承德市柳河流域农田土壤重金属含量调查与评价

王梦雨+张静

摘要：针对河流灌区农用地土壤重金属污染问题，采用野外调查和室内分析相结合的方法，对承德市柳河流域农田土壤中重金属进行调查，研究了柳河流域农田土壤中重金属含量特征，并使用单因子指数法和内梅罗综合指数法对土壤重金属进行了污染评价。结果表明，该地区农田土壤中重金属均未超过中国食用农产品产地土壤环境质量评价标准，但该地区农田土壤中Cd、Zn、Ni存在不同程度积累现象，应予以重视。总体来说，该地区农田土壤未受到土壤重金属污染，属于清洁水平，原种植模式可继续使用。

关键词：柳河；农田土壤；重金属；调查；承德市

中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2018）01-0027-02

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.01.007

Abstract： Aiming at the pollution of heavy metal pollution in soil， heavy metals of Liuhe River surrounding farmland in Chengde city was surveyed using the combination of field investigation and indoor analysis. The characteristics of heavy metals content in soil of farmland were studied and pollution assessment was carried out by single factor index method and Nemerow index. The results showed that， the heavy metals contents were not exceeded the limit of Chinese farmland environmental quality evaluation standards for edible agricultural products， but the contents of Cd， Zn and Ni were accumulated in different degrees in soil. The soil of this area was not polluted， and the original planting mode， planting method and irrigation method could be continued.

Key words： Liuhe River； farmland soil； heavy metals； survey； Chengde city

近年来水资源缺乏，已经成为全球性的问题[1]。中国农业迅速发展，农业用水短缺问题日益突出，粮食安全生产无法得到保障[2]。20世纪中期人们为解决水资源短缺问题，河水灌溉方式逐渐形成，主要集中于缺水较为严重的黄淮海、辽河地区，如河北石家庄洨河灌区[3]、河北保定府河灌区[3]等。而随着河流水质变差，河流污染物成分日渐复杂、数量较大，超出河流的自净能力及承载能力，其污染物随灌溉进入周边农田中，造成农田出现重金属及其他污染现象频发[4，5]。而农产品对污染物具有一定的富集性，进而出现农产品安全问题，严重威胁到人类健康。研究表明，污染的河流灌溉可造成灌区农田及农作物的重金属污染[4]。孙雷等[6]研究表明，土壤中重金属积累的主要原因之一来自灌溉。因此，了解灌区农田土壤重金属污染现状并做出评价具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

承德市地处河北省东北部，位于华北和东北的过渡地带，介于北纬40°12′-42°37′，东经115°54′-119°15′。柳河发源于燕山山脉主峰雾灵山的脚下，源于兴隆县，自南向北纵贯兴隆县城区，在该县柳河口注入滦河。承德县境内流长29 km，流域面积190 km2，平均径流量0.42亿m3。“十一五”期间研究发现，柳河断面达标率61.60%，22.00%功能区划未达到要求，而柳河为周边农田灌溉水源[7]。

1.2 样品的采集与制备

根据前期对柳河水周边农田的灌溉及种植制度的调查结果，以具有代表性、随机性及典型性对柳河周边农田进行实地取样调查。取0～20 cm农田土壤，同时进行GPS定位，共取样40个。

1.3 样品的测定与分析

土壤样品风干后过尼龙筛，土壤粒径为1 mm，土壤中重金属含量依照中国土壤环境质量评价标准（GB 15618-1995）中各重金属含量处理-分析测定方法进行测定，并同时使用国家标准物质进行质量监控，以确保监测的精确度。

1.4 土壤重金属污染评价方法

目前，对土壤中重金属元素评价方法很多，结合本试验土壤特征，使用单因子指数法、内梅罗综合指数法对农田土壤现状进行评价。

1.5 数据统计分析

采用Microsoft Excel 2007对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 农田土壤重金属含量特征分析

对柳河周边农田进行取样调查，结果（表1）显示，土壤中重金属均未超过中国食用农产品产地土壤环境质量评价标准，但其中Hg、Cd、Zn、Pb、As含量的变异系数均不低于50%，说明这5种重金属含量受周边环境及人为因素影响较大，如农田灌溉、施肥等人为因素。另外，土壤中Cd、Zn、Ni含量虽未出现超标现象，但其含量最大值分别为标准值的56.67%、68.40%和55.20%，超过标准限值50%，说明该地区农田土壤中Cd、Zn、Ni存在不同程度的积累现象，应予以重视。

2.2 农田土壤重金属污染评价

对该地区农田土壤中各重金属分别进行单因子评价，结果见表2。由表2可知，各重金属单因子评价指数（Pi）均未超过1，说明该地区农田土壤未受到污染，且各指標均低于0.5，说明利用柳河水进行农田灌溉未造成土壤重金属污染，各重金属在土壤中无明显积累现象。对农田土壤中重金属进行内梅罗综合指数（P综）评价可知，内梅罗综合指数为0.26，该地区土壤中重金属含量处于安全等级，属于清洁水平，原种植模式及种植方法均可继续使用，农田仍可使用柳河水灌溉，对人体暂无影响，适合大力发展清洁农业生产，可大面积推广种植食用农产品。

3 结论

柳河流域农田土壤中重金属均未超过中国食用农产品产地土壤环境质量评价标准，该地区农田未受到土壤重金属污染，属于清洁水平，原种植模式及种植方法均可继续使用。但土壤中Cd、Zn、Ni存在不同程度积累现象，应予以重视。

参考文献：

[1] 陈 静.虚拟水引出缓解水资源短缺问题的新途径[J].中国农村水利水电，2008（4）：8-10，12.

[2] 曾雨晴，潘洪义，周介铭，等.基于空间自相关的人均耕地面积时空格局变化研究——以四川省为例[J].江苏农业科学，2015， 43（9）：388-391.

[3] 薛占军.河北省主要污灌土壤质量及其污染风险评价研究[D].河北保定：河北农业大学，2012.

[4] 陈 涛，常庆瑞，刘 京，等.长期污灌农田土壤重金属污染及潜在环境风险评价[J].农业环境科学学报，2012，31（11）：2152-2159.

[5] 辛术贞，李花粉，苏德纯.我国污灌污水中重金属含量特征及年代变化规律[J].农业环境科学学报，2011，30（11）：2271-2278.

[6] 孙 雷，赵 烨，李 强，等.北京东郊污水与清水灌区土壤中重金属含量的比较研究[J].安全与环境学报，2008，8（3）：29-33.

[7] 李永丽，刘静玲.滦河流域不同时空水环境重金属污染健康风险评价[J].农业环境科学学报，2009，28（6）：1177-1184.endprint