广东惠州惠南湖重点区土壤质量评价

2024-01-15刘梦翔孔琳琳

现代矿业 2023年12期

刘梦翔孔琳琳刘腾

（广东省有色金属地质局九三五队）

土壤是人类生存发展所必需的生产资料，土壤环境质量对居民身心健康、工农业发展起到十分重要的作用［1］。土壤环境质量评价对城市规划建设、污染防控治理及当地居民身心健康方面都具有重要意义［2-4］。

本文对惠州市惠南湖重点区进行了1∶1 万土地质量地球化学调查，共计采集表层土壤样品116 件，获得了有机质、N、P、K、As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、pH 共13 项元素（指标），并对广东惠州惠南湖重点区进行土壤质量评价研究。

1 研究区概况

研究区位于惠州市中部，行政区划属惠州市惠城区三栋镇管辖，地理坐标为东经114°26′23.62″～114°28'02.78″，北纬22°59'57.71″～23°01′51.22″。研究区气候属南亚热带季风气候，年平均气温23.2℃，年降雨量1 927.9 mm，雨水充沛、气候温暖潮湿。风向具明显季节性，夏季多东和东南风，冬季多北和西北风。地势整体南高北低，北部为冲积平原，地势平坦，南部为丘陵，地形坡度5°～30°。

研究区位于博罗—紫金北东向构造带南西段，地质构造以被动断裂为主，惠州断裂从研究区西侧通过，出露的地层主要为第四系更新统冲积层（Qpf）、白垩系上统—古近系丹霞组（K2E1d）和三叠系上统小坪组（T3x）（图1）。根据广东省第二次土壤普查成果资料，研究区主要土壤类型为水稻土和赤红壤［5］。

2 地球化学样品与测试方法

依据《土壤质量地球化学评价规范》（DZ/T 0295—2016）［6］，研究区按1∶1 万比例尺布设采样点，共采集土壤样品120 件，其中原始样116 件、重复样4件。采样时均避开沟渠、林带、田埂、路边等代表性低地段，并去除草根、石块等杂物。采样时以野外采样点为中心，向样点四周采集3～5 个分样点，分样点需在相同利用类型的地块中，各采样坑距离10～30 m。各分样点样品混合成1 件样品，原始质量均大于2 000 g，具体采样点位置见图1。

样品送样分析前，在日光下干燥并及时揉搓或用木棒敲打，防止结块，干燥后过10 目不锈钢筛，用四分法缩分后装入塑封袋。

样品测试由四川省冶金地质勘查局六〇五大队分析测试中心承担，采用玻璃电极法测pH，滴定法测有机质，原子荧光光度计测As、Hg，电感耦合等离子体质谱仪测Cd、Cu、Ni、Pb，电感耦合等离子体原子发射光谱仪测Cr、Zn。测试结果均进行准确度和精密度检验，各项数据准确度和精密度均符合《土壤质量地球化学评价规范》（DZ/T 0295—2016）要求。

本研究数据统计采用IBM SPSS Statistics 20 软件完成，图件采用地球化学勘查一体化系统绘制，图件绘制采用反距离权重法。

3 测试结果与讨论

3.1 表层土壤元素含量及分布特征

氮、磷、钾是植物生长发育所需的元素，土壤几乎提供了植物中全部的氮、磷、钾［7］。土壤肥力的重要指标是有机质含量，不仅对土壤的结构、养分供应、生态功能有重要影响，而且能促进植物及微生物的活性［8］。

研究区表层土壤N、P、K 及有机质的地球化学分布特征见表1。土壤重金属元素主要包括As、Hg、Cd、Cr、Ni、Cu、Pb、Zn等，影响着农产品的质量和食用安全，危及人体健康，随着工农业的发展，农田重金属污染问题越发受到重视［9］。

注：（1）表中N、P、K 及有机质单位为g/kg，As、Hg、Cd、Cr、Ni、Cu、Pb、Zn单位为mg/kg；（2）N相对高含量区指大于1.12 g/kg、相对低含量区指低于0.61 g/kg，P相对高含量区指大于0.70 g/kg、相对低含量区指低于0.23 g/kg，K 相对高含量区指大于15.22 g/kg、相对低含量区指低于7.32 g/kg，有机质相对高含量区指大于21.3 g/kg、相对低含量区指低于12.5 g/kg，As 相对高含量区指大于11.0 mg/kg，Hg 相对高含量区指大于0.141 mg/kg，Cd 相对高含量区指0.11 mg/kg，Cr 相对高含量区指大于40.1 mg/kg，Ni相对高含量区指大于7.75 mg/kg，Cu相对高含量区指大于14.2 mg/kg，Pb相对高含量区指大于50.8 mg/kg，Zn相对高含量区指大于48.1 mg/kg。

