重慶紫色母巖及土壤As、Hg環(huán)境地球化學(xué)基線研究*

李 艷張薇薇程永毅李忠意謝德體?

（1 西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400716）

（2 重慶市合川區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，重慶 401519）

重慶紫色母巖及土壤As、Hg環(huán)境地球化學(xué)基線研究*

李 艷1張薇薇2程永毅1李忠意1謝德體1?

（1 西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400716）

（2 重慶市合川區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，重慶 401519）

為了掌握紫色土類中As和Hg在不同發(fā)育階段土壤中元素含量的理論值（基線值），在重慶市合川區(qū)系統(tǒng)采集侏羅系沙溪廟組（J2s）紫色母巖及其不同發(fā)育程度的各土種樣品，利用土壤“鈦值”法測定和驗證土壤發(fā)育程度；通過對土壤全量As、Hg的測定，采用標(biāo)準(zhǔn)化方法，建立紫色土類中灰棕紫泥土屬As、Hg的環(huán)境地球化學(xué)基線模型。結(jié)果表明：侏羅系沙溪廟組（J2s）紫色母巖發(fā)育的土壤As、Hg的環(huán)境地球化學(xué)基線均表現(xiàn)為隨土壤發(fā)育加深而輕度累積，As基線值大小順序為母巖＜石骨子土＜半沙半泥土＜大眼泥＜紫黃泥，而Hg的基線值大小順序為母巖＜石骨子土＜半沙半泥土＜紫黃泥＜大眼泥；Hg在土壤發(fā)育過程中的富集程度約大于As；深度發(fā)育土中As和Hg的化學(xué)基線值分別為5.94 mg kg-1、29.0 μg kg-1，可作為重慶地區(qū)中性紫色土亞類、灰棕紫泥土屬土壤污染評價的參考。

母巖；紫色土；As；Hg；環(huán)境地球化學(xué)基線

地球化學(xué)背景值指在不受或很少受人類活動影響的情況下，自然物質(zhì)的化學(xué)組成或元素的原始濃度［1-2］；而環(huán)境地球化學(xué)基線則是指在特定環(huán)境條件下，地球表層化學(xué)物質(zhì)（元素）濃度的自然變化規(guī)律［3-5］。相對于背景值，元素的地球化學(xué)基線值與土壤的自然發(fā)育過程相聯(lián)系，能夠一定程度體現(xiàn)出人為或自然帶來的環(huán)境擾動。因而，地球化學(xué)基線作為對比和判別自然或人為活動造成的環(huán)境擾動的標(biāo)準(zhǔn)，對評價人類開發(fā)前后化學(xué)物質(zhì)濃度的變化及環(huán)境的演變有重要意義［6］。

近年來，眾多研究者引入地球化學(xué)基線對土壤重金屬進行研究，Glennon等［7］將城區(qū)表層土壤與農(nóng)村土壤重金屬化學(xué)基線進行對比分析，指出人類活動對土壤中重金屬含量變化有極大影響。Efstratios等［8］采用地球化學(xué)基線研究了成土母巖風(fēng)化前后，不同種類礦物中Ni和Cr的含量變化。趙新儒等［9］采用標(biāo)準(zhǔn)化方法對伊犁河流域黑鈣土、栗鈣土、灰鈣土和鹽堿土中重金屬環(huán)境地球化學(xué)基線進行了研究，并采用基線因子污染指數(shù)評價法對流域土壤重金屬進行了污染評價。從已取得的大量研究成果來看，目前國內(nèi)外針對土壤重金屬元素化學(xué)基線的研究均是基于表層土壤，忽略了土壤與成土母巖的關(guān)系。成土母巖的化學(xué)成分與物理特性不僅影響土壤的性狀，也影響土壤中元素的含量。同時，土壤的成土過程和發(fā)育過程也改變著土壤中的元素含量，通過對巖石土壤的系統(tǒng)研究，可進一步確定土壤中重金屬的來源及自然演化過程。

