海南岛琼北地区砖红壤中Pb含量与分布特征研究

肖 智，刘志伟，毕 华

（1.凯里学院 环境与生命科学学院，贵州 凯里 556011；2.海南省地质局 资源环境调查院，海南 海口 570206；3.海南师范大学 地理与旅游学院，海南 海口 571158）

土壤是人类赖以生存的基础，也是经济发展的重要资源.我国部分城镇的农田菜地已出现土壤重金属污染超标的现象，超标元素有Cd、Hg、As、Pb等[1].据2004年1月9日的《海南日报》报道，在2002—2003年间对海口市10126名12周岁以下儿童的血铅调查中，发现血铅超标比例达到49.28%[2].选择海南岛琼北地区发育典型、分布广泛的砖红壤作为研究对象，调查区内砖红壤中重金属Pb含量，探讨不同剖面重金属元素Pb含量的纵向变化规律、迁移富集规律[3]，具有一定的理论和实践意义.

1 研究区概况

琼北地区位于海南岛北部，包括海口市、琼山市、文昌县、澄迈县、临高县、屯昌县、定安县7个县市，总面积10394 km2，是海南省最主要的经济聚集地区.属热带季风气候，年均气温在23～25℃之间，年均降雨量1500～2000 mm，有明显多雨季和少雨季[2].从地貌来看，研究区除临高、定安、澄迈南部及屯昌大部分地区属低山丘陵外，其余属台地平原.区内东北部地区主要以浅海沉积物砖红壤为主，北部为台地玄武岩砖红壤，西北部和南部内陆丘陵为花岗岩砖红壤、浅海沉积物砖红壤以及砂页岩砖红壤[4-5].

2 样品采集与处理

采样地点分布于海口市、琼山市、文昌县、澄迈县、临高县、屯昌县、定安县等地，分别采集了样地的表土层（A层）、心土层（B层）、底土层（C层）作为各土壤剖面样品.测试的土壤样品中重金属Pb元素含量用ICP-MS测定[6-7]，由中国科学院贵阳地化学所测试分析中心完成.

3 结果与分析

对海南岛琼北地区43个砖红壤样品中的Pb含量及有关参数的统计见表1，其中A、B、C土层分别是表土层、心土层、底土层.

表1 海南岛琼北地区砖红壤剖面重金属元素Pb的组成Tab.1 The composition of heavy metal element Pb in latosol of the northern area of Hainan Island

续表

3.1 琼北地区砖红壤中Pb含量特征

据研究区样品重金属Pb的测试数据的统计，结合海南砖土壤背景值，可发现研究区重金属元素Pb含量有以下规律：

1）砖红壤重金属元素Pb的含量范围和平均值为：Pb 5.09～102.74μg·g-1（29.92μg·g-1）.Pb的平均含量比海南砖红壤背景值高，为海南砖红壤背景值的1.35倍.

2）不同地貌单元砖红壤重金属元素Pb含量平均值的分布情况是：低山丘陵（56.54μg·g-1）>台地平原（25.59μg·g-1）.

表2 不同地貌单元砖红壤中Pb含量平均值Tab.2 Average Pb contents in latosol of different geomorphologic units

3）砖红壤各发生层Pb含量及分布规律：B层（45.93μg·g-1）>C层（45.49μg·g-1）>A层（19.56μg·g-1）.故琼北地区砖红壤中Pb富集于心土层和底土层（见图1）.

3.2 琼北地区不同母质砖红壤中Pb含量及分布特征

3.2.1 花岗岩砖红壤

图1 海南岛琼北地区砖红壤各发生层Pb含量及分布Fig.1 Pb concentration and distribution in latosol layer of Northern Hainan Island

海南岛琼北地区花岗岩砖红壤各发生层Pb含量及分布情况见图2.

图2 琼北地区Pb含量在花岗岩砖红壤各发生层的分布Fig.2 The distribution of Pb in each layer of the granite Latosol in Northern Hainan Island

据图2可知，海南岛琼北地区花岗岩砖红壤中Pb含量及分布规律是C层（46.85μg·g-1）>B层（45.88 μg·g-1）>A层（30.16μg·g-1），因此，花岗岩砖红壤中铅富集于心土层（B层）和底土层（C层）.

3.2.2 砂页岩砖红壤

海南岛琼北地区砂页岩砖红壤各发生层Pb含量及分布情况见图3.

图3 琼北地区Pb含量在砂页岩砖红壤各发生层的分布Fig.3 The distribution of Pb in each layer of the sandstone shale latosol in northern Hainan island

据图3可知，海南岛琼北地区砂页岩砖红壤中Pb含量及分布规律是 B层（53.82μg·g-1）>C层（48.09μg·g-1）>A层（32.21μg·g-1），故砂页岩砖红壤中Pb富集于心土层（B层）和底土层（C层）.

