安吉余村“绿水青山就是金山银山”示范区土壤环境质量评价与分析

王彦炯， 张建华，李春生， 俞佳慧， 俞小平， 宗四弟*，郑永利

(1.浙江省农产品质量安全中心，浙江 杭州 310003； 2.安吉县天荒坪镇人民政府，浙江 安吉 313302；3.浙江省地质矿产研究所，浙江 杭州 310004； 4.安吉县天荒坪镇余村村民委员会，浙江 安吉 313302)

随着工农业生产的快速发展，环境污染问题日趋严重。污染物在环境中累积、迁移、转换导致环境质量恶化，尤其土壤重金属污染更加突出。重金属一般指密度大于4.5 g·cm-3的金属，常见具有较强生物毒性的重金属有Cd、Pb、Cr、Ni、Cu、Zn、Hg、As等8种[1-3]。由于土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性, 污染物在土壤中的滞留时间长, 植物或微生物不能降解, 重金属污染不仅导致土壤的退化、农作物产量和品质的降低, 而且可通过接触、食物链危及人类的生命和健康[4-5]。农业环境受到污染必然会带来农产品质量安全问题，农产品质量安全已受到人们的普遍关注。因此，提高农产品质量与安全水平，迫切需要加强农产品产地土壤重金属环境质量现状的分析评价，以增强农产品产地土壤重金属环境质量的调控能力，为加快绿色食品基地建设及产业发展，发挥绿色食品在提升农业生产标准化和农产品质量安全水平中的引领作用[6-7]。

习近平总书记2005年(时任浙江省委书记)在湖州调研时指出：“农业对湖州来讲是个优势，在鱼、米、竹、茶、山以及有机食品、绿色食品等方面，一定要继续保持和发展”“大力发展生态农业，以绿色食品和有机食品生产基地为载体，打造生态农业品牌，促进农业增效、农民增收。”[8]

为了解安吉余村“绿水青山就是金山银山”示范区土壤环境质量，为整区域开展国家绿色食品原料标准化基地创建和国家绿色食品认定和管理提供科学依据，本研究以NY/T 1054—2013《绿色食品 产地环境调查、监测与评价规范》[9]和NY/T 391—2013《绿色食品 产地环境质量》[10]为评价标准，采用污染指数法对安吉余村“绿水青山就是金山银山”示范区各农用地类型的土壤环境质量现状进行评价，确认适宜生产绿色农产品的土壤分布区域，以便于国家绿色食品的生产和管理，为示范区规模主体农产品全部纳入国家农产品质量追溯平台，实现全程管控、过程追溯、带码上市打好坚实基础，探索出绿色食品品牌附加值提升助力余村示范区共富实现机制[11]。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

余村属于浙江省安吉县天荒坪镇的一个行政村，是“绿水青山就是金山银山”理念发源地，余村“绿水青山就是金山银山”示范区是当地党委政府为推进抱团发展而规划的片区化组团。天荒坪镇位于湖州市安吉县东南部，地处天目山山脉北麓的东缘，东与余杭区交界，南与临安区接壤，西连上墅乡，北接灵峰街道。地理坐标为119°42′19″～119°33′53″E，30°25′18″～30°35′03″N。全镇总面积约110 km2，下辖11个行政村，162个村民小组，7 005户农户，3个居民区，总人口2.2万人。离湖州市区86 km，距杭州60 km，离上海200 km，境内有04省道、临青省道、青孝线等重要交通干线贯穿，交通十分便利。天荒坪镇是林业大镇、竹业强镇，全镇有山林面积6 400 hm2，森林覆盖率达82%以上。其中竹林面积5 833 hm2，占全县1/6，竹林培育水平处于全国领先地位，是省级农业绿色发展先行区。天荒坪镇的品牌农业是该镇农村经济新的增长点，农副产品、土特食品因其优质绿色而深受都市人青睐，最具特色的有高山蔬菜、名优白茶、山核桃、香榧、小笋干、冬鞭笋、香菇、木耳、野菜等。

