海南省水果产地土壤环境质量评价

谢茵

摘 要 采用单项与综合质量指数法，以海南省水果产地的土壤为研究对象，开展土壤中重金属Hg、As、Pb、Cd、Cr和农药残留六六六、滴滴涕含量的抽样调查分析与评价。结果表明，全省水果产地土壤重金属和农药残留的均值均小于《食用农产品产地环境质量评价标准》（HJ 332-2006）规定的限值，各土壤监测指标的单项质量指数均小于0.7，综合质量指数为0.31，均定为1级，土壤环境质量属于清洁水平，适宜种植无公害水果；部分产地土壤中重金属含量有超标现象，海口有部分样品Hg、As、Pb、Cd、Cr超标，昌江有部分样品Cd、Cr超标，三亚有部分样品Pb、Cd超标，东方有部分样品As超标，万宁有部分样品Pb超标，澄迈、乐东、定安、文昌、临高均以Cr超标为主。土壤重金属含量间多呈正相关，其中As与Cd、Pb与Cr之间影响达到显著水平。

关键词 水果 ；土壤 ；环境质量 ；评价

中图分类号 X825 文献标识码 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2017.11.008

Evaluation on Environmental Quality of Soils in Fruit Producing Areas

of Hainan Province

XIE Yin

（Rural Energy & Environmental Agency， Hainan Provincial Department of Agriculture，

Haikou， Hainan， 571100）

Abstract The soil heavy metals contents of Hg， As， Pb， Cd， Cr， and pesticide residue benzex， DDT， in fruit producting areas of Hainan province were investigated by randomly sampling. The environmental quality conditions of these heavy metals and pesticide residue were evaluated by single quality index and complex quality index. The results showed that the average content of heavy metals and pesticide residue in fruit producing areas were all under the limit value prescribed by"HJ 332-2006". The single quality indices of seven elements were all lower than 0.7. The comprehensive quality index of seven elements was 0.31. The soil environmental quailty were all set at the first class belonging to clean level and were fit for the plantation of no pollution fruit. The content of heavy metals in some areas were beyond the limit values， Hg， As， Pb， Cd， and Cr content of Haikou samples exceeds bid. Cd and Cr content of Changjiang samples exceeds bid； Pb and Cd content of Sanya samples exceeds bid. As content of Dongfang samples exceeds bid. Pb content of Wanning samples exceeds bid. Cr content of Chengmai， Ledong， Dingan， Wenchang， and Lingao samples exceeds bid. Most of the soil heavy metals were positively correlated in contents， and the correlation of As，Cd， Pb and Cr reached a significant level.

Keywords Fruit ； soil ； environmental quality ； evaluation

土壤是農作物生产的基础和载体，其环境质量通常用来评价土壤容纳、吸收及降解农业生态环境中污染物的能力，土壤环境质量的优劣直接影响到农产品安全[1-4]。近年来，由于农用化学品的超高量使用、工业“三废”污染、塑料薄膜的大量使用、城镇生活污水不达标排放等，大量的污染物被直接或间接的排放到农业环境中，使得土壤生态系统功能遭受破坏，土壤健康状况变差，土壤酸化趋势严重，土壤中重金属的累积比20世纪初明显增加，进而威胁到水果产地的安全性[5-7]。水果产地土壤环境受到污染，导致土壤养分失衡和质量退化，严重影响中国水果产业的高效发展及国际竞争力。土壤作为影响水果中重金属和农药残留含量重要的环境因素之一，开展土壤中重金属和农药残留含量的监测与评价，有助于了解水果产地的土壤健康状况，对降低水果中重金属和农药残留的含量，提高水果的产量、品质及质量安全，保障人民的身体健康具有重要意义。海南省作为中国最大的“热带宝地”，土地总面积344.2万hm2，占中国热带和亚热带地区土地总面积的42.5%，雨水充沛，光温充足，是中国最重要的热带水果生产基地[8-10]。笔者对海南省水果产地的土壤进行跟踪监测与调查分析，并开展了重金属Hg、As、Pb、Cd、Cr和农药残留六六六、滴滴涕含量的综合评价，旨在全面掌握海南省水果产地土壤环境质量现状，为海南省无公害水果的生产和国家热带水果基地建设提供理论支撑。endprint

1 材料与方法

1.1 材料

海南省的水果产地分布在18个市县（不含三沙市），以种植荔枝、龙眼、香蕉、芒果、莲雾、火龙果、哈密瓜、西瓜、番木瓜、凤梨、菠萝蜜、樱桃、椰子、杨桃、柚子等为主，土壤主要是由花岗岩、玄武岩、 砂页岩、变质岩发育而成的砖红壤、赤红壤等。