As和Hg均是毒性很強的元素，具有致畸、致突變和致癌的作用。土壤中的As和Hg最初主要來源于成土母巖［10］，其次，大氣沉降、冶金工業(yè)、肥料及農(nóng)藥的不合理使用等均會導(dǎo)致土壤中As和Hg含量的增加［11］，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，土壤中金屬元素的含量有增無減。紫色土類（Purpli-Udic Cambosols）成土?xí)r間較短，土壤理化性質(zhì)與母質(zhì)關(guān)系較為密切，因此，本文擬以中性紫色土亞類為研究對象，根據(jù)土壤發(fā)生學(xué)分類，系統(tǒng)采集重慶市合川區(qū)侏羅系沙溪廟組（J2s）母巖及其不同發(fā)育程度的各土種樣品，結(jié)合土壤“鈦值”與土壤風(fēng)化發(fā)育規(guī)律的關(guān)系，采用標(biāo)準(zhǔn)化方法，建立中性紫色土中As和Hg的環(huán)境地球化學(xué)基線，探討土壤中重金屬元素的自然演化規(guī)律，改變僅以背景值衡量某一元素在某地區(qū)是否超標(biāo)的局限，以期建立更為科學(xué)、客觀的土壤重金屬環(huán)境污染評價體系。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

合川區(qū)地處105°58′37″～106°40′37″E、29°51′02″～30°22′24″N，海拔175～1 407 m，位于川中丘陵和川東平行嶺谷的交接地帶，向斜軸部。其特征是東南邊緣的華鎣山一帶為平行嶺谷區(qū)，局部谷地分布在三江沿岸，呈東北西南向平行排列。地質(zhì)構(gòu)造平緩，巖層傾角小，巖性簡單，地表絕大部分為上沙溪廟組，約占全區(qū)幅員面積的71%，該區(qū)土壤以沙溪廟組母質(zhì)發(fā)育形成的灰棕紫泥土和灰棕紫泥水稻土為主，該土壤富含鈣質(zhì)，呈微堿性，化學(xué)性質(zhì)好，肥力高，是合川區(qū)發(fā)展農(nóng)業(yè)的主要土壤。

1.2 樣品采集與分析

在合川區(qū)中生代侏羅系沙溪廟組（J2s）紫色母巖的新鮮斷面上采集不同巖性和不同顏色的母巖樣品，每種樣本數(shù)不少于13個。樣品敲碎后用瓷（或瑪瑙）乳缽磨細(xì)過1 mm、0.25 mm尼龍篩備用。在采集紫色母巖樣品的同時，按沙溪廟組土壤的發(fā)育過程和程度，分別采集石骨子土、半沙半泥土、大眼泥、紫黃泥；采集地點選擇受人為干擾較少的耕作區(qū)，包括水稻土區(qū)、旱地土區(qū)及山體不同部位的土區(qū)。在每個樣點區(qū)內(nèi)用“蛇”形法對0～30 cm表層土壤進行多點采集，總量不少于1kg，用“四分法”制成混合樣。樣品采集情況見表1。

表1 土壤樣品基本情況Table 1 Basic information of the soil samples

全鈦測定采用NaOH熔融—二胺替吡啉甲烷比色法，無定型鈦測定采用（NH4）2SO4-濃H2SO4提取—二胺替吡啉甲烷比色法［12］；土壤中全鐵采用微波消解（儀器：意大利M-stone Ethos one-41型）—原子吸收分光光度法（儀器：日立Z-5000型）測定，土壤中全砷、全汞采用微波消解—共價氫化物原子熒光光度法［13］（儀器：普析-PF6）測定。

