宿松县外部因素对土地质量影响的研究

刘劲松，郭灿平

（安徽省地质矿产勘查局311地质队，安徽 安庆 246003）

0 引言

随着土地质量地球化学调查工作的深入发展，近几年来通过地球化学调查评价工作，取得了大量的成果。本文通过野外调查工作，研究了大气干湿沉降、灌溉水等重要的元素输入途径对农田土壤元素的影响。

1 研究区概况

研究区位于宿松县南部长江北岸冲积平原区及湖积区，调查区面积823.78km。区内地势较平坦，气候温和，日照充足，雨量充沛，四季分明，水资源十分丰富。土壤类型以水稻土、石灰土、红壤土、潮土为主，靠近长江以潮土为主，靠近湖泊以水稻土为主。

研究区内土壤呈北酸南碱，部分土壤环境适合发展无公害与绿色食品生产（图1）；但局部地区土壤污染严重，需要进行重点治理；同时部分地区土壤虽然较清洁，但土壤肥力质量较差，对农作物生产存在不良影响，需进行种植调整。

图1 绿色食品产地区划图

2 大气质量对土壤地球化学质量的影响

本次样品采集之前根据地形地貌、污染源分布、风向气候特征划分了8个评价单元。每个评价单元控制一个样品。在选定样点所在屋顶安置接沉缸。大气干湿沉降物采样回收期为一年，因工期紧急，改期九个月收集。大气干湿沉降物采样时视接尘缸内固液态物质总量选取采样方法，同时精确测量固液态样品总体积、固态物质重量。

在评估区布置了8个大气干湿尘降物接尘点，研究了大气干湿沉降输入农田土壤的元素通量。根据《土地质量地球化学评价规范》（DZ/T 0295-2016），计算了大气干湿沉降重金属的年输入通量，结果见表1。

表1 工作区不同地区大气干湿沉降重金属元素年输入通量一览表（g/hm2·a）

从调查结果看，Cd、Pb元素在九成、复兴等地区年输入量相对较多，在长铺镇、九姑乡、汇口镇等地年输入量相对较小，As、Cu元素在北部几个乡镇较低，在南部平原区较。Cr元素在九成畈和复兴镇输入量较高，在九姑和汇口镇较低；Hg元素高值点位于九成畈，九姑、长铺、许岭一带地区较低，Zn等元素在九成畈、许岭镇年输入量相对较高，在九姑乡、汇口镇、洲头乡等地相对较低。由于评估区年内降雨量差异较小，各元素年通量的差异主要是由大气颗粒物及其重金属浓度所决定，在毒性较强的重金属元素中，年输入量大小依次为As＞Pb＞Cd＞Hg。

3 灌溉水质量对土壤环境质量的影响

样品采集之前根据区内汇水域边界共划分出40个地表水评价单元，在设计样点或附近，流动水体选择在水流较缓处、水塘则选择出水口处取样。工作区共采集灌溉水样品45件（其中平行样5件），分析了灌溉水中As、Cd、Hg、Pb、pH值等指标。

样品采集均在晴朗天气进行，在农作物样品于灌溉高峰期采集样品。在确定样点位置后，采集前在目标取水点用水将样瓶和样塞冲洗2～3次，再将取样瓶沉入水中30cm深处取样，样品采集后无明显漂浮物，样瓶装水容量约90%。每个样点共采集3件，即原水样、酸化水样、特殊水样Hg（照片3-2-3）。

按照安徽省水资源公报公布的结果，工作区农田灌溉水量一般为356.1m/667m.a（安徽省2017年水资源公报），由此计算出区内通过灌溉水输入土壤中的As、Cd、Hg、Pb等重金属和植物营养元素年通量，编制了工作区Cd等7个元素年输入通量空间分布（表2）。

表2 不同行政区灌溉水重金属元素年通量一览表（g/hm2.a）

由不同行政区灌溉水重金属年输入通量图可以看出，Hg元素在洲头乡地区年输入通量相对最大，其他各行政区之间的年输入通量总体较均衡，差异不大；Cu元素在九成畈年输入通量最大，年输入通量明显高于其他地区；Hg、As、Cd在洲头乡年通量最大；Cr各地区差异不是很明显，年输入通量均较小；Pb元素在汇口镇年通量最大；Zn元素在九姑乡年通量最大。

4 土壤重金属不同来源综合分析

大气干湿沉降和灌溉水是土壤中重金属的重要来源，不同输入途径的重金属相对贡献率具有明显差异，现从大气干湿沉降和灌溉水两种途径的重金属相对贡献率来讨论外源对土壤重金属的影响。从表3中可以看出，灌溉水对As、Hg、Cu、Zn、Pb、Cd元素的贡献率高于干湿沉降贡献率，而Cr元素大气干湿沉降是其主要输入途径。

表3 不同外源输入土壤重金属年通量相对贡献率

5 结论

通过本次工作，较系统的研究了宿松县大气、灌溉水及土壤重金属等人类活动对土地质量的影响，划分土地质量地球化学等级；对土地质量、潜在价值及生态风险、土地生态环境进行评价；建立土地质量地球化学调查评价数据库及土地质量档案；为土地质量管理、粮食生产安全、特色农业发展及茶叶种植基地建设、乡村振兴等提供科学支撑。