1.2 方法

1.2.1 样品采集

2014～2016年，对海南省18个市县（不含三沙市）水果产地的土壤进行了抽样调查与采样。海口市土壤样品采集于东山、甲子、龙泉、灵山、演丰、永兴、大坡、旧州、云龙、三门坡等10个乡镇，三亚市土壤样品采集于吉阳、天涯、海棠、崖州等4个区，澄迈县土壤样品采集于桥头、福山、金江等3个乡镇，乐东县土壤样品采集于九所、千家、利国、尖峰等4个乡镇，儋州市土壤样品采集于东城、南丰、那大、海头、雅星等5个乡镇，东方市土壤样品采集于八所、四更、大田、感城、天安等5个乡镇，定安县土壤样品采集于定城、新竹、黄竹、龙门等4个乡镇，文昌市土壤样品采集于东路、冯坡、大致坡、翁田等4个乡镇，万宁市土壤样品采集于万城、三更罗、大茂、长丰、龙滚等5个乡镇，临高县土壤样品采集于临城、波莲、皇桐等3个乡镇，昌江县土壤样品采集于乌烈、十月田、七叉、叉河等4个乡镇，琼海市土壤样品采集于中原、大路、长坡、博鳌、福田等5个乡镇，陵水县土壤样品采集于三才、提蒙、英州、新村等4个乡镇，琼中县土壤样品采集于营根、上安等2个乡镇，五指山市土壤样品采集于南圣、水满等2个乡镇，屯昌县土壤样品采集于坡心、屯城、枫木等3个乡镇，白沙县土壤样品采集于七坊、牙叉等2个乡镇，保亭县土壤样品采集于加茂、什玲等2个乡镇。根据各产地条件、面积及种植规模来确定采样的数量。按照“S”形法，每个土样由10～20个分点（0～40 cm）构成。共采集土样322个，见表1。每次采回的土样均放在木盘中或塑料布上，摊成薄薄的一层，置于室内通风阴干。风干后的土样，倒入钢玻璃底的木盘上，用木棍研细，拣出杂质，根据检测需要处理备用。

1.2.2 检测方法

pH值测定按照标准GB 7859-1987执行；总汞（Hg）测定按照标准GB/T 17136-1997执行；总砷（As）测定按照标准GB/T 17134-1997执行；总铅（Pb）和总镉（Cd）测定按照标准GB/T 17171-1997执行；总铬（Cr）测定按照标准GB/T 17137-1997执行；六六六和滴滴涕测定按照标准GB/T 14550-2003执行。

1.3 评价方法与数据分析

以标准《农产品安全质量无公害水果产地环境》（GB/T 18407.2-2001）中土壤质量项目为监测指标[11]；评价标准及方法采用标准《食用农产品产地环境质量评价标准》（HJ 332-2006）[12]，各指标的评价标准及方法见表2和表3。土壤监测指标单项与综合质量指数、样本超标率计算公式如下。

（1）Pi全量=Ci/Si，式中Pi全量为土壤监测指标i的单项质量指数，Ci为土壤监测指标i的实测浓度（mg/kg），Si为土壤监测指标i的单项评价指标值（mg/kg）；

（2）P综合={[P2i全量max+P2i全量ave]/2}1/2，式中P综合为土壤综合指数，Pi全量max为土壤监测指标中单项指数最大值，Pi全量ave为土壤监测指标中各单项指数的平均值；

（3）C=（N/M）×100%，式中C为土壤样本超标率（%），N为土壤超标样本总数（个），M为土壤监测样本总数（个）。

采用Microsoft Office Excel 2007、SAS 9.0 等進行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 海南省水果产地土壤监测指标含量统计