本次监测评价区域包括天荒坪镇的全部11个行政村，即为大溪村、横路村、银坑村、余村村、山河村、马吉村、井村村、白水湾村、港口村、五鹤村、西鹤村。总监测评价面积6 200 hm2，其中,竹笋地6 020 hm2、粮油菜地62 hm2、茶园77 hm2、果园41 hm2。

1.2 土样采集与处理

针对区域农业特点，土壤采样点的布设以代表整个监测区块土壤基本特性为原则，用网格兼顾图斑的方法进行表层土壤样品布设,确保每一种土地利用类型均有一定数量的样品。竹林地、茶园等集中连片的区域采样密度为每100 hm21点，粮油、蔬菜、果园区域采样密度为每10 hm21点。其中,竹林地、茶园、果园等多年生作物土壤的采样深度为0～40 cm，粮油、蔬菜等一年生作物土壤的采样深度为0～20 cm。在实际布设的采样点上,以 GPS 定位点为中心，向四周辐射30～50 m 确定 5个分样点，采集每个采样分点表层土进行混合，然后用四分法分取1.0 kg土壤样品。竹林采集土壤82样品组，粮油蔬菜采集16组，茶园采集5组，果园采集15组，共计118组土壤样品。采集的土壤经自然风干后，挑出杂物并充分混合，磨碎过100目筛网(孔径0.149 mm)，四分法留取500 g装入样品袋备用。

1.3 土壤重金属的测定

对土样进行Cu、Cr、Cd、Hg、As 和 Pb和pH测试分析。pH采用玻璃电极法，Pb、Cu、Cr 采用火焰原子吸收分光光度法，Cd 采用石墨炉原子吸收分光光度法，Hg和As采用原子荧光法。每批样品3次空白和20%的平行样，测定过程中加入国家标准土壤参比物质进行质量控制。

1.4 土壤环境质量评价

采用单项污染指数法和综合污染指数法进行评价, 以单项污染指数描述土壤中的 Cu、Cr、Cd、Hg、As和Pb的污染程度，以综合污染指数作为各用地类型土壤环境质量的评价结果。

2 结果与分析

2.1 土壤重金属含量基本特征

从表1可以看出，研究区土壤除Hg含量水平较低(平均值为0.07 mg·kg-1)外，其他5种重金属元素含量的平均值均高于浙江省土壤背景值[12]。重金属元素Cd和As含量异常最为明显，平均值分别为浙江省土壤背景值的3.06倍和2.83倍。研究区土壤6种重金属元素含量存在一定的差异性，变异程度次序为Cd>As>Cu>Pb>Hg>Cr。元素Cu、Pb、Hg、Cr的变异系数分别为59.22%、49.56%、45.82%和40.01%，属于中度变异元素；元素Cd、As的变异系数分别为174.48%和98.79%，属于高度变异元素。结果表明，元素Cd、As在研究区出现了少部分区域的富集现象。重金属含量较高的样点主要集中在竹林山地和粮油菜地。据调查，这可能与区域的地质背景有关，但高地质背景引起的重金属异常生态风险较小，其可被农作物吸收的活性部分占比不高。

表1 研究区土壤重金属含量的情况

2.2 土壤环境质量评价

土壤环境质量评价采用GB 15818—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(实行)》中的风险筛选值作为评价标准。研究区土壤中6种重金属元素指标的具体结果见表2。

表2 研究区各等级土壤样品所占比例及重金属污染评价的结果

表2可以看出，研究区土壤总体情况良好，清洁水平和轻微污染水平的土壤占88.14%。土壤6种重金属的污染程度为Cd>As>Cu>Pb>Hg、Cr。其中：Hg、Cr均为清洁水平；Pb、Cu清洁水平占98.31%和95.76%，仅有1.69%和4.24%为轻微污染；As有84.75%处于清洁水平，轻微污染、轻度污染和中度污染的比例分别为11.86%、2.54%和0.85%；Cd有82.20%处于清洁水平，轻微污染、轻度污染、中度污染、重度污染分别为2.54%、5.93%、4.24%和5.08%。按污染类型分为地质背景异常、人为污染2类，根据调查，研究区以地质背景为主因，而矿山开采等活动也有一定程度的影响。