1.3 土壤“鈦值”的確定

對于紫色土壤的風(fēng)化發(fā)育程度，習(xí)慣上通過土壤膠體的硅鋁鐵率（SiO2/R2O3）來衡量［14］。該方法程序復(fù)雜，測定結(jié)果數(shù)值跨度大，難以對土壤發(fā)育程度進行準(zhǔn)確描述。楊劍虹等［15］對四川盆地紫色母巖鈦的研究發(fā)現(xiàn)，紫色巖石中鈦的存在形態(tài)與巖石的原始發(fā)育程度密切相關(guān)，并將母巖或土壤中全鈦與無定型鈦的比值定義為“鈦值”，采用“鈦值”衡量和描述紫色母巖的原始風(fēng)化度和紫色土壤的風(fēng)化發(fā)育程度。胡艷燕等［16］研究表明，隨著土壤風(fēng)化發(fā)育程度加深，鈦值顯著降低，與土壤硅鋁鐵率所描述的土壤風(fēng)化發(fā)育程度結(jié)果相吻合。

1.4 環(huán)境地球化學(xué)基線的確定

標(biāo)準(zhǔn)化方法：以地球化學(xué)過程中的相對惰性元

2 結(jié)果與討論

素為標(biāo)準(zhǔn)元素，將標(biāo)準(zhǔn)元素含量與基線研究對象元素（活性元素）含量進行相關(guān)性對比分析，并建立二者之間的線性回歸方程，即得活性元素的基線回歸模型［17］：

（2）硬度檢測 對剝落塊從表面到內(nèi)部檢測，為減小測量誤差，采用多次測量取平均值的方法，每個區(qū)域測量5點。該支承輥低倍試片從原始工作表面到剝落斷口面最大距離約70mm，將低倍試片放置在洛氏硬度計上進行硬度檢測，檢測位置沿著圖4硬度檢測線所示，同時將洛氏硬度檢測結(jié)果查表轉(zhuǎn)化為肖氏硬度，檢測結(jié)果如表2所示。

式中，Cm為樣品中活性元素的測定濃度；Cn為樣品中惰性元素的測定濃度；a、b為回歸常數(shù)。

將式（1）通過95%置信水平的統(tǒng)計檢驗，剔除置信度以外的樣品，通過統(tǒng)計分析及數(shù)據(jù)處理獲得回歸常數(shù)a、b值。根據(jù)研究區(qū)土壤惰性元素的平均含量，求得活性元素的平均預(yù)測值，即基線值：

式中，BM為活性元素的基線值，CN為標(biāo)準(zhǔn)元素的平均值。

1.5 遷移富集系數(shù)的確定

成土母巖在形成土壤的自然演變過程中，土壤中元素的分布特征受母巖成分、元素自身的遷移富集特征、人為活動等多種因素共同作用。李先琨和蘇宗明［18］采用元素遷移富集系數(shù)Q來描述這種綜合反應(yīng)的結(jié)果，Q值表示母巖風(fēng)化破碎在形成土壤的過程中，經(jīng)過各種地球化學(xué)作用及外界因素的影響，元素從母巖到各時期土壤的相對遷移和富集特征，可表示為：

Qni= Cni/ Cm（3）

式中，Qni為n層土壤i元素的遷移富集系數(shù)，Cni為n層土壤i元素的含量，Cm為成土母巖i元素的含量。Q＜1表示元素相對遷移淋出，Q＞1表示元素相對富集。

2.1 土壤發(fā)育程度

由于土壤重金屬污染的復(fù)雜性，對土壤重金屬環(huán)境地球化學(xué)基線的研究，其重點和難點在于所研究樣品是否具有代表性，才能保證研究結(jié)果的可靠性。本研究通過野外田間觀察，以土壤發(fā)生學(xué)分類為依據(jù)，采集沙溪廟組成土母巖及其不同發(fā)育程度的土種樣品，對于有些樣品只是推測，并無明確的證據(jù)，因此，本研究首先采用“鈦值”對采集樣品的發(fā)育程度進行驗證。