由表1可知，海南省水果产地土壤pH均值为5.46，范围为3.90～8.00，其中临高产地土壤pH均值最大，为5.97，昌江产地次之（5.76），琼海产地最小（4.54）。由表4可知，全省水果产地土壤质量监测指标Hg、As、Pb、Cd、Cr、六六六、滴滴涕的均值依次为0.05、5.87、19.72、0.08 、60.90、0.00、0.00 mg/kg，均低于“HJ 332-2006”规定的限值。全省不同取样点监测指标的均值差异非常大，变异系数为0.00%～435.21%，其中As的变异系数最大，Cd次之，六六六、滴滴涕的变异系数最小（均为0）。本研究结果显示，全省部分取样点的土样还出现Hg、As、Pb、Cd、Cr含量超标现象，其中Cr的超标率最大，为13.35%，Cd次之（3.73 %），Hg的超标率最小（0.93%）。就各产地而言，除临高产地Cr的平均含量超过其限值外，其余产地监测指标的平均含量均低于“HJ 33-2006”规定的限值。儋州、琼海、陵水、琼中、五指山、屯昌、白沙、保亭产地均未发现监测指标平均含量超标现象；澄迈、乐东、定安、文昌、临高产地的部分取样点出现了Cr含量超标的现象，超标率依次为9.09%、5.00%、31.25%、16.67%、62.50%；海口产地的部分取样点出现了Hg、As、Pb、Cd、Cr含量超标现象，超标率依次为3.16%、3.16%、1.05%、9.47%、28.42%；三亚产地的部分取样点出现了Pb、Cd含量超标现象，超标率均为2.99 %；东方产地的部分取样点出现了As含量超标现象，超标率均6.25%；万宁产地的部分取样点出现了Pb含量超标现象，超标率为22.22%；昌江产地的部分取样点出现了Cd、Cr含量超标现象，超标率均为12.50%。

各水果产地土壤质量监测指标含量差异较大，18个集中采样的市县中，海口、澄迈、定安、文昌、临高、昌江、琼海、陵水、琼中、五指山、白沙产地均为Cr的平均含量最大，依次为102.61、78.10、124.64、75.30、160.49、78.57、51.66、35.38、38.64、18.22、33.18 mg/kg；三亚、乐东、儋州、东方、万宁、屯昌、保亭产地均以Pb平均含量最大，依次为15.91、23.53、17.57、9.18、32.49、21.23、18.17 mg/kg；18个产地均以六六六、滴滴涕的平均含量最小（均为0 mg/kg）。各产地监测指标的变异系数分别为：海口0～410.14%，三亚0～436.49%，澄迈0～101.99%，乐东0～198.48%，儋州0～87.15%，东方0～161.83%，定安0～141.03%，文昌0～123.61%，万宁0～126.78%，临高0～83.09%，昌江0～229.27%，琼海0～180.09%，陵水0～145.81%，琼中0～71.37%，五指山0～98.15%，屯昌0～91.37%，白沙0～110.20%，保亭0～97.63%。18个产地监测指标平均含量排在前三位的均为Cr、Pb、As。同时发现，海南省水果产地土壤中农药残留六六六和滴滴涕的含量均为0，说明其产地土壤受农药残留的影响极小。endprint

2.2 海南省水果产地土壤环境质量评价

海南省水果产地土壤环境质量评价结果见表5。由表5可看出，以“HJ 332-2006”为评价依据，全省水果产地土壤重金属Hg、As、Pb、Cd、Cr和农药残留六六六、滴滴涕的单项质量指数均<0.7，其中Cr的质量指数最高，为0.41，Cd次之（0.26）。结合各监测指标的单项与综合质量指数（0.31），对全省水果产地的土壤环境质量进行综合评价，均定为1级，属于清洁水平，适宜发展无公害水果。

就各产地而言，临高县产地土壤质量监测指标的综合指数（0.78）最高，其次是定安县产地（0.60），五指山产地（0.14）最低。在各产地监测指标的单项质量指数中，除定安、临高产地Cr的单项质量指数>0.7外，其余监测指标的单项质量指数均≤0.7，海口0.22～0.68，三亚0.07～0.29，澄迈0.09～0.52，乐东0.08～0.40，儋州0.06～0.24，東方0.06～0.36，定安0.16～0.83，文昌0.07～0.50，万宁0.07～0.46，临高0.07～1.07，昌江0.07～0.52，琼海0.15～0.37，陵水0.12～0.24，琼中0.05～0.34，五指山0.03～0.18，屯昌0.03～0.34，白沙0.13～0.25，保亭0.04～0.39。海口、澄迈、定安、文昌、临高、昌江产地均以Cr的单项质量指数最高，乐东、儋州、东方、万宁、琼中、五指山、屯昌、白沙、保亭产地均以Pb的单项质量指数最高，陵水产地以Cr、Cd的单项质量指数最高（均为0.24），三亚、琼海产地均以Cd的单项质量指数最高，18个产地均以六六六、滴滴涕的单项质量指数最低（均为0）。因此，临高产地土壤环境质量为2级，为尚清洁水平；其余产地土壤环境质量均为1级，均为清洁水平；整体来看，各产地土壤环境质量比较优良，适宜种植无公害水果。

