2020年嘉兴市农村土壤环境质量状况分析

余建林，李 莉，俞丽琅，苏营营，马艳玲

(浙江省嘉兴生态环境监测中心，浙江 嘉兴 314000)

1 引言

土壤是指地球陆地表面具有一定肥力，能生长作物的疏松表层，对地球生态和生物都有极其重要的作用。人类95%的食物都直接或间接的来源于土壤。除此之外，它还是地球重要的碳库、能净化空气，减缓气候变化，维持生态系统的健康、能过滤、净化和储存水分；它通过微生物的分解作用来保证物质循环确保动植物能不停地利用这些物质；为地球上所有的生物提供基本的生命支撑。

土壤的形成是一个极其漫长的过程，形成1 cm厚的土壤需要1000多年的时间。由于土壤的不可再生性，一旦一个地区被过度开发，无序利用或者被严重污染，就会导致土壤退化。迄今为止，全球33%的土壤已经出现了严重的退化。中国的土壤安全形势也非常严峻，中国内地耕地面积占世界总耕地面积约8.6%，2019年中国内地人口约14亿，约占世界总人口的18.2%。人均耕地面积世界平均水平0.206 hm2约3.1亩，中国为0.097 hm2约1.5亩，中国人均耕地面积在195个国家中排名第118名，中国人均耕地资源占有量是世界平均水平的一半。所以了解土壤的环境质量状况，保证土壤的合理开发和可持续利用是非常重要的。

在土壤污染中，重金属污染具有潜伏时间长且不能降解的特点，不但对农作物的生长和质量造成长期不良影响，还会通过食物链的积累影响人类的健康[1～5]。研究表明，近年来土壤重金属污染程度持续加重，污染速率加快，值得引起足够的重视[6]。

内梅罗指数法是以单项污染指数为基础的综合污染程度评价方法，在突出污染最严重的污染因子的危害性的同时可以较为全面的反映多种污染物的共同作用[7～13]。本文采用单因子评价法和内梅罗指数法考察了2020年嘉兴市农村的土壤环境质量。

2 研究区域概况

嘉兴市位于浙江省东北部、长江三角洲杭嘉湖平原腹心地带，是长江三角洲重要城市之一。自古为繁华富庶之地，素有“鱼米之乡”“丝绸之府”的美誉，是中国共产党诞生地，是我国近代史上重要的革命纪念地；是长三角城市群、上海大都市圈重要城市、杭州都市圈副中心城市。嘉兴市虽然一直有“鱼米之乡”的美誉，但是人均耕地面积仅为0.043 hm2约0.645亩，远低于全国水平。并且，随着人口的增加和城市进程的推进，嘉兴市的人均耕地面积将会进一步下降；工业化和城镇化进程也会对土壤造成较大的污染。农村土壤质量，关系着农产品的产量与质量，与人民群众的健康息息相关，所以了解当地的农村土壤环境质量状况对于土壤环境质量保护和社会可持续发展有着极其重要的意义。

土壤污染中，比较突出的是重金属污染。由于重金属不能为土壤中的微生物所降解，会在土壤中积累并转化为毒性更大的甲基化合物，通过食物链在人体内蓄积，从而严重危害人体健康。了解农村土壤中的重金属污染情况，对于农业生产是非常重要的。

土壤中的重金属污染主要是由于人类活动的影响造成的。工业、交通及农业活动会将重金属等有毒有害物质带入土壤中，致使土壤重金属含量明显升高，造成生态环境恶化。近年来土壤环境质量与农产品安全研究和耕地质量调查评价大量测定资料，说明当前土壤环境污染程度不断加重[14]。

本文利用内梅罗指数法分析了2020年嘉兴市22个村庄的土壤监测数据，对嘉兴市农村土壤环境质量进行评价，希望为嘉兴市全面开展农村环境质量监测提供参考依据。

3 评价标准与方法

3.1 评价标准

本文采用《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)GB15618-2018》中的标准限值。

3.2 评价方法与分级

本文采用内梅罗指数法进行分级和评价。

单项污染指数计算：

Pi=Ci/Si

(1)

