兰州市永登县红城镇耕地土壤污染现状评价

张 斌

(甘肃省地质调查院，甘肃 兰州 730000)

1 研究区概况

红城镇位于兰州市永登县中南端，是甘肃四大名镇之一。该地交通便利，全镇总面积441 km2，总耕地35.87 km2，其中老水地6.3 km2，新河地2.1 km2，旱砂地15.75 km2。红城镇自然条件优越，区位优势明显。红城镇地处庄浪河川，海拔1 836～1 920 m，年降水量281 mm，年平均气温7.2 ℃，无霜期146 d[1]，水资源充沛，四季分明，光能丰富，热量充裕，是庄浪河川重要的粮食、油料、果品、肉禽蛋等副食品重要产地。

2 样品采集方法

本次表层点位布设根据农用地典型特色农产品区域、重点监管企业影响区域、主要农用地分布区域等情况，进行现场踏勘。根据现场基本情况优化点位布设、增减点位数量，考虑兼顾样点的代表性和均匀性，按照密度为1个/km2进行布设，本次共布设采集了13件表层土壤样品。

按照每4～8个表层样点布设1个深层样点，本次共布设采集了2件深层土壤样品。

垂向剖面采样深度为2 m左右，垂向每隔20 cm或按土壤自然分层采集1件样品，每处采集10件样品。选择土壤垂向剖面主要是为了解元素在深度上的变化情况，分析其对深部土壤以及地下水的影响。

耕地周边的灌溉沟渠一般水深较浅，灌溉过程中常常有相当量的表层沉积物连水一起输入农田，这些沉积物本身也是水环境的基本组成部分，外源重金属随水中悬浮颗粒物进入水体或以溶解态进入水体中，而被浮游生物微生物所吸附，经过一段时间的絮凝沉淀最后归属于水体底部沉积物中，被水底沉积物吸附的重金属又可通过一系列物理、化学和生物过程而释放出来，生物利用度大大提高，生物毒性效应增强[2]。因此河流沉积物中重金属含量常被用作判别水环境质量的重要参考指标。对于农田灌溉沟渠来说，沉积物中所含重金属也是最具指示作用的污染因子，因此更有现实研究价值[3]。为此本次研究共布设采集了灌溉水样品和灌溉渠底泥样品各1件。

3 研究区耕地土壤状况特征

3.1 表层土壤特征

分别对研究区表层土壤的有益元素和有害元素数据进行数学统计，统计各元素平均值、标准差、变异系数、最大值和最小值(见表1和表2)，分别分析研究区土壤的养分情况及污染情况。

表1 有益元素分析结果表

表2 有害元素分析结果表(mg/kg)

据表1可见，红城镇表层土壤pH值为8.00～8.36，属于碱性土，有机质含量为13.79 ～23.18 g/kg，含量等级为较缺乏-中等；全氮含量为0.89～1.26 g/kg，含量等级为较缺乏-中等；全磷含量为0.96～1.63 g/kg，含量等级为较丰富-丰富；全钾含量为22.17～25.91 g/kg，含量等级为较丰富-丰富；硒含量为0.17～0.36 mg/kg，等级为适量；阳离子交换量为13.79～23.18 cmol /kg。最终计算得出土壤养分地球化学综合得分为4分，土壤养分较丰富，土壤养分地球化学等级为二级。

据表2可见，红城镇表层土壤铬含量最大值为74.04 mg/kg,镍含量最大值为35.36 mg/kg,铜含量最大值30.36 mg/kg,锌含量最大值为85.10 mg/kg,镉含量最大值为0.31 mg/kg,铅含量最大值为35.20 mg/kg,砷含量最大值为17.43 mg/kg,汞含量最大值为0.262 mg/kg,苯并[a]芘含量最大值为0.0125 mg/kg,六六六、滴滴涕含量均小于0.002 mg/kg。通过对比发现，所有有害元素含量均低于筛选值。土壤环境清洁，土壤环境地球化学等级为一等。

3.2 深层土壤特征

通过对本次表层土壤中污染物含量与深层土壤中污染物的含量的比值，进行土壤点位单项污染物累积性分析(见图1)。

图1 研究区表层土壤各元素累积性评价结果图

从图1可以看出，镉、砷、铅存在一定的轻度累积，铅、铬、铜、镍均无累积，砷存在一定重度累积，可能与周围存在重点监管企业排放的污染物长期影响有关。

3.3 垂直剖面特征

按照不同深度将垂直剖面所有样品重金属元素含量汇至成曲线，共8种重金属元素，每种元素汇至成一条曲线，分析研究区垂向重金属含量变化特征(见图2)。由图2可以看出，垂直剖面pH值从地表至2 m，依次为下降的过程，规律异常明显。说明点处地表环境更趋向于碱性环境。

图2 垂直剖面元素含量变化图

8种重金属的含量变化规律不太明显，总体表现为自地表向下重金属含量略有下降，并且在1.2～1.6 m大部分元素含量有增高的趋势，至1.8～2 m时又有回落。汞含量在1.2 m时突然增高，原因有待进一步研究。

3.4 灌溉水及灌溉渠底泥特征

红城镇主要灌溉水为庄浪河的水，通过本次采集的1件灌溉水与地表水环境质量标准进行对比发现，所分析的17项指标中有15项达到了Ⅰ类标准，另外2项硫化物达到Ⅴ类标准和总磷均达到Ⅳ类标准。分析结果见表3。

表3 灌溉水样品分析结果表(mg/L)

4 结论

通过对研究区表层土壤样品、深层土壤样品、垂直剖面、灌溉水积灌溉渠底泥等样品综合分析发现，研究区灌溉水环境质量好，基本可以达到Ⅰ类标准，灌溉渠底泥也比较清洁无污染，从表层土壤与深层土壤积垂直剖面的对比可以看出，大部分重金属元素趋于稳定，基本上为无累积或轻度累积，仅汞存在重度累积且垂直变化趋势上存在突变情况，可能与周围存在重点监管企业有关。说明随着时间的推移和人为的因素，土壤还是存在一定的污染。但所有样品均未超过各元素筛选值，总体上土壤环境地球化学等级为一等，且研究区土壤养分较丰富，土壤养分地球化学等级为二级，最终综合评价该区土壤质量为一等。