闵行区耕地土壤重金属污染现状调查分析

吴君兰 黄芹花

（上海市闵行区农产品质量安全中心，上海 201109）

食品安全是人民群众比较关心的问题之一，直接关系到人们的身体健康和生命安全。近年来，由于工业的快速发展、城市垃圾的处理不当、农药和化肥的广泛使用等，导致耕地土壤面临着较大的重金属污染风险。然而，耕地是农产品生产的重要基础，若耕地土壤遭受重金属污染，则其种植的农产品也有可能存在重金属污染风险，从而对人类健康构成威胁[1]。鉴于此，笔者于2022年对上海市闵行区87家合作社的耕地土壤中的重金属含量进行了调查分析，以期建立地产农产品安全预警体系以及闵行区地产农产品安全监测档案和数据库，进而降低闵行区地产农产品遭受重金属污染的风险。现将相关调查结果报道如下。

1 调查方法

1.1 调查对象与范围

依据闵行区不同类别合作社的分布情况，确定土壤样本采集点位和数量。本次调查共涉及全区8个街镇的87 家不同类别的合作社，其中，粮食类合作社26家、蔬菜类合作社33 家、经作类合作社11家、复合类合作社17家，合作社具体分布情况见表1。调查分析项目主要为耕地土壤中的铜、锌、铅、铬、镉、砷、汞、镍的含量。

表1 不同类别合作社的分布情况（单位：家）

结合闵行区实际，确定调查研究单元和在各调查单元中布设调查点位[2]。具体为：按照《NY/T 395-2012 农田土壤环境质量监测技术规范》的要求布设土壤采样点，每家合作社布设1～2 个采样点，87家合作社共布设91个采样点，并依据土地利用方式的不同，将采样点分为粮田、菜田、经作田（主要种植草莓、葡萄、梨、桃、柑橘等水果）三大类，其中，粮田采样点32 个、菜田采样点42个、经作田采样点17个，共采集土壤样本91个。各采样点均采用梅花7点取样法取样，粮田、菜田的土壤采样深度为0～20 cm，经作田的土壤采样深度为0～40 cm，每个样本共采集土壤1.5～2.0 kg，袋内及袋上均放置标签，记录采样点的田块编号。具体土壤样本分布情况见表2。

表2 土壤样本分布情况（单位：个）

1.2 土壤样本分析检测

土壤样本的实验室分析参照相关国家标准或农业行业标准执行，同时执行可疑数据审核制度，以确保土壤样本检测结果的准确性、可靠性。所有结果数据均利用Excel 软件进行统计分析。

1.3 耕地土壤评价标准

依据GB 15618-2018《土壤环境质量标准 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》和《耕地土壤重金属污染评价技术规程》进行耕地土壤重金属污染安全性评价。农用地土壤污染风险筛选值见表3。

表3 农用地土壤污染风险筛选值（常规项目） （单位：mg/kg）

1.4 评价方法

1.4.1 耕地土壤重金属单项污染指数评价

单项污染指数计算公式为Pi=Ci÷Si，其中，Pi指单项污染指数，Ci指污染物实测值，Si指污染物评价标准。Pi＜1为单项污染物未超标，Pi＞1为单项污染物超标。

1.4.2 耕地土壤重金属综合污染指数评价

综合污染指数是在单项指数评价基础上，采用内梅罗污染指数法评价土壤重金属的综合污染，以突出最高一项污染指数的作用。计算公式为

表4 耕地土壤重金属综合累积指数等级划分标准

2 结果与分析

2.1 闵行区耕地土壤重金属含量现状

由表5可知，本次所调查的闵行区耕地土壤样本的重金属含量均低于《GB 15618-2018 土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中规定的农用地土壤污染风险筛选值，表明闵行区农用地土壤的重金属污染风险低。

表5 闵行区耕地土壤重金属含量范围及其平均值

2.1.1 铅含量

由表5可知，闵行区耕地土壤中的铅含量在16～39 mg/kg 之间，平均含量为23 mg/kg。其中，经作田的平均铅含量最低，为21 mg/kg，其次是菜田和粮田，平均铅含量分别为23 mg/kg 和24 mg/kg。闵行区铅含量最低和最高的耕地土壤分别分布在华漕镇和吴泾镇的个别菜田。