3.2 土壤pH分布特征

土壤pH 值是土壤重要的理化性质，正常土壤的pH 值为5～8，过酸或过碱均会对农作物生长产生不利影响［10-11］。研究区土壤pH 值为4.3～8.4，平均值为5.9，总体属酸性土壤，碱性土壤主要分布于研究区北部及东南部（图2）。

3.3 研究区土壤质量评价

本研究根据《土地质量地球化学评价规范》（DZ/T 0295—2016）中养分元素及有机质的等级划分标准（表2）、《土壤环境质量-农用地土壤污染风险管控标准》（GB 15618—2018）［12］中的筛选值及管制值（表3），对研究区内养分指标、重金属元素进行地球化学评价。

注：表中各元素均按总含量计。

3.3.1 土壤养分地球化学评价

研究区土壤养分指标含量分级情况见表4，氮元素含量范围为0.09～2.32 g/kg，以三等及以下等级土壤为主，一、二等土壤仅占比3.46%；磷元素含量范围为0.07～3.1 g/kg，一、二等土壤占比为21.15%，四等及以下等级的土壤面积占比为63.04%；钾元素含量范围为2.24～36.97 g/kg，一、二等土壤仅占比4.23%，四等土壤占比43.72%，五等土壤占比31.71%；有机质含量范围为1.2～44.1 g/kg，一、二等土壤仅占比0.36%，四等土壤分布最广，占比为74.01%，五等土壤占比6.22%。

以《土地质量地球化学评价规范》等标准、规范为依据，对研究区进行养分地球化学综合评价，结果显示如图3 所示，工作区内无一等土壤，二等土壤占比4%，三等土壤占比20.53%，多分布于工作区中东部的第四系休耕区，四等土壤占比56.66%，主要分布于大面积蔬菜种植区及北部城镇建设区，五等土壤占比18.81%，主要分布于工作区东部的丘陵区。

3.3.2 土壤环境地球化学评价

本研究以土壤污染风险筛选值和管制值（表3）为界线值，进行单指标土壤环境地球化学等级划分，共计分为3 等。土壤中单元素的实测浓度小于筛选值为无风险，划为一等；实测浓度大于筛选值且小于管制值为风险可控，划为二等，实测浓度大于管制值为风险较高，划为三等。

单指标评价结果显示（表5），本次调查的116 件土壤样品中有9 件出现重金属含量超标，其中8 件为单一元素超标，1 件为复合超标。单一元素超标样品中有6件Pb超标、2件As超标；复合超标样品为Cd和Pb 超标。超标样品中，只有1 件As 超标样品为风险较高（三等），其余均为风险可控（二等）。经查证，发现超标样品多位于村镇建成区，人类生产生活活动频繁，多数超标样品采样介质为人工填土，推测工作区重金属含量超标主要是人为污染造成的。

在单元素土壤环境地球化学等级划分基础上，研究区各评价单元的土壤环境地球化学综合等级为该评价单元各单元素评价的最差等级，如各单元素环境地球化学等级最低为三等时，则该评价单元的环境地球化学评价等级为三等。

土壤环境地球化学评价结果显示（图4），研究区内土壤环境质量总体优良，虽受一定程度的重金属污染，但绝大部分为单一元素污染，且多为轻微污染。土壤环境地球化学综合等级以一等为主，占比可达93.95%，在全区广泛分布；二等土壤占比为5.30%，主要分布于工作区中北部的村镇建成区；三等土壤仅在工作区东南角个别地块出现。

3.3.3 土壤质量地球化学综合评价

研究区土壤质量地球化学综合评价结果由养分地球化学综合等级与环境地球化学综合等级叠加形成，土壤质量地球化学综合等级划分见表6。

研究区表层土壤养分综合等级划分情况如图5所示，研究区内土壤质量整体一般，以三等为主，占比达到60.09%，在全区广泛分布；一等、二等土壤分布面积较小，合计占比仅为20.36%，主要分布在研究区西部田心村至井头岭一带的大片蔬菜种植区；四等土壤占比为18.81%，主要分布在研究区东部的丘陵山区；五等土壤仅在研究区东南角零星分布，占比为0.74%。综上表明工作区内土壤环境质量总体优良，影响区内土壤质量的最主要原因是养分元素在土壤中较大面积缺乏。