3.2.3 砂泥岩砖红壤

海南岛琼北地区砂泥岩砖红壤各发生层Pb含量分布情况见图4.

图4 Pb含量在砂泥岩砖红壤各发生层的分布Fig.4 The distribution of Pb in each layer of the sand shale latosol in northern Hainan Island

据图4，海南岛琼北地区砂泥岩砖红壤中Pb含量及分布规律是：A层（52.64μg·g-1）>B层（45.55μg·g-1）>C层（32.39μg·g-1），可知，砂泥岩砖红壤中Pb富集于表土层（A层）.

3.2.4 浅海沉积物砖红壤

海南岛琼北地区浅海沉积物砖红壤各发生层Pb含量分布情况见图5.

图5 浅海沉积物砖红壤中Pb含量在各发生层的分布Fig.5 The distribution of Pb in each layer of the shallow marine sediments latosol in northern Hainan island

据图5可知，海南岛琼北地区浅海沉积物砖红壤中Pb含量及分布规律是B层（29.20μg·g-1）>A层（14.47μg·g-1）>C层（7.26μg·g-1），故浅海沉积物砖红壤中Pb富集于心土层（B层）.

3.3 成土母质对琼北地区砖红壤中Pb分布的影响

1）琼北地区不同成土母质砖红壤中Pb含量情况.

海南岛琼北地区不同成土母质砖红壤中Pb含量情况见图6.

图6 成土母质对琼北地区砖红壤中Pb分布的影响Fig.6 Effects of soil parent material on the distribution of Pb in latosol of northern Hainan island

据图6可知，Pb在海南岛琼北地区不同成土母质砖红壤中的分布规律是：浅海沉积物砖红壤（43.75μg·g-1）>砂泥岩砖红壤（43.53μg·g-1）>花岗岩砖红壤（40.96μg·g-1）>砂页岩砖红壤（16.25μg·g-1）.

2）Pb在不同成土母质砖红壤中的分异程度.

据表3可知，Pb在琼北地区不同成土母质砖红壤中的分异规律是：Pb在浅海沉积物砖红壤中分异程度最大，在砂泥岩砖红壤中分异程度最小.

表3 Pb在琼北地区不同成土母质砖红壤中的分异程度Tab.3 The differentiation degree of Pb in different soil parent material latosol

4 结论

通过对海南岛琼北地区砖红壤中重金属Pb含量与分布特征的研究，可得出如下结论：

1）琼北地区砖红壤中Pb的平均含量比海南岛砖红壤背景值高.

2）地貌条件对砖红壤中Pb含量的分异有显著影响，低山丘陵（56.54μg·g-1）>台地平原（25.59μg·g-1）.

3）从不同母质砖红壤中Pb分布特征来看，花岗岩砖红壤、砂页岩砖红壤中Pb富集于心土层和底土层，砂泥岩砖红壤中Pb富集于表土层，浅海沉积物砖红壤中Pb富集于心土层.

4）不同成土母质砖红壤中Pb含量也不相同，浅海沉积物砖红壤（43.75μg·g-1）>砂泥岩砖红壤（43.53μg·g-1）>花岗岩砖红壤（40.96μg·g-1）>砂页岩砖红壤（16.25μg·g-1）.

5）从分异程度来看，Pb在浅海沉积物砖红壤中分异程度最大，在砂泥岩砖红壤中分异程度最小.

[1]肖智,刘志伟,毕华.土壤重金属污染研究述评[J].安徽农业科学,2010,38（33）：18812-18813.

[2]肖智.海南岛砖红壤中Mn、Zn、Cu、Ni含量、分布及污染评价研究[D].海口：海南师范大学,2011.

[3]赵志忠,毕华.海南岛砖红壤中重金属元素的分布特征及其环境效应[J].矿产与地质,2005(1)：7-8.

[4]余显芳,陈朝辉,鲁争寿,等.海南岛土地类型与土地资源[M].北京：科学出版社,1985：41-61.

[5]国家测绘局海南测绘资料信息中心.海南省地图集[M].广州：广东省地图出版社,2006.

[6]康彩霞.GIS与地统计学支持下的哈尔滨市土壤重金属污染评价与空间分布特征研究[D].长春：吉林大学,2009.

[7]胡克林,张凤荣,吕贻忠,等.北京市大兴区土壤重金属含量的空间分布特征[J].环境科学学报,2004,24(3)：463-468.

[8]马铭留,李泽岩,周毛,等.海南土壤环境背景值研究[D].北京：中国国家环境保护局,1991.