2.1.2 镉含量

由表5可知，闵行区耕地土壤中的镉含量在0.03～0.27 mg/kg 之间，平均含量为0.10 mg/kg。其中，经作田的平均镉含量最低，为0.09 mg/kg，菜田和粮田的平均镉含量均为0.10 mg/kg。闵行区镉含量最低和最高的耕地土壤分别分布在浦锦街道和浦江镇的个别菜田。

2.1.3 铬含量

由表5可知，闵行区耕地土壤中的铬含量在55～97 mg/kg 之间，平均含量为77 mg/kg。其中，粮田的平均铬含量最低，为69 mg/kg，其次是菜田和经作田，平均铬含量分别为78 mg/kg 和85 mg/kg。闵行区铬含量最低和最高的耕地土壤分别分布在浦江镇的个别粮田和经作田。

2.1.4 汞含量

由表5 可知，闵行区耕地土壤中的汞含量在0.041 ～0.280 mg/kg 之间，平均含量为0.110 mg/kg。其中，经作田的平均汞含量最低，为0.094 mg/kg，其次是菜田和粮田，平均汞含量分别为0.110 mg/kg 和0.120 mg/kg。闵行区汞含量最低的耕地土壤分布在浦锦街道的个别菜田，汞含量最高的耕地土壤分布在浦江镇的个别粮田。

2.1.5 砷含量

由表5可知，闵行区耕地土壤中的砷含量在4.21～11.80 mg/kg 之间，平均含量为6.82 mg/kg。其中，经作田的平均砷含量最低，为6.50 mg/kg，其次是菜田和粮田，平均砷含量分别为6.81 mg/kg和7.01 mg/kg。闵行区砷含量最低的耕地土壤分布在华漕镇的个别菜田，砷含量最高的耕地土壤分布在浦江镇的个别经作田。

2.1.6 铜含量

由表5可知，闵行区耕地土壤中的铜含量在15～59 mg/kg 之间，平均含量为38 mg/kg。其中，经作田的平均铜含量最低，为34 mg/kg，其次是粮田和菜田，平均铜含量分别为36 mg/kg 和41 mg/kg。闵行区铜含量最低、最高的耕地土壤分别分布在浦江镇的个别经作田和菜田。

2.1.7 锌含量

由表5可知，闵行区耕地土壤中的锌含量在83～208 mg/kg 之间，平均含量为136 mg/kg。其中，粮田的平均锌含量最低，为125 mg/kg，其次是经作田和菜田，平均锌含量分别为134 mg/kg 和146 mg/kg。闵行区锌含量最低、最高的耕地土壤均分布在浦江镇的个别菜田。

2.1.8 镍含量

由表5可知，闵行区耕地土壤中的镍含量在12～48 mg/kg 之间，平均含量为35 mg/kg。其中，粮田的平均镍含量最低，为32 mg/kg，其次是菜田和经作田，平均镍含量分别为35 mg/kg 和41 mg/kg。闵行区镍含量最低、最高的耕地土壤分别分布在浦江镇和浦锦街道的个别粮田。

2.2 闵行区耕地土壤重金属污染评价

2.2.1 单项污染指数评价

本次调查共采集土壤样本91个，根据各项指标的测定结果，并依据相关标准对其逐一进行单项污染指数评价。由表6可知，闵行区耕地土壤中铅、镉、铬、汞、砷、铜、锌、镍等重金属的单项污染指数在0.01～0.98 之间，均小于1，说明各单项污染物均未超标。

表6 闵行区耕地土壤重金属单项污染指数及综合污染指数

粮田中，平均单项污染指数最高的是铜（0.45），锌、砷、镍、铬、汞、镉、铅的平均单项污染指数分别为0.42、0.31、0.27、0.22、0.17、0.16、0.15；单项污染指数中最高的是铜（0.98），最低的是汞（0.05），均分布在浦江镇的个别田块。

菜田中，平均单项污染指数最高的是锌（0.56），铜、铬、镍、镉、砷、铅、汞的平均单项污染指数分别为0.47、0.37、0.28、0.26、0.24、0.17、0.04；单项污染指数中最高的是铜（0.98），最低的是汞（0.01），均分布在浦江镇的个别田块。

