平塘县耕地镉(Cd)元素地球化学特征及分布规律

刘仁伟，石再平

(贵州省有色金属和核工业地质勘查局三总队，贵州 遵义 563000)

0 引 言

耕地质量地球化学调查评价是一项重大的基础性地质调查工作，其中查清区域内有害元素对耕地生产功能的影响，为防止土壤污染治理具有重要意义，该文就平塘县耕地表层土中镉(Cd)元素地球化学特征及分布规律作进行分析。

1 区域概况

平塘县境内出露的地层，主要有泥盆系上统、石炭系、二叠系、三叠系、白垩系、第四系，岩性以碳酸盐岩为主，余者为碎屑岩。

平塘县地处中亚热带常绿阔叶林红壤，黄壤地带，地层出露多，岩性较复杂，碳酸盐岩类分布广泛，土壤有黄壤、石灰土、水稻土、紫红土、潮土5个土类。以黄壤为主，其次是水稻土。

根据第二次土地调查结果结合平塘县2016年的更新资料，平塘县耕地主要包括水田、水浇地和旱地，约占行政区面积16.90 %；园地包括果园、茶园和其他园地，约占行政区面积0.57 %。

2 地球化学特征

2.1 耕地土壤元素地球化学参数说明

采集耕地表层土壤样品数量共计4 410件，用于研究耕地土壤养分和环境的地球化学特征与等级。

为了直观地表述测区地球化学信息及特征，选择以下地球化学参数，以便量化说明。

(2)标准离差(S)：分别反映元素原始含量的离散状况，即元素含量值与其平均值的偏离程度；

2.2 区域耕地土壤元素地球化学参数

土壤中污染物含量(Ci)对照《土壤环境质量 农用土壤污染风险管控标准(试行)》(GB15618—2018)中的筛选值(Si)(表1)和管制值(Gi)(表2)将土壤风险程度分为以下3类，见表1、表2。

Ⅰ类：Ci≤Si，一般认为无土壤污染风险或风险很低可忽略，应优先保护；

Ⅱ类：Si

Ⅲ类：Ci>Gi，一般认为风险较高，应该划为严格管控。

表1 农用地土壤Cd元素污染风险筛选值(单位：mg·kg-1)Tab.1 Cd element pollution risk screening value of agricultural land soil(Unit：mg·kg-1)

表2 农用地土壤Cd元素污染风险管制值(单位：mg·kg-1)Tab.2 Cd element pollution risk control value of agricultural land soil(Unit：mg·kg-1)

调查区耕地土壤中，Cd元素显著偏高，平均值高于风险筛选值，背景值局部高于风险筛选值，详见表3。

表3 平塘县耕地土壤元素含量统计表(n=4 410)Tab.3 Statistics of Soil Element Contents of Cultivated Land in Pingtang County(n=4 410)

2.3 不同成土母岩耕地土壤Cd元素含量

不同地层岩性元素含量特征见表4。就全区而言，碳酸岩中Cd含量明显高于碎屑岩，Cd含量高值区与碳酸岩分布区呈正相关关系。

就不同地层岩性而言，K2m、T2b、T2x、C1x、C1t主要为碎屑岩，T2lt、T2h、T2p、T1a、T1l-z、T1d、P3h+d、P3w、P2q+m、C2m、C2h、C1d、C1s、C1j主要为碳酸岩，见表4。

表4 平塘县不同地层岩性Cd元素含量统计表Tab.4 Statistics of Cd element content in different strata lithology in Pingtang County

2.4 不同土壤类型耕地土壤中Cd元素含量

就采集的表层土壤样中，主要就黄壤、水稻土、紫色土、石灰土中Cd元素的含量进行分析，不同土壤类型中元素含量特征见表5。可以看出，紫色土土壤Cd元素平均值和中位数总体上高于其他土类，紫色土中Cd元素含量相对富集，详见表5。

表5 平塘县不同土壤类型中Cd元素含量统计表Tab.5 Statistics of Cd element content in different soil types in Pingtang County(黄壤n=1431)(水稻土n=667)(紫色土n=526)(石灰土n=1 786)

2.5 不同耕地地类耕地土壤各元素含量

就区域内的耕地(主要包括水田、水浇地和旱地)、园地(包括果园、茶园和其他园地)中的Cd元素含量进行分析，详见表6。

可以看出，Cd元素含量在裸地中含量最高，其次是旱地，茶园中含量最低。

表6 平塘县不同耕地地类中Cd元素含量统计表Tab.6 Statistics of Cd element content in different cultivated land types in Pingtang County

3 耕地土壤中Cd元素地球化学特征及分布规律

元素Cd的毒性较大，受镉污染的空气、土壤和食物等对生物危害较大。区域内Cd的平均值为1.42 mg·kg-1，最大值为14.30 mg·kg-1，最小值为0.03 mg·kg-1，变异系数为1.41，呈现极强分异特征；Cd背景值为0.54 mg·kg-1，详见表7。

平塘县耕地土壤镉(Cd)地球化学图见图1。镉高值区主要分布在区域中部、东南部及西南部区域；高值区主要与石炭系黄龙组、马平组，二叠系栖霞组、茅口组碳酸盐岩有关。低值区主要分布在东部平舟镇及西部大塘镇—通州镇一带，主要与石炭系岩关组、大塘组及三叠系碎屑岩有关。可见，镉元素高值区受控于碳酸盐岩，低背景区主要与陆源碎屑岩有关。由表4可以看出不同地层中镉含量大小顺序为：石炭系>泥盆系>三叠系>二叠系>白垩系。

表7 Cd元素地球化学特征参数(n=4 410)Tab.7 Geochemical characteristic parameters of Cd element(n=4 410)

图1 平塘县耕地土壤镉(Cd)地球化学图Fig.1 Geochemical map of cadmium(Cd)in cultivated soil of Pingtang County

4 结 语

按成土母质类型、土壤类型、土地利用类型等统计单元分别统计了表层土壤镉(Cd)元素地球化学含量值，通过对大量土壤元素含量数据的分析研究，查明了调查区耕地土壤元素的地球化学分配与分布特征。

区域内Cd元素含量较高，以碳酸岩分布区内为主，碎屑岩分布区相对较低，异常应为地层岩性引起。

在不同土壤类型中，紫色土土壤Cd元素平均值和中位数总体上高于其他土类，紫色土中元素含量相对富集。

在不同的耕地地类中，Cd元素含量在裸地中含量最高，其次是旱地，茶园中含量最低。

从元素空间分布特征来看，Cd元素变异系数为1.41，呈现强分异，空间分布极不均匀。相对全国而言Cd含量相对较高且空间分布极不均匀，势必造成局部地区含量过高，应重点注意该地区这些元素的防治工作。