成都市果园土壤铅分布特征及其有效性影响因素研究

王 科，邓劲松，李 浩，张 成，钟文挺，任树友，何玉亭，林巧玉

(1.成都市农业技术推广总站，四川 成都 610041；2.浙江大学环境与资源学院，浙江 杭州310058)

铅(Pb)作为土壤重金属污染物之一，广泛分布于自然界中，具有积累性强和污染难修复的特征[1]。土壤中过量的铅不仅会造成土壤污染，导致农作物品质下降，还可通过食物链进入人体，损害人类神经、造血系统及消化系统，对儿童的身体及智力发育影响严重[2]。近年来，由于工业“三废”的排放及过量农药和化肥的施用导致土壤重金属铅含量有升高的趋势[3]。成都市的水果产业近年来发展势头良好，果园面积逐步提升，到2015年水果总产量已达到130.81万t[4]，果园给种植户带来了收益的同时也带来土壤重金属污染的问题。因此，本文利用《2017～2018年度成都市耕(园)地土壤重金属普查》项目中采集的果园(柑橘、猕猴桃、葡萄及桃子)土壤重金属铅数据，分析成都市果园土壤铅的分布特征及其有效性影响因素，以期我市果园土壤铅环境风险控制提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

2017年5～12月期间，按照每33.33hm2布置一个样点的原则采集全成都市范围内的果园土壤样品。全市共16个县(市、区)采集了果园样品，总计2518个。样点主要分布在蒲江县、龙泉驿区、金堂县、邛崃市、都江堰市，果园类型主要为柑橘园(1109个)、猕猴桃园(440个)、桃园(544个)、葡萄园(384个)。采用棋盘法采样，土壤采样深度为0～60cm，多点混匀，四分法保留混合样1kg备用，土壤样品的采集与制备均按照《农田土壤环境质量监测技术规范(NY/T 395-2012)》进行。

1.2 分析方法

检测项目与方法见表1。检测质量控制：为保证分析质量，插入5%的国家标样进行质控。

表1 检测项目与方法

1.3 数据处理与评价标准

按照土壤环境质量标准(GB15618-2018)对果园土壤重金属铅超标情况进行初步评价，见表2。用统计软件SPSS17.0进行统计分析，用Microsoft Excel 2010进行图表制作。

表2 农用土壤污染风险筛选值

2 结果与分析

2.1 果园土壤铅总体情况

由表1可知，成都市果园土壤全铅元素含量范围在8.3～107.0mg/kg之间，平均含量为30.0mg/kg。全市果园土壤铅变异系数为30.3%，属于中等强度变异，超标样点总计8个且均为轻度超标状态，超标率仅为0.32%，绝大多数样点处于安全水平。从果园土壤全铅含量分布直方图(图1)看，土壤铅含量分布较为集中，但其也有一定程度的拖尾现象，且存在个别的离群样点，其含量远高于全市的均值。果园土壤铅含量在20.0～35.0mg/kg范围分布最为集中，占68.5%。从果园类型来看，土壤全铅含量：葡萄园>其他果园>猕猴桃园>柑橘园>桃园，其中葡萄园土壤铅含量集中分布在30.0～45.0mg/kg之间，占64.6%；葡萄园土壤铅超标率最高为1.30%，桃园和其他果园均未超标。综上所述，成都市果园土壤铅含量整体较低，处于安全水平，但应注意防范葡萄园的土壤铅污染风险。

表3 不同果园土壤重金属铅含量的描述性统计及超标情况

图1 成都市果园土壤重金属铅(Pb)元素含量频率分布直方图(图中数字为样点数量)

2.2 果园土壤铅有效态的影响因素

研究表明，土壤重金属有效态对作物吸收重金属的影响更大[5-6]，本文分析了果园土壤理化性质与土壤有效铅含量的相关性。由表2可知，土壤理化性质对土壤有效铅含量有显著影响，土壤pH、CEC与土壤有效铅含量呈负相关关系，相关系数分别为-0.698和-0.517；有机质、全氮、碱解氮、有效磷与有效铅含量呈正相关关系，相关系数分为

表4 果园土壤理化性质和土壤有效铅的相关性

注：*表示在P<0.05水平上显著相关；**表示在P<0.01水平上显著相关。

0.311、0.232、0.274、0.218，有机质对有效铅含量也有较大影响。土壤pH值对有效铅含量的影响最大，因而本文根据各类果园的土壤全铅含量及pH值与土壤有效态铅建立回归方程。由表3可知，所有类型果园土壤有效铅含量均与全铅含量铅呈极显著正相关关系，与土壤pH与呈极显著负相关关系。柑橘园、猕猴桃园、葡萄园土壤pH值对有效铅的影响强于土壤全铅含量，桃园和其他果园土壤的全铅含量对有效铅含量的影响强于土壤pH值。综上所述，为预防果树对土壤铅的吸收，可以从控制土壤铅污染源、调节土壤酸碱度及控制有机肥用量等方面考虑。

3 结论

(1)成都市果园土壤全铅元素含量范围在8.3～107.0mg/kg之间，平均含量为30.0mg/kg，绝大部分果园土壤全铅含量低于国家土壤环境质量标准中农用地土壤污染风险筛选值，处于安全水平，超标率仅为0.32%，且均为轻度超标。不同类型果园中葡萄园土壤全铅含量最高，超标率为1.30%，需关注防范葡萄园的土壤铅污染风险。

表5 果园土壤有效铅含量与土壤全铅和有效铅含量的关系

注：*表示在P<0.05水平上显著相关；**表示在P<0.01水平上显著相关。

(2)作物对重金属的吸收与其在土壤中有效态含量关系密切，本研究表明土壤理化性质对土壤有效铅含量有显著影响，土壤pH、CEC与土壤有效铅含量呈极显著负相关关系，有机质、全氮、碱解氮、有效磷与有效铅含量呈显著正相关关系，土壤全铅也对土壤有效铅含量也有极显著的影响。由于果园的有机肥用量较大，而本研究中土壤有机质含量高，土壤有效铅含量越高，这可能与有机质中富里酸与重金属的络合物容易溶解，增加了土壤全铅的生物有效性有关[7]。因此，为预防果树对土壤铅的吸收，可以从控制土壤铅污染源、调节土壤酸碱度及控制有机肥用量等方面考虑。