C市主要草莓种植区土壤重金属镉、铅现状调查

孙 娟，蔡梣仪，何玉亭，钟文挺，李 浩，谢丽红，王 科，徐家蓬

(1.成都市农业技术推广总站，四川 成都 610041；2.四川省成都市新津区农业技术推广中心，成都 新津 611430)

近年来随着经济快速发展，土壤污染已成为我国面临的突出问题[1]，特别是土壤重金属污染对农产品质量有重要影响。土壤重金属含量也是绿色食品产地环境监测的重要指标之一[2]，改良农产品种植区的土壤质量对提高农产品质量，保障人体健康，实现现代农业可持续发展具有深远意义[3]。基于此，本文以草莓为例，对C市5个主要草莓种植区土壤重金属总镉、总铅现状进行了调查。

1 材料与方法

1.1 样品采集

本次调查通过室内预设和现场勘察，对C市5个草莓主产区按照平均每3hm2布设一个采样点，确定131个调查点位，共采集土壤样品131个。土样采集运用S形取样法于草莓收获期在每个调查点位对耕作层土壤进行多点取样，每个土样在采集时均除去杂草、砾石、砖块等杂物，均匀混合后采用四分法保留1kg。

1.2 样品检测

样品按国家相关标准对土壤pH、总镉、总铅进行检测。土壤pH通过电位法测定，执行标准LY/T 1239-1999，土壤总镉、总铅总量使用耶拿火焰-石墨炉原子吸收光谱仪测定，执行标准GB/T 17141-1997。

1.3 评价方法

本次调查以《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB15618-2018)作为重金属限量标准，采用单因子指数法对调查区土壤总镉、总铅进行评价。单因子指数法计算公式如下：

1.4 数据处理

采用excel2010和SPSS17.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 土壤pH值

C市草莓种植区土壤酸碱度统计特征见表1。本次调查的131个点位土壤pH值在5.04～8.32之间，标准偏差为0.741，总体变异系数为10.95%，趋近弱变异。其中，5个调查研究种植区采样点pH值范围分别为：A种植区6.99～8.11，B种植区6.95～8.32，C种植区6.22～7.59，D种植区5.48～7.91，E种植区5.04～7.19；变异系数均小于10%，属于弱变异。从地块来看，D种植区1号地块、4号地块、6号地块，E种植区1号地块、2号地块、3号地块和4号地块7个地块采样点土壤pH值均值较低，范围为5.91～6.38，其中4号地块5个样点土壤pH值均在6.19～6.45之间。

表1 C市草莓种植区土壤酸碱度统计特征

根据第二次土壤普查养分分级标准分级，此次C市草莓种植区采样点土壤酸碱度分级比例图如图1所示。结果表明，C市草莓种植区酸性、弱酸性、中性、碱性土壤点位数分别占总采样点位的3.05%、38.17%、41.22%、17.56%。酸性、弱酸性土壤点位主要分布在D种植区和E种植区，弱酸性土壤点位占本区采样点总数的37.14%、69.23%；A种植区无pH酸性、弱酸性土壤样点；碱性土壤点位大多集中在B种植区；C种植区仅4号地块1个弱酸性样点、2号地块1个碱性样点，其余土壤样点pH均为中性。

图1 土壤酸碱度分级比例

2.2 土壤重金属含量分析

C市主要草莓种植区土壤重金属总镉、总铅统计分析结果见表2、表3。调查区域土壤重金属总镉平均含量为0.43mg/kg，A种植区、B种植区、C种植区、D种植区和E种植区土壤重金属总镉平均含量分别为0.54mg/kg、0.42mg/kg、0.45mg/kg、0.39mg/kg、0.42mg/kg；调查区域土壤重金属总铅平均含量26.90 mg/kg，A种植区、B种植区、C种植区、D种植区和E种植区土壤重金属总铅平均含量依次为31.90 mg/kg、24.31 mg/kg、26.72 mg/kg、27.62 mg/kg、26.31 mg/kg。对比5个种植区土壤重金属含量最值分布，镉元素最大值出现在A种植区2号地块，铅元素最大值出现在B种植区3号地块。

表2 土壤重金属总镉含量统计特征

表3 土壤重金属总铅含量统计特征

不同区域重金属含量的变异系数可以反映区域内重金属元素的空间分布差异[5]。从变异系数来看，土壤重金属总镉、总铅总变异系数分别为51.88%、38.20%，各种植区土壤重金属镉、铅元素变异系数范围分别为40.84%～59.56%、33.15%～49.67%，均属于中等变异。表明5个草莓种植区土壤重金属Cd含量偏离程度中等，即上述5个草莓种植区土壤Cd含量在空间分布上的差异中等。

从土壤重金属含量箱线图可以看出(图2)，C市主要草莓种植区土壤总镉、总铅含量变化范围为0.02～1.10mg/kg、13.45～64.95mg/kg。A种植区、B种植区、C种植区、D种植区、E种植区土壤总镉含量变化范围分别为0.19～1.10 mg/kg、0.15～0.86 mg/kg、0.18～0.74 mg/kg、0.12～0.80 mg/kg、0.02～0.80 mg/kg，对应土壤总铅含量变化范围为16.34～61.18 mg/kg、14.14～64.95 mg/kg、15.14～46.56 mg/kg15.09～57.38 mg/kg、13.45～48.96 mg/kg。A种植区土壤总镉、总铅含量分布、范围较其他种植区均更广，分布较离散，总镉含量中位数也高于其余4个种植区；D种植区土壤总镉含量、B种植区总铅含量均呈现为右偏，即大部分数据高于中位数，其他基本呈正态分布。

图2 土壤重金属总镉、总铅含量箱线图

2.3 土壤重金属评价分析

C市主要草莓种植区131个采样点位中，土壤总镉无风险点位数88个(表4)，占样点总数的67.18%；中低风险点位数43个，占比32.82%，无高风险点位。其中，中低风险点位在A种植区、B种植区、C种植区、D种植区、E种植区均有分布，5个种植区土壤重金属总镉中低风险点位占对应种植区采样点位数比例从来到小依次为：E种植区(46.15%)>A种植区(36.36%)>D种植区(25.71%)>C种植区(20.00%)>B种植区(16.67%)。土壤重金属总铅均无风险。

表4 土壤重金属总镉、总铅污染评价结果

3 结论

通过对C市主要草莓种植区土壤重金属总镉、总铅含量以及污染状况调查分析，得出以下结论：C市主要草莓种植区土壤pH值在5.04～8.32之间；土壤重金属总镉平均含量0.43mg/kg，总铅平均含量26.90 mg/kg，均属于中等变异；5个种植区中重金属总镉、总铅平均含量最高者均为A种植区，分别为0.54mg/kg、31.90 mg/kg；土壤重金属总镉中低风险点位数43个，占比32.82%，中低风险点位超标率排序依次为：E种植区(46.15%)>A种植区(36.36%)>D种植区(25.71%)>C种植区(20.2%)>B种植区(16.67%)；土壤重金属总铅无风险。

本次调查表明C市5个主要草莓种植区土壤重金属总镉出现了不同程度的污染，其中A种植区和E种植区为中低风险点位超标率最高的两个区域。A种植区和E种植区均处于C市城乡结合高速发展区域，城市化发展使工业废物和生活垃圾的排放量增加，由此增大了A、E两区土壤重金属超标的风险[6-8]。因此，采取科学措施减少土壤污染以提高土壤质量势在必行。