桐鄉(xiāng)市區(qū)域農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境質量評價

許鳳林，徐傳云，夏勝平，毛春國，俞堅群

(1.浙江省地質礦產(chǎn)研究所，浙江杭州 310007;2.桐鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)經(jīng)濟局，浙江 桐鄉(xiāng) 314500)

隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，環(huán)境污染日趨嚴重。污染物質在環(huán)境中累積、遷移和轉化導致環(huán)境質量惡化，尤其是土壤重金屬污染愈趨突出［1］。重金屬污染主要來自產(chǎn)地環(huán)境，農(nóng)業(yè)環(huán)境受到污染必然會帶來農(nóng)產(chǎn)品質量安全問題，農(nóng)產(chǎn)品的質量安全已受到人們的普遍關注。

桐鄉(xiāng)市地處浙江北部、杭嘉湖平原中部，區(qū)域總面積727 hm2，耕地376.33 hm2;農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以杭白菊、蔬菜、榨菜、水果、水稻、蠶桑、畜禽和特種水產(chǎn)養(yǎng)殖等為主體;土壤為河流沖積土和湖沼淤積土，主要為水稻土類 (占81.99%)和潮土土類(占18.01%)。我們針對桐鄉(xiāng)市區(qū)域農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境進行質量評價，以期對該市特色優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品布局，提升桐鄉(xiāng)市農(nóng)產(chǎn)品質量安全管理水平，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 土壤布點和采樣

針對桐鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)特點，土壤采樣點的布設以代表整個監(jiān)測區(qū)塊土壤基本特性為原則;優(yōu)先采取有代表性的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)區(qū)，一般地區(qū)零星采樣，重點地區(qū)加密采樣，非種植區(qū)或在建規(guī)劃工業(yè)區(qū)少采或不采;每個單元采用梅花點法采集5個以上有代表性的分樣混合組成，每個樣品重量不少于1 kg;采樣深度:水稻田和蔬菜地為0～30 cm，果園為0～40 cm。土壤采樣方法按照 《農(nóng)田土壤環(huán)境質量監(jiān)測技術規(guī)范》 (NY/T395—2000)進行，共采集154個土壤樣品。

1.2 分析方法

pH值:玻璃電極法;Hg:GB/T17136—1997;As:GB/T17134—1997; 總 Cr:GB/T17137—1997;Cu:GB/T17138—1997;Cd、Pb:GB/T17141—1997;六六六、DDT:GB/T14550—2003。

1.3 土壤質量評價和分級

依據(jù)的評價標準: 《無公害蔬菜產(chǎn)地環(huán)境要求》GB/T18407.1—2001［2］; 《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境技術條件》NY/T391—2000［3］; 《土壤環(huán)境質量標準》GB15618—1995［4］等。根據(jù)上述評價標準，采用單項和綜合污染指數(shù)進行土壤環(huán)境質量評價，并根據(jù) 《農(nóng)田土壤環(huán)境質量監(jiān)測技術規(guī)范》 (NY/T395—2000)［5］中的土壤質量標準進行分級。

1.4 數(shù)據(jù)處理

由于檢測數(shù)據(jù)分布在平均值附近的數(shù)據(jù)頻度偏低，因此，在采用Excel統(tǒng)計計算均值時不以簡單的算術平均值表示其均值，本次分析討論用其算術平均值、中位值和幾何平均值取平均后來表示。

2 結果與討論

2.1 土壤pH和重金屬含量

在土壤研究中，通常以第Ⅰ環(huán)境中元素平均含量作為土壤背景值或本底值，而土壤第Ⅱ環(huán)境是指與人類活動密切相關的表層土壤 (0～40 cm)。表1列出了中國、浙江省杭嘉湖平原土壤Ⅱ環(huán)境中重金屬元素含量均值及桐鄉(xiāng)市土壤Ⅱ環(huán)境中重金屬元素含量均值、變化范圍、變異系數(shù)。桐鄉(xiāng)市土壤Ⅱ環(huán)境中重金屬與中國和浙江省杭嘉湖平原均值［6］有一定差異;桐鄉(xiāng)市土壤Ⅱ環(huán)境中 Hg、As、Cr、Pb、Cd、Cu均值與中國和浙江省杭嘉湖平原均值的比較(圖1):桐鄉(xiāng)市土壤表現(xiàn)為高Cu和較高Cr以及較低 Hg、Cd、As含量特征，Cu含量均值高于中國和浙江省杭嘉湖平原均值1.59～2.17倍，Pb含量與中國均值接近，但略低于浙江省杭嘉湖平原均值。