2.3 海南省水果产地土壤重金属含量相关分析

海南省水果产地土壤重金属含量的相关分析见表6。由表6可以看出，重金属Hg与Pb和Cd、As与Pb、Pb与Cr之间存在着负相关，相关系数依次为-0.23、-0.06、-0.23、-0.74，其中Pb与Cr在含量上存在显著关系；重金属Hg与As和Cr、As与Cd和Cr、Pb与Cd、Cd与Cr之间存在着正相关，相关系数依次为0.05、0.32、0.48、0.29、0.26、0.13，其中As与Cd在含量上存在着显著关系。由此可见，海南省水果产地的土壤重金属之间多呈正相关，且重金属之间在含量上存在着相互影响。

3 结论与讨论

本研究结果表明，全省水果产地土壤监测指标Hg、As、Pb、Cd、Cr、六六六、滴滴涕的平均含量均低于“HJ 332-2006”规定的限值。就各产地而言，除临高产地Cr的平均含量超过其限值外，其余产地监测指标的平均含量均低于“HJ 332-2006”规定的限值。结合各监测指标的单项与综合质量指数进行综合评价，全省水果产地土壤环境质量定为1级，为清洁水平；临高产地土壤环境质量定为2级，为尚清洁水平，其余产地土壤环境质量均定为1级，均为清洁水平。总体上看，海南省水果产地的土壤环境质量比较优良，达到无公害水果产地环境的要求，适宜发展无公害水果，但是，已有部分产地存在重金属含量超标的情况，海口有部分样品Hg、As、Pb、Cd、Cr超标，昌江有部分样品Cd、Cr超标，三亚有部分样品Pb、Cd超标，东方有部分样品As超标，万宁有部分样品Pb超标，澄迈、乐东、定安、文昌、临高均以Cr超标为主。

Boruvka等[13]、郑国璋等[14]研究认为，土壤中Cr主要来源于地质，其含量与成土母质密切相关，玄武岩发育的土壤Cr含量可达167.3 mg/kg。王景华[15]、郭宇[16]、廖香俊等[17]研究报道，海南玄武岩母质发育的砖红壤中Cr 含量超标，相对其他母质土壤而言，重金属Cr属于高背景含量。临高水果产地土壤重金属Cr的平均含量为160.49 mg/kg，超过其限制（150 mg/kg）的6.99%，推测与该地区土壤为玄武岩发育的砖红壤、赤红壤有关。张永发等[10]研究显示，海南主要农产品产地土壤不同程度的受到了重金属污染，海口部分土壤Cd、Hg和Cr超标，三亚部分土壤Cd 超标；林电等[18]研究了海南香蕉园土壤中重金属现状及变化趋势，得出儋州、临高、东方、乐东、昌江蕉园土壤Cd、Hg含量比对照土有所增加；本文研究结果与此相一致。

由于海南高温高湿，雨水充沛，耕地复种指标高，病虫害种类繁多，化肥农药用量比较大，亩均用量远高于全国平均水平。海南省水果产地土壤中重金属Hg、As、Pb、Cd和Cr的超标可能与化肥农药的超高量使用有关。过磷酸钙和钙镁磷肥中Cd含量通常较高，氮、磷、钾肥中往往含有Hg元素，商品有机肥和畜禽粪便中含有Hg、Cd和Cr元素（其中Cr含量偏高），某些杀虫剂和杀菌剂中Hg含量一般较高[19-20]。土壤中重金属含量通常受化肥农药超高量使用、污水灌溉、污泥使用、工业“三废”污染、塑料薄膜使用、土壤母质、城镇生活污水不达标排放、汽车尾气排放、人类活动等的影响[21-25]。有研究显示，在靠近工矿企业周边、大中城市郊区、污水灌溉区等附近种植农产品，其土壤中重金属含量往往偏高[26-28]。通过对海南省各水果产地的土壤重金属均值进行相关分析，结果显示，各重金属之间多呈正相关，其中Cd与As、Cr与Pb之间影响达到显著水平，由此可以推测，重金属之间存在相互影响[29-30]。综上所述，海南省水果产地的土壤已经受到重金属含量的影响，建议采取化肥农药减少增效技术、农业面源污染综合防治技术、清洁生产工艺技术、杜绝污水灌溉和污泥使用等措施，从而降低水果产地土壤重金属和农药残留的含量，防止水果受到污染，确保水果质量安全。

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