由表2，合川區(qū)沙溪廟組母巖全鈦含量變化范圍為4.26～7.87 g kg-1，其中泥巖、泥頁巖中全鈦含量明顯高于砂巖，原因在于泥巖中富含原生含鈦礦物或次生白鈦石型礦物較多，而砂巖則以含鈦量較低的含金紅石浸入體的石英、長石為鈦的主要來源，這一結(jié)果與盧卡舍夫等［19］對湖相沉積物的研究一致；土壤中全鈦含量變化范圍為5.60～8.51 g kg-1，4種土壤中全鈦含量大小順序為：石骨子土＜半沙半泥土＜大眼泥＜紫黃泥?？傮w來看，母巖與其發(fā)育的土壤中全鈦含量相差較小，說明紫色土作為巖性土，土壤承襲了母巖的礦物屬性，土壤全鈦含量的高低受土壤風(fēng)化發(fā)育程度的影響不大。

母巖及不同土壤無定型鈦含量變化于1.07～2.71 g kg-1之間，大小順序為：砂巖＜石骨子土＜半沙半泥土＜泥巖＜大眼泥＜紫黃泥。結(jié)果表明，無定型鈦含量除與全鈦水平有關(guān)，還取決于母巖或土壤中次生含鈦礦物的多少，即無定型鈦水平越高，土壤風(fēng)化發(fā)育程度越深。因此，楊劍虹等［12］認(rèn)為采用全鈦與無定型鈦的比值（鈦值）更能準(zhǔn)確反映無定型鈦的含量，更重要的是衡量土壤的風(fēng)化發(fā)育程度。由表2，鈦值水平在母巖及4種土壤間變化較大，其中，泥巖和泥頁巖鈦值最高達(dá)4.51，膠體礦物的原始風(fēng)化度淺，而砂巖中鈦值偏低（為3.83）；不同發(fā)育程度土壤間鈦值差異明顯，介于3.10～4.25之間，大小順序為：石骨子土＞半沙半泥土＞大眼泥＞紫黃泥。根據(jù)“鈦值”的定義，鈦值越大，母巖或土壤的風(fēng)化發(fā)育程度越淺，反之，風(fēng)化度越深。結(jié)果表明，紫色土發(fā)生學(xué)分類與實際研究結(jié)果相吻合，同時說明本研究采集的樣品及其發(fā)育程度排列順序符合研究要求，為后續(xù)土壤重金屬化學(xué)基線的研究奠定了可靠的基礎(chǔ)。

表2 巖石和土壤鈦含量Table 2 Ti contents in the parent rock and soils

2.2 土壤中As、Hg含量分布

由表3可知，合川區(qū)沙溪廟組紫色母巖中As的平均含量為3.88 mg kg-1，標(biāo)準(zhǔn)差為1.47 mg kg-1，且泥巖、泥頁巖含量顯著高于砂巖；土壤中含量范圍為4.73～6.09 mg kg-1，平均值為5.43 mg kg-1；總的變化趨勢表現(xiàn)為隨著土壤風(fēng)化發(fā)育程度加深，土壤中As含量逐漸增加，這主要與各土壤的風(fēng)化程度和使用率有關(guān)，4種土壤的砷含量與使用率大小有同樣的規(guī)律，使用率不同，受外界因素影響程度不同。4種土壤之間As含量的變異系數(shù)（18.7 %～24.6%）相差較小，且變異系數(shù)隨發(fā)育程度加深而減小，說明土壤發(fā)育程度影響As元素在土壤中的變化幅度。

由表4可知，合川區(qū)沙溪廟組紫色母巖中Hg的平均含量為18.4 μg kg-1，標(biāo)準(zhǔn)差為10.8 μg kg-1，泥巖、泥頁巖中Hg含量顯著高于砂巖；土壤中含量范圍為24.2～29.2 μg kg-1，平均含量為27.8 μg kg-1，標(biāo)準(zhǔn)差為13.4；總的變化趨勢與As元素一致。從變異系數(shù)來看，變化于32.6%～62.6%之間，且均較大，說明Hg在巖石和土壤中分布不穩(wěn)定，受土壤風(fēng)化發(fā)育和人為影響較大。

表3 巖石和土壤中As含量的基本統(tǒng)計特征Table 3 Basic statistics of As contents in parent rock and soils

