柘城县出口三樱椒生产基地土壤重金属质量分数监测及污染评价

王丹 沈东青 马亚宁 刘宁

柘城县是中国三樱椒之乡，种植三樱椒历史悠久，三樱椒以椒形正、辣味浓、着色好、品质优、面积大、产量高而闻名国内外。柘城县出口三樱椒栽培技术日趋成熟，现已形成了区域化种植、规模化管理，年产量提高到10万t，年种植面积近2.67万hm2，并有占地20多hm2的柘城县辣椒市场，已成为全国三樱椒交易的重要集散地。目前，全县已建成以生产辣椒油、辣椒酱、辣椒粉、辣椒段等产品为主的三樱椒产品专业加工企业，并逐步实现了三樱椒加工业由传统的加工工艺向先进技术转变，由初级加工向精深加工转变。柘城县三樱椒系列产品远销美国、加拿大、日本、韩国等10多个国家和地区。本研究依据三樱椒出口对产地土壤环境的要求，在柘城县选择3处优质三樱椒生产基地，对其土壤环境质量进行检测，研究其污染状况及变化规律，找出影响出口的障碍因素或风险因子，探讨出口三樱椒土壤质量动态监测和综合评价模式，并进行污染风险预警。

一、材料与方法

（一）基地土壤的选择

依据NY/T 1121.1-2006标准，根据种植基地内三樱椒的分布特点选择3个采样点，固定采样点取土样，采用对角线取样法，取土深度为0～20 cm，样品采集日期为2017年6月。多点混合后的样品按四分法取舍，保留1 kg左右，经自然风干，按要求磨细过筛，干燥储存。

（二）检测方法

pH值检测：NY/T 1121.2-2006

土壤pH值的测定;土壤中总铅检测：GB/T 17141-1997 土壤质量 石墨炉原子吸收分光光度法;总镉检测：GB/T 17141-1997 土壤质量 石墨炉原子吸收分光光度法;总汞的测定：GB/T 22105.1-2008 土壤质量 总汞、总砷和总铅的测定，原子荧光法第1部分土壤中总汞的测定;总铬检测：HJ 409-2007 土壤总铬的测定火焰原子吸收分光光度法;总砷检测：GB/T 22105.2-2008 土壤质量 总汞、总砷和总铅的测定，原子荧光法第2部分土壤中总砷的测定。

（三）重金属污染指数评价方法和标准

土壤重金属污染评价采用单项污染指数和内梅罗综合污染指数法。

1.单项污染指数评价。单项污染指数计算公式为：

式中Ci为污染物i的实测值（mg/kg）;Si为污染物i的评价标准（mg/kg）。单因子污染指数Pi≤1，污染等级为清洁，Pi>1为污染水平，且Pi越大，污染越严重。单项评价指数P分级评价标准见表1。

2.综合污染指数评价。为全面反映各重金属元素对土壤的不同作用，突出高浓度重金属元素对环境质量的影响，采用内梅罗污染指数，也称综合污染指数，其计算公式为：

式中：（  ）max为土壤重金属元素单项污染指数最值;（  ）av为土壤各单项污染指数平均值。综合污染指数分级评价标准见表2。

二、结果与分析

（一）各种植基地重金属结果分析

在柘城县起台镇、牛城乡、陈

青集镇选取3家三樱椒种植基地，对其pH值、铅、镉等5种重金属检测分析，由表3所示，柘城县的3家种植基地土壤偏中性，与国家土壤环境质量标准值比较发现，3家土壤中Cd、As、Pb的质量分数符合土壤Ⅰ级标准，Cr、Hg质量分数符合Ⅱ级土壤质量要求。

（二）种植基地土壤中重金属污染评价

从表4中单因子污染指数的结果来看，3家土壤中重金属的单因子污染指数均<1，属于清洁水平。3家种植基地土壤的综合污染指数

P综<0.7，属于清洁水平。不过可以看出对综合污染指数的主要贡献因子是Cr、Hg。

三、讨论

从重金属的检测结果来看，柘城县3家种植基地土壤中各重金属质量分数基本一致，Cd、As、Pb质量分数较低，低于国家Ⅰ级土壤环境质量标准值;Cr、Hg质量分数均高于国家Ⅰ级土壤环境质量标准值，但从单因子污染指数来看尚屬于清洁水平，说明这几种元素土壤污染风险较小，基地土壤未受到因施用化肥、农药造成的污染。但不容忽视的是，基地土壤中Cr、Hg质量分数对综合污染指数P综影响较大。土壤中Cr、Hg污染来源十分广泛，包括土壤母质、农药施肥及塑料薄膜、工业废气废水排放、生活垃圾等固体废弃物堆积等。土壤通过物理净化、化学净化、生物净化等方式，对进入土壤中的重金属污染物有一定的自净能力，但土壤自净能力十分有限，必须依靠相应的修复技术。因此，对柘城县三樱椒种植基地土壤除了加强大气污染的治理和肥、水、药的施用管理外，还应定期根据土壤质量监测和评价，进行风险评估，根据评价结果对污染较重的区域进行生物修复和农业生态修复，以保证柘城县优质三樱椒生产的持续发展。

【课题来源：河南科技厅科

研项目，项目编号17210231

0560-“基于数据精准挖掘的河南典型出口食品风险分析模型研究与应用”】