式(1)中，Pi为某项污染物的污染指数；Ci为污染物的实测值，Si为污染物的评价标准。

土壤污染物分担率的计算：

Ki=Pi/Pisum

(2)

式(2)中，Pisum为各项污染指数之和；

综合污染指数的计算：

(3)

式(3)中，i为某调查点位内梅罗综合污染指数，Piave为该点位土壤中各金属元素污染指数的算数平均值，Pimax为该点位土壤重金属元素的最大单项污染指数。表1具体列出了单项污染指标及内梅罗综合污染指数的分级标准。

表1 单项污染指标与内梅罗综合污染指数分级标准

4 结果与分析

4.1 土壤样品监测结果统计

在土壤监测中，样品pH≤6.5为酸性土壤；6.57.5为碱性土壤。2020年嘉兴市22个农村110个土壤监测点位中，有29个点位样品为酸性土壤样品；24个为中性土壤样品；57个为碱性土壤样品。根据农用地的类型，110个土壤监测点位被分为水田(28个)、果园(6个)及其他类型(76)。其中28个水田点中有14个点位为酸性土壤，占所有水田点位的50.0%，说明嘉兴市农村的耕作土地酸化问题较为严重。

根据《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)GB15618-2018》中的标准限值，2020年嘉兴市22个农村110个土壤监测点位中，4个监测点镉含量超过标准的风险筛选值；1个监测点铜含量超过标准的风险筛选值；1个监测点位铬含量、锌含量同时超过标准的风险筛选值；1个监测点位锌含量超过标准的风险筛选值。这些点位可能存在农用地土壤污染风险。

4.2 土壤单项污染指数评价

2020年嘉兴市110个农村土壤监测点位中，有7个点位的土壤为轻污染；主要超标污染物镉、锌和铜；有1个点位的土壤为中污染，主要超标污染物为镉。具体情况见表2。

表2 2020年嘉兴市农村土壤单项污染指数评价

4.3 土壤污染物分担率分析

污染物的分担率可以用来考察土壤的主要污染物。从总体来看，2020年嘉兴市110个土壤监测点位中，污染物分担率从大到小依次为：锌(0.184)>铬(0.146)>铜(0.144)>砷(0.133)>镉(0.127)>镍(0.125)>铅(0.098)>汞(0.044)。水田点位中，污染物的分担率情况为：锌(0.184)>铜(0.156)>砷(0.132)=镍(0.132)>镉(0.112)>铬(0.102)>汞(0.099)>铅(0.081)；果园点位中，污染物分担率情况为：镉(0.221)>锌(0.217)>铅(0.134)>铬(0.132)>镍(0.110)>砷(0.083)>铜(0.070)>汞(0.033)；其他土地类型中，污染物分担率排名为：锌(0.182)>铬(0.163)>铜(0.145)>砷(0.138)>镉(0.124)>镍(0.123)>铅(0.102)>汞(0.024)。

从各土地类型的污染物分担率来看，水田点位的主要污染物为锌、铜和砷；果园点位的主要污染物为镉、锌和铅；其他土地类型的主要污染物为锌、铬和铜。综合来看，2020年嘉兴市农村各污染点位中最突出的土壤污染物为锌，其余为镉、铬、铜和铅。

4.4 内梅罗综合污染指数评价

2020年嘉兴市110个农村土壤监测点位的内梅罗综合指数范围在0.20～1.49之间。其中，99个点位的内梅罗综合指数小于0.7，处于清洁范围，占比为90.0%；9个点位的内梅罗指数处于尚清洁的范围，占8.2%；有一个农田点位和居民区附近点位土壤属于轻度污染范围，它们的内梅罗指数分别为1.46与1.49，占比为1.8%。具体情况见表3。