2.2 土壤環(huán)境質量評價與分級

表1 桐鄉(xiāng)市、中國、杭嘉湖平原土壤Ⅱ環(huán)境中重金屬含量對比

圖1 桐鄉(xiāng)市土壤重金屬均值與中國和杭嘉湖的比較

2.2.1 按綠色食品產(chǎn)地環(huán)境技術條件評價

《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質量現(xiàn)狀評價技術導則》(2001實施)將土壤按耕種方式分為旱田和水田兩大類，各類又根據(jù)土壤pH的高低分為3種情況，即＜6.5、6.5～7.5和 ＞7.5，來限制產(chǎn)地環(huán)境中土壤污染物的含量。桐鄉(xiāng)市土壤以水稻土類為主，本次采集的土壤樣品也大多為水稻土，總計154個，包含在121個土壤區(qū)塊，均按照綠色食品水田限量標準計算其單項和綜合污染指數(shù)進行評價，評價結果表明，檢測的土壤樣品中嚴控環(huán)境指標Cd、Hg和 Cr的單項污染指數(shù) PCd、PHg和 PCr均 ＜1; 嚴控指標PAs＞1的有4個樣品:分別為烏鎮(zhèn)南莊橋村和礁坊橋村以及河山鎮(zhèn)王家弄村;一般控制環(huán)境指標Pb、Cu的單項污染指數(shù)，有6個樣品 Pb單項污染指數(shù)PPb＞1，分別為龍翔街道南王村、烏鎮(zhèn)南莊橋村、礁坊橋村和陳家村以及屠甸鎮(zhèn)萬星村;有45個樣品的 Cu單項污染指數(shù) PCu＞1，集中在烏鎮(zhèn)、屠甸、高橋、崇福、大麻、河山和鳳鳴等地。

在檢測的154個土壤樣品中，一般控制環(huán)境指標的單項污染指數(shù)超標的有51個，分布在47個區(qū)塊，占樣品總數(shù)的33.12%，主要是Cu超標45個，Pb超標6個;嚴控環(huán)境指標超標有4個樣品，分布在2個區(qū)塊，占樣品總數(shù)的2.60%，主要是As超標。在對51個一般控制環(huán)境指標的單項污染指數(shù)超標樣品采用綜合污染指數(shù)法進行評價時，有17個樣品綜合污染指數(shù) P綜＞1，占樣品所在區(qū)塊總數(shù)的14.05%。在檢測的154個土壤樣品中，適宜發(fā)展綠色食品的樣品數(shù)為132個，占樣品總數(shù)的85.7%;按土壤區(qū)塊劃分，適宜發(fā)展綠色食品的土壤區(qū)塊104個，占土壤區(qū)塊的85.9%。

2.2.2 按無公害產(chǎn)地環(huán)境要求評價

采用 《無公害蔬菜產(chǎn)地環(huán)境要求》所列污染物含量限值，對154個土壤樣品中 pH、Hg、As、Cr、Pb、Cd、六六六、滴滴涕進行了單項和綜合污染指數(shù)法計算與評價。桐鄉(xiāng)市154個土壤樣品中Hg、As、Cr、Pb、Cd、六六六、滴滴涕的單項和綜合污染指數(shù)，除洲泉鎮(zhèn)馬鳴村1個樣品的單項污染指數(shù) PDDT＞1外，其余153個土壤樣品 Pi、P綜均＜1，全區(qū)P綜均值為0.33，土壤質量評價為清潔水平，屬安全等級，表明桐鄉(xiāng)市境內(nèi)99%以上的區(qū)域農(nóng)業(yè)土壤適宜發(fā)展無公害農(nóng)產(chǎn)品基地。

