赣南主要油茶产区土壤重金属监测与评价

刘作梅，谢晓露，谢再成，徐俊，王波

(赣州市林业科学研究所，江西 赣州 341000)

随着社会经济的快速发展，工业化、城市化和农业化高度密集，农业用地土壤重金属污染日益严重，土壤重金属含量不断增加[1]。赣南是中国有色金属基地之一，有色金属的采冶及原材料生产的工厂企业，每年排放大量含有重金属的废渣、废水[2-3]，由于赣南成土母质及农业自身生产方式的影响，长期过量的使用化学肥料、农药等可导致林地土壤中的重金属含量增加。

近年来，油茶种植在我国迅速发展，赣南是全国油茶主要产区之一，油茶健康生长是振兴赣南苏区油茶产业发展的重要保障[4-5]，长时间不合理的使用农药、化肥，会不同程度地改变土壤微生态环境，破坏赖以生存的林地土壤环境，土壤中的重金属被作物吸收和富集后[6-8]，能够通过食物链进入人体危害健康，对赣州主要油茶林地土壤重金属监测、评价及分析重金属污染来源，为摸清赣州市主要油茶林地生态情况，大力建设赣南连片森林食品油茶生产基地提供理论和技术支持[9]。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

赣南位于江西南部，113°54′～ 116°38′E，24°29′～ 27°09′N。处于南岭、武夷山、诸广山三大山脉交接处，属于江南丘陵地带，是典型的丘陵、山地地貌，大部分土壤呈红色，酸性，是典型的中国南方红壤分布区。试验地选择安远县天心镇、于都县银坑镇、宁都县东山坝、赣县五云镇和章贡区沙石镇5个产区。

1.2 试验材料

采用蛇形(S形)采样布点取样，取林地土壤0～50 cm，剔除草根、树根和石块等杂物，按四分法每个土壤混合样品取1 kg左右，自然风干、研磨、过筛100目，测定；油茶叶片新鲜采集、剪碎，测定。

1.3 测定方法

依据NY/T1377-2007土壤中pH值的测定，GB/T22105.2-2008 土壤质量 总汞、总砷、总铅的测定，原子荧光法；铜、锌采用GB/T14506.30-2010 硅酸盐岩石化学分析方法。

1.4 评价标准与方法

根据NY/T5010-2016《无公害农产品种植业产地环境条件》土壤环境质量要求[10]。

表1 农用地土壤污染风险筛选值 mg·kg-1

油茶林地环境质量评价方法，采用土壤单因子污染指数法和土壤综合污染指数法；土壤单因子污染指数法，是反映土壤中某项污染物含量超出标准值的倍数和程度；土壤综合污染指数是评定土壤的综合污染程度。

单项污染指数：Pi=Ci/Si

(1)

综合污染指数：

(2)

式中：(1)Pi为污染物i的单项污染指数；Ci为污染物i的实际浓度；Si为污染物i的评价标准[11]。(2)P综为土壤重金属综合污染指数；(Ci/Si)max为单项污染指数最大值；(Ci/Si)avr为单项污染指数平均值[12-13]。

计算出的土壤综合污染指数参照表2划分土壤污染等级标准。

表2 土壤综合污染指数的分类标准

2 结果与分析

2.1 油茶样地土壤重金属的含量

赣南地区选取5个主要油茶产区进行林地土壤重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu和Zn含量测定并测定pH值，样地的土壤PH值测定范围结果为4.62～5.41，平均值为4.84，均属于弱酸性，林地土壤重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn含量最大值分别为0.18、0.23、56.04、55.2、47.9、38.0、96.2 mg/kg，章贡区沙石镇油茶林地土壤重金属砷含量超过无公害农产品种植产业产地环境条件的标准值，其他林地均低于标准值。(见表3)

表3 赣南主要油茶林地土壤重金属检测结果 mg·kg-1

2.2 油茶样地土壤环境质量评价分析

赣南主要油茶林地土壤中各重金属元素单项污染指数计算结果可知，章贡区沙石镇油茶样地的重金属砷单项污染指数最大值为1.401，单项污染指数平均值为1.307，超出标准值；其他各样地重金属的单项污染指数为0.003～0.789，均小于1.0，可见各取样点土壤重金属未超出标准值。从油茶林地土壤综合污染指数计算结果可知，章贡区重金属砷综合污染指数在1.0

表4 油茶林地土壤中各重金属污染指数计算结果

续表4

2.3 油茶叶片重金属砷测定

根据赣南主要油茶林地进行土壤重金属Cd、Hg、As等含量测定及分析结果可知，章贡区油茶林地含重金属砷含量超过土壤环境质量要求，土壤综合污染指数属于轻污染，超标水平；因该林地为油茶幼林，林地还未挂果，采集油茶叶片进行检测，其结果如下：

由表5可知，在土壤重金属砷超标的章贡区沙石镇油茶林地种植的油茶其叶片总砷含量在0.015～0.029，单项污染指数<1.0，综合污染指数<0.7，属于安全水平，种植的油茶未受到污染。

表5 油茶叶片重金属砷含量测定 mg·kg-1

3 结论

通过对赣南5个油茶种植主产区的土壤重金属镉、汞、砷、铜等七种重金属含量分析，安远县、宁都县、宁都县基地的土壤重金属含量符合NY/T5010-2016《无公害农产品种植业产地环境条件》土壤环境质量要求，综合污染指数(P综)<0.7，属安全清洁水平，适宜发展森林食品油茶产业。赣县五云镇油茶基地部分土壤综合污染指数在0.7<(P综)≤1.0范围，在尚清洁警戒限水平，总体水平属于安全清洁等级，可发展森林食品油茶产业；章贡区沙石镇基地的土壤重金砷含量超过标准值，综合污染指数在1.0<(P综)≤2.0，属于轻污染，但通过油茶叶片重金属含量测定，总砷含量极低，油茶并未吸附重金属砷受到污染，但用做森林食品健康标准样地，需对土壤超标重金属进行修复，在栽培管理期间应注意科学施肥、合理用药，加强周边环境污染整治，为发展绿色油茶提供保障。