从农用地类型来看，99个属于I级即土壤属于清洁的点位中，水田点位有26个，包括基本农田，菜地、灌溉区和水源地土壤监测点，占到所有水田点位的92.9%，说明2020年在开展监测的农村土壤中，绝大多数的水田点位土壤属于清洁的范围；6个果园点位中有5个属于I 级，占果园点位的83.3%；68个其他类型土地监测点的土壤属于I级，占所有其他类型土地的89.5%。属于尚清洁的9个(Ⅱ，警戒限)的点位中，1个为水田中的基本农田点位，1个为果园点位，其余7个为其他类型农用地(包括居民区周边、林地、菜地、疑似污染点位、垃圾场周边)；出现轻微污染的点位有两个，一个为水田中的基本农田点位，另一个为其他类型中的居民区周边点位。具体见表3。

表3 2020年嘉兴市农村土壤监测综合污染指数评价

从不同的酸碱性来看，29个酸性土壤监测点中，有1个为轻微污染点位，占比3.4%；5个点位的土壤处于尚清洁(警戒限)，占比17.2%；剩余的23个点位土壤属于清洁，占比为79.4%。24个中性土壤点位中，出现1个轻微污染点位，4个点位属于尚清洁，19个点位为清洁，分别占4.2%、16.7%和79.1%；57个碱性土壤监测点的土壤全部属于清洁。

总体来说，嘉兴市2020年的农村土壤监测结果显示，嘉兴市农村土壤基本属于清洁范畴，只有极少数监测点出现了轻微污染的现象，其中碱性土壤监测点的土壤均属于清洁范围；与此同时，水源地周边的土壤没有出现重金属超标现象。

5 结论及建议

5.1 结论

(1)2020年对嘉兴市22个村庄110个土壤点位进行监测结果显示，有6个点位存重金属指标(镉、铬、铜、锌)超标，镉元素最大超标倍数为0.25倍、锌的最大超标倍数为0.95倍；铬和铜各超标一次，超标倍数分别为0.02及0.16倍。

(2)单项污染指数评价表明，2020年嘉兴市110个农村土壤监测点位中，有7个点位属于轻污染，1个点位属于中度污染，超标污染物主要为镉、锌和铜。

(3)嘉兴市110个农村土壤监测点位中，有29个点位显示土壤为酸性，占比为26.4%。28个水田点位中，酸性土壤点位占比达到50.0%。说明嘉兴市农村的耕作土地酸化问题较为严重。主要原因为嘉兴地区在农田种植过程中，长期大量施用铵态氮肥以及过磷酸钙、氯化钾等酸性和生理酸性肥料造成的。除此之外大气污染和酸雨频率、强度的增加也使耕层土壤酸化明显。

(4)采用内梅罗综合污染指数法评价，2020年嘉兴市农村土壤基本属于清洁状态(90.0%)；8.2%的点位处于警戒限；另有1.8%的点位出现了轻度污染状况。总体来说，嘉兴市2020年农村土壤属于清洁的状态。其中全部碱性土壤点位都属于清洁状态。

5.2 建议

土壤中重金属污染来源众多，大气、水源、固体废弃物及农业投入品都可以成为土壤重金属污染的源头。土壤重金属污染不但可以导致土壤质量劣化，农产品质量和产量下降，而且还可通过径流、淋失，污染地表水和地下水，恶化水文环境，并可能直接毒害农作物和通过食物链危害人体健康。为了保障土壤质量的可持续发展，需要采取切实有效措施加强对土壤污染防控治理[15]。

首先，应该从源头上遏制土壤污染的加剧。土壤中重金属及其他污染物质主要来源于工业“三废”、城乡污水排放及农业投入品。来源广泛，监控难度较大。各部门应该各司其职，加强合作，加强污染源头的监督管理，严格控制污染物的排放。其次，应大力推动现代化生态农业的建设，合理利用化肥、农药，保护生态系统的平衡及生物多样性。第三，利用科学技术对污染严重的土壤进行修复[16, 17]。根据土壤污染的特性、污染程度及范围，结合技术、装备及当地经济水平，采取合适的修复技术进行土壤质量的修复。