，滞留时间长，不易被生物降解，相反会转化为毒性更强的络合物或螯合物，因此，极易在土壤中富集。当其含量超过土壤的承载力时，它的结构和功能恶化，使生态系统遭到破坏，导致农作物产量及品质下降，并通过食物链严重威胁着人类身体健康。

自上世纪80年代起，成都平原农田土壤重金属问题就引起了科学工作者的关注，但对成都周边诸如双流等县区的研究却鲜见报道。双流县位于成都平原的东南部，是受城市影响最直接的县区之一。然而，双流县在经济飞速增长的同时，也承受着巨大的环境污染压力。首先，工业化过程中工业固体废弃物、工业废水、废气排放量大大增加，严重威胁环境质量。其次，城市化进程加快，城市人口持续增加，建成区面积不断扩大，城市生活污水和生活垃圾产生量大幅度增加。同时，城市机动车数量及污染物排放量也持续增加，加重了环境污染。再者，随着农村经济的发展和城市工业向农村转移，畜禽养殖、水产养殖及农药、化肥等又进一步增加了环境污染压力。作为拥有多个农业园区（如昆山都市农业园区、新兴特色蔬菜园区、九江蛟龙现代农业园）的农产品输出大县，其产品质量与人们身体健康有密切联系。因此，开展双流农田土壤重金属污染现状调查及评价研究具有重要的现实意义。

一、研究区域概况

双流县境内西北部为成都平原的一部分，西南至东北部为丘陵区，东南部为低山区。成土母质在平原区以全新统冲积物为主，主要分布水稻土；丘陵地区以更新统老冲积物为主，局部有紫色岩层风化物，主要分布黄壤，有零星紫色土分布；山地地区以紫色岩层风化物为主，局部有更新统老冲积物，主要形成紫色土，局部有黄壤分布。主产水稻、小麦和油菜，多为一年两熟。气候类型为亚热带湿润季风气候，年均气温16.2℃，年均降雨量＞985.1mm。全县辖25个乡（镇）、3个开发区，人口90.64万。区域内经济发达，是全国百强县之一。

二、研究方法

1.土壤样点的采集 在保证土壤样品代表性的前提下，采样点在研究区分布尽量均匀，同时兼顾土壤类型和地形特点，在人为活动强烈的平原区，加密布点。每个土样以取土点为中心，在10m半径内取5～10个0～20cm耕层土样混合而成，同时用GPS (Garmin 72)记录中心点的位置，全县共采集土样3438个。其中，平原地区1057个，丘陵地区1560个，山地地区821个。

二、测定项目及方法

速效氮采用扩散吸收法（NaOH水解）；中性石灰性土壤中的有效磷采用碳酸氢钠浸提法，酸性土壤中的有效磷采用0.03molL-/NH4F-0.025molL-1HCl浸提-钼锑抗比色法；速效钾采用火焰光度法。

三、农田土壤重金属含量现状调查

除锌含量处于正态分布以外，铜、铬、铅含量均属于对数正态分布。与成都地区土壤背景值对比发现，研究区土壤铜、锌、铅含量均值均有一定幅度增加，其中锌和铅含量分别超出其背景值近2倍和3倍，而铬含量均值与背景值相比则有一定程度下降。进一步统计表明，铜、锌、铬、铅超过其背景值的样点数分别为 567、598、24、602 个，分别占总样点数的 91.01%、95.99%、3.85%、96.63%。

4种重金属变异系数大小顺序为铅>锌>铜>铬。其中，铬的变异系数小于20%，属于弱变异，加之其含量均值低于背景值，表明其含量可能受到成土母质的均一化影响。而其它3种元素的变异系数处于25%～45%之间，属于中等变异强度，说明其在区域内受到了各类因素不同程度的影响，导致其均表现出一定的不均匀性分布。此外，4种重金属最小值与最大值之间差异较大，说明其在区域内值域分布广泛。

以上分析表明，随着研究区内社会经济的快速发展，土壤铜、锌、铅含量受到外源输入的影响较深，均产生了明显的积累，而铬含量受到外来因素的影响较小，并没有表现出明显积累。

四、污染评价

1.样点超标情况 在污染评价中，标准的选择十分重要，直接影响着污染指数的大小。目前，国内学者多采用《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）中的二级标准对农用地土壤环境质量标准进行评价，但该标准各指标限定值均较大，导致评价结果较为乐观。

描述性统计分析表明：研究区样品土壤铜、锌、铅含量超过地区背景值的比例均大于90%，累积趋势明显，而铬含量并无明显积累。为了更好地保障农业生产环境和农产品安全，本研究采用《食用农产品产地环境质量评价标准》（HJ332-2006）中的土壤标准作为污染判定限值，对3种含量积累明显的重金属环境质量现状进行了对比分析。

结果表明，土壤铜、锌、铅含量存在超标样点的pH值范围逐渐扩大，其中，土壤铜含量仅在pH<6.5范围内存在超标样点，而铅含量在3种pH值范围内均有超标样点分布。各pH值范围内均以铅含量超标比例最大而铜含量最小，而3种重金属的超标比例最大值均在pH<6.5的范围内出现，这主要是由于大部分样点处于酸性或微酸性状态。

2.土壤重金属污染评价 根据《食用农产品产地环境质量评价标准》中土壤环境质量划分标准，采用单项指数和综合指数相结合的方法对研究区内土壤重金属的污染状况进行评价。分析可知，铜、锌含量单项污染指数处于尚清洁等级的比例较为接近，铜污染指数处于清洁等级的比例最大，而处于超标等级的比例最低。铅含量单项污染指数处于清洁等级的比例最低，而处于超标等级的比例最高，说明区域内铅含量的积累效应最为明显，且对土壤环境质量造成的危害最大。综合污染指数在3个污染等级中的比例顺序为尚清洁>超标>清洁，与铅含量单项污染指数相同而有别于铜、锌含量单项污染指数，表明铅含量对区域内土壤环境质量的影响最为深刻。