经作田中，平均单项污染指数最高的是锌（0.47），铜、铬、镍、砷、镉、铅、汞的平均单项污染指数分别为0.36、0.36、0.26、0.25、0.18、0.14、0.03；单项污染指数中最高的是锌（0.77），分布在七宝镇的个别田块，最低的是汞（0.01），分布在浦江镇的个别田块。

2.2.2 综合污染指数评价

由表6、表7、表8 可知，闵行区耕地土壤重金属综合累积污染指数在0.23～0.79之间，平均综合污染指数以菜田最高（0.46），其次是粮田和经作田，分别为0.41和0.38。闵行区耕地土壤重金属综合污染指数符合1级清洁的样本数量占比为94.5%，符合2级尚清洁的样本数量占比为5.5%。其中，符合1级清洁（P综≤0.7）的粮田土壤样本数量为30个、占比为93.8%，菜田土壤样本数量为39个、占比为92.9%，经作田土壤样本数量为17个、占比为100.0%。符合2 级尚清洁（0.7 ＜P综≤1.0）的粮田土壤样本数量为2个、占比为6.2%，菜田土壤样本数量为3个、占比为7.1%。符合2 级尚清洁的耕地土壤主要分布在浦江镇的个别粮田和菜田、华漕镇的个别菜田以及颛桥镇的个别粮田。

表7 土壤重金属综合污染指数不同等级样本分布

表8 闵行区耕地土壤综合评价为尚清洁样本分布

3 结 论

本次调查结果表明，闵行区耕地土壤重金属含量均低于《GB 15618-2018 土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中规定的农用地土壤污染风险筛选值，表明闵行区农用地土壤的重金属污染风险低，总体安全，未出现一种或几种重金属的轻度、中度或重度累积。其中，在调查耕地土壤样本中，综合污染评价为1 级清洁的样本数量为86 个、占比为94.5%，综合污染评价为2 级尚清洁的样本数量为5 个、占比为5.5%；综合污染指数表现为经作田＜粮田＜菜田；评价为1 级清洁的耕地土壤样本中，经作田、粮田、菜田的数量占比分别为100.0%、93.8%、92.9%，评价为2 级尚清洁的耕地土壤样本中，粮田、菜田的数量占比分别为6.2%、7.1%，全区所有经作田均未出现2 级尚清洁耕地土壤；在评价为2 级尚清洁的耕地土壤样本中，有一种或几种重金属累积处于污染警戒限，且其主要分布在浦江镇的个别粮田和菜田、华漕镇的个别菜田以及颛桥镇的个别粮田。因此，今后工作中应加强对此类耕地土壤的动态监测，以确保闵行区地产农产品生产源头的安全无污染。

4 讨 论

重金属污染对作物生长有明显的抑制作用，且不同类型的农作物对重金属的富集程度与农作物种类、重金属污染元素及土壤功能区有关[3]。另外，相关研究结果表明，土壤性质、气候、灌溉水源、利用方式和施肥水平等因素对耕地土壤重金属累积有一定影响[4]。

在本次调查中，从不同土地利用方式来看，闵行区耕地土壤重金属综合累积污染指数以菜田最高，其次是粮田和经作田。分析其原因，可能与菜田特殊的农业生态系统有关[5]，与种植水稻为主的粮田和经作田相比，菜田具有高施肥量、高复种指数和高频度农事操作等特点，故增加了土壤重金属累积的风险。

本次调查还发现，不同耕地类型的不同重金属累积程度有所不同，分析其原因：（1）土壤中重金属受自然或工业化因素影响，具有难降解、迁移性弱的特点。（2）不同农作物对同一种重金属以及同一种农作物对不同重金属的吸收和积累均存在差异，由此导致不同重金属或同一重金属在不同土地利用方式下的累积程度各异。

此外，在不同土地利用方式下，平均单项污染指数相对偏高的有锌、铜，而且锌含量高的土壤样本的铜、铬、镍、镉含量也相对较高，呈现出复合的趋势，其原因和机理有待进一步探讨。