表4 巖石和土壤中Hg含量的基本統(tǒng)計特征Table 4 Basic statistics of Hg contents in parent rock and soils

2.3 As和Hg的環(huán)境地球化學(xué)基線模型

根據(jù)式（1），采用標(biāo)準(zhǔn)化方法建立土壤重金屬地球化學(xué)基線模型，選擇恰當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)元素是關(guān)鍵。本研究選用Fe作為標(biāo)準(zhǔn)元素，具有以下優(yōu)點：①母巖及土壤中含量豐富，化學(xué)活性相對穩(wěn)定，受外源影響小；②屬于地球遷移中等強弱元素；③地球化學(xué)性質(zhì)與土壤風(fēng)化后的性質(zhì)較為接近，最能反映土壤的演化過程；④易于測定。與Fe相比，其他中微量元素在土壤中不穩(wěn)定，測定結(jié)果不準(zhǔn)確，而Al和Si等土壤大量元素，雖穩(wěn)定，但不易測定。由圖1看出，合川區(qū)沙溪廟組母巖及各土種中Fe元素含量分布穩(wěn)定，受人為活動影響小。通過式（1）并進行95%置信度檢驗，取得a、b常數(shù)后，根據(jù)式（2）分別得到母巖及各土種As和Hg的環(huán)境地球化學(xué)基線模型。

圖1 母巖和土壤中Fe元素含量Fig. 1 Fe contents in parent rock and soils

As化學(xué)基線模型：經(jīng)95%置信度檢驗，剔除部分異常值后，因砂巖和泥巖樣本數(shù)較少，變異程度大，未分別建立起As的化學(xué)基線模型，將二者合并建立成土母巖的地球化學(xué)基線模型。由表5看出，母巖及其發(fā)育的不同土壤中As元素的環(huán)境地球化學(xué)基線模型r值經(jīng)檢驗均達(dá)到了極顯著相關(guān)。母巖中As基線值為3.76 mg kg-1，土壤As基線值變化于4.74～6.01 mg kg-1，大小順序為：母巖＜石骨子土＜半沙半泥土＜大眼泥＜紫黃泥，表現(xiàn)為隨土壤發(fā)育程度加深，含量逐漸升高。表明來源于成土母巖的As元素，在自然環(huán)境條件和人類活動的影響下，隨著土壤風(fēng)化發(fā)育，表現(xiàn)出一定的積累現(xiàn)象。

Hg化學(xué)基線模型：由表6看出，母巖及其發(fā)育的不同土壤中Hg元素的環(huán)境地球化學(xué)基線模型r值經(jīng)檢驗均達(dá)到了極顯著相關(guān)。母巖中Hg基線值為17.3 μg kg-1，土壤Hg基線值變化于18.7～28.3 μg kg-1，大小順序為：母巖＜石骨子土＜半沙半泥土＜紫黃泥＜大眼泥。母巖中Hg基線值較高，且與石骨子土相差較小，說明土壤中Hg本底值較高，在自然環(huán)境條件和人類活動的影響下，隨土壤發(fā)育表現(xiàn)出一定的積累現(xiàn)象。在土壤發(fā)育后期，受人為活動或自然環(huán)境影響降低了紫黃泥中Hg的基線值。

為了研究土壤發(fā)育過程中重金屬元素的自然變化規(guī)律，將采集樣品細(xì)化到各個土種，基于Fe為標(biāo)準(zhǔn)元素確定了母巖及各土種中元素的化學(xué)基線值，結(jié)果表明土壤中重金屬元素的含量并不是穩(wěn)定的，不同發(fā)育階段含量不同，因而采用單一背景值衡量某地區(qū)土壤污染狀況存在局限。由于實際工作中并不能準(zhǔn)確辨別采集樣品的土種類型，也就不能正確采用其基線值進行土壤污染評價。因而筆者將土種類型模糊化，進一步將石骨子土和半沙半泥土合并為淺度發(fā)育土，大泥土和紫黃泥合并為深度發(fā)育土，即成土后期富鐵鋁化明顯，熟化度較高的土壤，建立母巖—淺度發(fā)育土—深度發(fā)育土3個發(fā)育階段As和Hg的環(huán)境地球化學(xué)基線模型，并確定基線值，使研究結(jié)果更具針對性和實際意義。并在此基礎(chǔ)上，對As、Hg在土壤發(fā)育過程中的富集程度進行比較，為今后的深入研究提供可靠的依據(jù)。