2.3 绿色食品产地环境质量评价

按照NY/T 1054—2013[9]和NY/T 391—2013[10]作为评价标准，研究区土壤6种重金属污染指数评价结果列表3、4。

表3 研究区基于绿色食品产地环境质量标准的单项污染指数评价

表4 研究区基于绿色食品产地环境质量标准的综合污染指数评价

表3结果表明，研究区土壤中Hg含量符合绿色食品产地环境要求的比例为100.00%，Pb、Cd、As、Cr和Cu含量符合绿色食品产地环境条件的比例分别为88.98%、78.81%、80.51%、99.15%和90.68%。

综合污染指数评价结果(表3)表明,研究区有52组土壤样品的综合污染指数分级属清洁，33组属尚清洁，14组处于轻污染，7组处于中污染，12组处于重污染，有72.04%的土壤满足发展绿色食品的条件，可见研究区土壤环境总体质量状况较好。

根据NY/T 1054—2013[9]的要求，土壤重金属元素单项污染指数都≤1时，农业环境质量方可满足绿色食品发展要求。因为研究区有部分样品中同时出现元素Pb、Cd、As、Cr、Cu中的几种单项污染指数>1，根据对118组土壤样品单项污染指数评价的统计结果，其中,83组符合NY/T 391—2013[10]的要求，因此，本研究区域70.34%的土壤适宜发展绿色食品。

2.4 适宜发展绿色食品区域划分

绿色食品生产适宜区是指根据产地环境调查结果，各项环境要素经单项污染指数法和综合污染指数法评价，符合绿色食品产地环境质量标准各评价单元的连片区域。该区域的功能定位是打造以绿色食品为重点的优质安全农产品生产区。在评价单元基础上，通过空间叠加方式、以点代面方式、区域统计方式进行评价单元的要素赋值[7]，具体结果见表5。

表5 研究区适宜发展绿色食品产地的分布

从表5可以看出，在总监测评价面积6 200 hm2中，符合绿色食品产地环境要求面积为4 416 hm2，占总面积的71.23%，其中，竹笋、粮油蔬菜、茶园、果园中符合该标准的面积分别占各自总面积的71.00%、38.71%、100.00%和100.00%。因此，在部分不符合绿色食品产地环境要求的区域，应加强环境保护，并针对超标的环境要素，采取种植作物品种调整、环境治理和修复等措施，确保种植农产品的安全性。

3 小结与讨论

调查、分析结果表明，研究区表层土壤重金属除Hg含量水平较低外，其他5种重金属元素的平均值均高于浙江省土壤背景值，其中，Cd和As含量相对明显。

研究区土壤总体情况良好，清洁水平和轻微污染水平的土壤占88.14%。重金属污染程度Cd>As>Cu>Pb>Hg、Cr。其中：元素Hg、Cr均为清洁水平；元素Pb、Cu清洁水平占98.31%和95.76%，仅有1.69%和4.24%为轻微污染；As有84.75%处于清洁水平，轻微污染、轻度污染和中度污染的比例分别为11.86%、2.54%和0.85%；元素Cd有82.20%处于清洁水平，轻微污染、轻度污染、中度污染、重度污染分别为2.54%、5.93%、4.24%和5.08%。

按照绿色食品产地环境质量要求，研究区6种重金属元素只有Hg完全符合绿色食品要求，Pb、Cd、As、Cr、Cu均有不同程度的超标现象，其中Cd和As超标相对明显。

根据绿色食品产地环境调查监测与评价规范，在总监测评价面积6 200 hm2中，符合绿色食品产地环境要求面积为4 416 hm2，占总面积的71.23%。竹笋粮油蔬菜、茶园、果园中符合该标准的面积分别占各自总面积的71.00%、38.71%、100.00%和100.00%。在不符合绿色食品产地环境要求的区域，应加强环境保护，并针对超标的环境要素，采取种植作物品种调整、环境治理和修复等措施，确保种植农产品的安全性。