2.2.3 按土壤環(huán)境質量標準評價與分級

《土壤環(huán)境質量標準》中的二級標準是為保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，維護人體健康的土壤限制值，表2是桐鄉(xiāng)市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤以二級標準中水田的污染物限量標準進行的單項和綜合污染指數(shù)計算結果，土壤質量分級標準參照農(nóng)業(yè)部 《農(nóng)田土壤環(huán)境質量監(jiān)測技術規(guī)范》(表3)。

表2 桐鄉(xiāng)市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤的單項污染和綜合污染指數(shù)

表3 土壤質量分級標準

在檢測的154個土壤樣品中，按照土壤環(huán)境質量分級標準，桐鄉(xiāng)市全市土壤綜合污染指數(shù)分級顯示:Ⅰ級土壤:土壤 P綜≤0.7的樣品有131個，土壤區(qū)塊100個，分別占樣品總數(shù)的85.06%，占土壤區(qū)塊總數(shù)的82.64%，污染水平屬清潔，污染等級為安全等級;Ⅱ級土壤:土壤0.7＜P綜≤1的土壤樣品有18個，土壤區(qū)塊16個，分別占樣品總數(shù)的11.69%，占土壤區(qū)塊總數(shù)的13.22%，污染水平屬尚清潔，污染等級為警戒線;Ⅲ級土壤:土壤1＜P綜≤2的土壤樣品有5個，土壤區(qū)塊5個，分別占樣品總數(shù)的3.25%，占土壤區(qū)塊總數(shù)的4.13%，污染水平屬土壤污染物超過背景值，污染等級為輕污染;無Ⅳ和Ⅴ級土壤。

3 小結與建議

桐鄉(xiāng)市土壤Ⅱ環(huán)境中 Hg、As、Cr、Pb、Cd、Cu均值與中國和杭嘉湖平原均值比較，表現(xiàn)為高Cu和較高 Cr及較低Hg、Cd、As含量特征。

桐鄉(xiāng)市土壤質量基本良好，個別區(qū)域土壤有超標。按照 《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質量現(xiàn)狀評價技術導則》水田限量標準評價，在檢測的154個土壤樣品中，適宜發(fā)展綠色食品的土壤樣品占85.7%;按照 《無公害蔬菜產(chǎn)地環(huán)境要求》標準所列污染物限值進行評價，99%土壤質量評價為清潔水平，屬安全等級，適宜發(fā)展無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地;按照 《土壤環(huán)境質量標準》中水田的二級標準，在檢測的154個土壤樣品中，Ⅰ級土壤占85.06%，Ⅱ級土壤占11.69%，Ⅲ級土壤占3.25%。

在本次評價過程中，還對大氣環(huán)境和農(nóng)田灌溉水進行了檢測，結果表明，桐鄉(xiāng)市區(qū)域農(nóng)業(yè)環(huán)境的大氣和農(nóng)田灌溉水質量總體較好;此外，桐鄉(xiāng)市局部區(qū)域部分土壤重金屬存在超標，農(nóng)業(yè)環(huán)境的總體承載力比較有限，因此，在注重農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)區(qū)環(huán)境保護的同時，尤其要注意對工業(yè)污染物和農(nóng)村面源污染物的控制，以保障桐鄉(xiāng)市區(qū)域農(nóng)業(yè)環(huán)境質量的穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展。

［1］呂曉男，孟賜福，麻萬諸.重金屬與土壤環(huán)境質量及食物安全性問題研究 ［J］.中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2007，15(2):197－200.

［2］中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 18407.1—2001農(nóng)產(chǎn)品安全質量無公害蔬菜產(chǎn)地環(huán)境要求［S］.

［3］中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.NY/T391—2000綠色食品產(chǎn)地環(huán)境技術條件 ［S］.

［4］國家環(huán)境保護總局.國家質量技術監(jiān)督局.GB15618—1995土壤環(huán)境質量 ［S］.

［5］中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.NY/T395—2000農(nóng)田土壤環(huán)境質量監(jiān)測技術規(guī)范 ［S］.

［6］汪慶華，董巖翔，鄭文，等.浙江土壤地球化學基準值與環(huán)境背景值 ［J］.地質通報，2007，26(5):590－597.