表5 As元素基線模型及相關(guān)參數(shù)Table 5 Geochemical baseline model and related parameters of As

表6 Hg元素基線模型及相關(guān)參數(shù)Table 6 Geochemical baseline model and related parameters of Hg

2.4 遷移富集系數(shù)

本研究以化學(xué)基線值代替元素的平均含量，根據(jù)式（3），分別計算兩種元素的Q值。根據(jù)表7～表8，淺度發(fā)育土和深度發(fā)育土中As和Hg的Q值均大于1，說明兩種元素在成土初期和后期均出現(xiàn)富集，這與唐將［20］的研究結(jié)果一致。其中成土初期二者富集系數(shù)一致，成土后期出現(xiàn)差異，Hg的富集系數(shù)大于As，一方面反應(yīng)了成土作用過程中，受土壤腐殖質(zhì)層、有機質(zhì)、pH等的影響，重金屬元素在土壤表層富集；另一方面，反映出人為活動對土壤表層重金屬元素富集的影響，差別在于各個元素的富集程度不同。

表7 As富集系數(shù)Table 7 Enrichment coefficient of As

表8 Hg富集系數(shù)Table 8 Enrichment coefficient of Hg

在普通風(fēng)化作用下，隨著土壤發(fā)育程度加深，K+，Na+等部分堿金屬元素在水的作用下遷移至土壤深層或從地表流失，Hg等易被土壤黏粒吸附的元素只有少部分能隨土壤水分向下運動，從而在一些表層土壤出現(xiàn)輕微富集現(xiàn)象?？傮w而言，淺度發(fā)育土基本為旱地土，深度發(fā)育土中的紫黃泥大多為水稻土，考慮水耕條件具有富集As、Hg的作用。綜上所述，成土母巖中的Ag、Hg元素，在土壤風(fēng)化發(fā)育過程中，二者均表現(xiàn)出一定的富集現(xiàn)象，隨發(fā)育程度加深，Hg的富集程度大于As，至于土壤發(fā)育過程中元素的遷移富集機制，目前的研究數(shù)據(jù)仍顯不足，有待進一步研究。

各成土階段化學(xué)基線值與重慶灰棕紫泥成土母巖及土壤背景值對比發(fā)現(xiàn)：合川區(qū)沙溪廟組母巖、淺度發(fā)育土及深度發(fā)育土As基線值分別為背景值的0.8、1.0、1.1倍，隨發(fā)育程度加深有輕度積累；Hg基線值分別為背景值的0.8、0.3、0.4，合川區(qū)沙溪廟組土壤Hg基線值低于重慶該土屬含量水平，表現(xiàn)為同一成土母質(zhì)在不同地區(qū)發(fā)育條件下形成的差異。從兩種金屬元素化學(xué)基線值與背景值的對比中可看出，用某金屬元素的背景值評價該地區(qū)該元素的污染狀況，與實際情況存在一定的差距。

3 結(jié) 論

合川區(qū)沙溪廟組紫色母巖發(fā)育的土壤中，As和Hg的化學(xué)基線模型均表現(xiàn)為隨發(fā)育程度加深，基線值升高，通過富集系數(shù)Q，Hg元素富集程度約大于As。說明在土壤風(fēng)化發(fā)育過程中，重金屬元素的自然變化規(guī)律受自然條件和人類活動的影響，其含量并不是一成不變的。而目前國內(nèi)大部分土壤質(zhì)量評價均是基于土壤背景值或土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對土壤背景值差異較大的地區(qū)并沒有針對具體情況給予區(qū)別對待。此外，背景值是某元素在特定區(qū)域未經(jīng)人類擾動的自然原始濃度，是一個靜態(tài)概念，忽視了重金屬元素在土壤中的自然遷移、淀積過程，而元素的環(huán)境地球化學(xué)基線是以該元素環(huán)境地球化學(xué)活性強弱為基礎(chǔ)，以土壤特定發(fā)生學(xué)條件和過程為背景，反映土壤在各發(fā)育階段元素在土壤中相對遷移或累積的強度，充分考慮了土壤的自然發(fā)育過程及土壤中金屬元素的遷移特性，根據(jù)研究區(qū)域的實際情況確定化學(xué)基線模型，可以較好地表達(dá)金屬元素的自然遷移特性。因此，根據(jù)特定條件下的化學(xué)基線評價某地區(qū)土壤中某元素是否存在污染更具有現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

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Environmental Geochemical Baseline of As and Hg in Purple Soil and Its Parent Rock in Chongqing

LI Yan1ZHANG Weiwei2CHENG Yongyi1LI Zhongyi1XIE Deti1?
（1 College of Resources and Environments，Southwest University，Chongqing 400716，China）
（2 Agricultural Technology Extension Station in Hechuan of Chongqin，Chongqing 401519，China）

【Objective】This study is oriented to acquire theoretical values（or baseline value）of As and Hg in purple soils different in developmental stage，to understand migration and accumulation processes of the elements in the soils，and to provide an accurate and reliable basis for evaluation of heavy metal pollution of the soil. 【Method】Samples of the purple parent rock of the Jurassic Shaximiao Formation（J2s）and various soils species derived from the same parent rock，but different in developmental degree were collected according to the traditional nomenclature in Hechuan District of Chongqing，for analysis to determine and verify development degrees of the soil with the“titanium value”method of soil；To measure total As and total Hg in the soils，to build up environmental geochemical baseline models for As and Hg in the soils of the gray brown purple soil genus in the purple soil group，and to define the chemical baseline values for each soil along the developmental line. 【Result】Results show that in terms“titanium value”，the soils followed an order of parent rock ＞ stony sub-soil ＞ half sand half mud ＞ big-eye mud ＞ purple yellow mud，which reflects that the sequence of the soils in development degree coincides with the traditional order of the soils along the soil development line and that the soil sampling complied with the requirements of the study；The environmental geochemical baselines of As and Hg in the soils were found both on the trend of slight accumulation with deepening soil development，in terms of baseline value of As，the soils followed an order of parent rock ＜ stony sub-soil ＜ half sand half mud ＜ big-eye mud ＜ purple yellowmud，while in terms of baseline value of Hg，the soils followed another order：parent rock ＜ stony subsoil ＜ half sand half mud ＜ purple yellow mud ＜big-eye mud. According to enrichment coefficient Q，Hg is always higher than As in enrichment degree in the soils along the development line.【Conclusion】Due to the unique pedogenetic characteristics of the purple soil，the soils along the soil development line are supposed to have different element-specific environmental geochemical baselines. This article suggests that the baseline values of As（5.94 mg kg-1）and Hg（29.0 μg kg-1）in the deeply developed soil be used as the reference for evaluation of soil pollution in the soils of the gray brown purple soil genus of the neutral purple soil subgroup in Chongqing area.

Parent rock；Purple soil；As；Hg；Environmental geochemical baseline

X142

A

（責(zé)任編輯：檀滿枝）

10.11766/trxb201702170528

* 國家自然科學(xué)基金項目（41671291）資助 Supported by the National Natural Science Foundation of China（No.41671291）? 通訊作者 Corresponding author，E-mail：xdt@swu.edu.cn

李 艷（1993—），女，云南曲靖人，碩士研究生，主要從事土壤化學(xué)及礦物研究。E-mail：1353380592@qq.com

2017-02-17；

2017-04-15；優(yōu)先數(shù)字出版日期（www.cnki.net）：2017-05-04