海南省水果產地土壤環(huán)境質量評價

謝茵

摘 要 采用單項與綜合質量指數法，以海南省水果產地的土壤為研究對象，開展土壤中重金屬Hg、As、Pb、Cd、Cr和農藥殘留六六六、滴滴涕含量的抽樣調查分析與評價。結果表明，全省水果產地土壤重金屬和農藥殘留的均值均小于《食用農產品產地環(huán)境質量評價標準》（HJ 332-2006）規(guī)定的限值，各土壤監(jiān)測指標的單項質量指數均小于0.7，綜合質量指數為0.31，均定為1級，土壤環(huán)境質量屬于清潔水平，適宜種植無公害水果；部分產地土壤中重金屬含量有超標現象，?？谟胁糠謽悠稨g、As、Pb、Cd、Cr超標，昌江有部分樣品Cd、Cr超標，三亞有部分樣品Pb、Cd超標，東方有部分樣品As超標，萬寧有部分樣品Pb超標，澄邁、樂東、定安、文昌、臨高均以Cr超標為主。土壤重金屬含量間多呈正相關，其中As與Cd、Pb與Cr之間影響達到顯著水平。

關鍵詞 水果 ；土壤 ；環(huán)境質量 ；評價

中圖分類號 X825 文獻標識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2017.11.008

Evaluation on Environmental Quality of Soils in Fruit Producing Areas

of Hainan Province

XIE Yin

（Rural Energy & Environmental Agency， Hainan Provincial Department of Agriculture，

Haikou， Hainan， 571100）

Abstract The soil heavy metals contents of Hg， As， Pb， Cd， Cr， and pesticide residue benzex， DDT， in fruit producting areas of Hainan province were investigated by randomly sampling. The environmental quality conditions of these heavy metals and pesticide residue were evaluated by single quality index and complex quality index. The results showed that the average content of heavy metals and pesticide residue in fruit producing areas were all under the limit value prescribed by"HJ 332-2006". The single quality indices of seven elements were all lower than 0.7. The comprehensive quality index of seven elements was 0.31. The soil environmental quailty were all set at the first class belonging to clean level and were fit for the plantation of no pollution fruit. The content of heavy metals in some areas were beyond the limit values， Hg， As， Pb， Cd， and Cr content of Haikou samples exceeds bid. Cd and Cr content of Changjiang samples exceeds bid； Pb and Cd content of Sanya samples exceeds bid. As content of Dongfang samples exceeds bid. Pb content of Wanning samples exceeds bid. Cr content of Chengmai， Ledong， Dingan， Wenchang， and Lingao samples exceeds bid. Most of the soil heavy metals were positively correlated in contents， and the correlation of As，Cd， Pb and Cr reached a significant level.

Keywords Fruit ； soil ； environmental quality ； evaluation

土壤是農作物生產的基礎和載體，其環(huán)境質量通常用來評價土壤容納、吸收及降解農業(yè)生態(tài)環(huán)境中污染物的能力，土壤環(huán)境質量的優(yōu)劣直接影響到農產品安全[1-4]。近年來，由于農用化學品的超高量使用、工業(yè)“三廢”污染、塑料薄膜的大量使用、城鎮(zhèn)生活污水不達標排放等，大量的污染物被直接或間接的排放到農業(yè)環(huán)境中，使得土壤生態(tài)系統(tǒng)功能遭受破壞，土壤健康狀況變差，土壤酸化趨勢嚴重，土壤中重金屬的累積比20世紀初明顯增加，進而威脅到水果產地的安全性[5-7]。水果產地土壤環(huán)境受到污染，導致土壤養(yǎng)分失衡和質量退化，嚴重影響中國水果產業(yè)的高效發(fā)展及國際競爭力。土壤作為影響水果中重金屬和農藥殘留含量重要的環(huán)境因素之一，開展土壤中重金屬和農藥殘留含量的監(jiān)測與評價，有助于了解水果產地的土壤健康狀況，對降低水果中重金屬和農藥殘留的含量，提高水果的產量、品質及質量安全，保障人民的身體健康具有重要意義。海南省作為中國最大的“熱帶寶地”，土地總面積344.2萬hm2，占中國熱帶和亞熱帶地區(qū)土地總面積的42.5%，雨水充沛，光溫充足，是中國最重要的熱帶水果生產基地[8-10]。筆者對海南省水果產地的土壤進行跟蹤監(jiān)測與調查分析，并開展了重金屬Hg、As、Pb、Cd、Cr和農藥殘留六六六、滴滴涕含量的綜合評價，旨在全面掌握海南省水果產地土壤環(huán)境質量現狀，為海南省無公害水果的生產和國家熱帶水果基地建設提供理論支撐。endprint

1 材料與方法

1.1 材料

海南省的水果產地分布在18個市縣（不含三沙市），以種植荔枝、龍眼、香蕉、芒果、蓮霧、火龍果、哈密瓜、西瓜、番木瓜、鳳梨、菠蘿蜜、櫻桃、椰子、楊桃、柚子等為主，土壤主要是由花崗巖、玄武巖、 砂頁巖、變質巖發(fā)育而成的磚紅壤、赤紅壤等。

1.2 方法

1.2.1 樣品采集

2014～2016年，對海南省18個市縣（不含三沙市）水果產地的土壤進行了抽樣調查與采樣。?？谑型寥罉悠凡杉跂|山、甲子、龍泉、靈山、演豐、永興、大坡、舊州、云龍、三門坡等10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，三亞市土壤樣品采集于吉陽、天涯、海棠、崖州等4個區(qū)，澄邁縣土壤樣品采集于橋頭、福山、金江等3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，樂東縣土壤樣品采集于九所、千家、利國、尖峰等4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，儋州市土壤樣品采集于東城、南豐、那大、海頭、雅星等5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，東方市土壤樣品采集于八所、四更、大田、感城、天安等5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，定安縣土壤樣品采集于定城、新竹、黃竹、龍門等4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，文昌市土壤樣品采集于東路、馮坡、大致坡、翁田等4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，萬寧市土壤樣品采集于萬城、三更羅、大茂、長豐、龍滾等5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，臨高縣土壤樣品采集于臨城、波蓮、皇桐等3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，昌江縣土壤樣品采集于烏烈、十月田、七叉、叉河等4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，瓊海市土壤樣品采集于中原、大路、長坡、博鰲、福田等5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，陵水縣土壤樣品采集于三才、提蒙、英州、新村等4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，瓊中縣土壤樣品采集于營根、上安等2個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，五指山市土壤樣品采集于南圣、水滿等2個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，屯昌縣土壤樣品采集于坡心、屯城、楓木等3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，白沙縣土壤樣品采集于七坊、牙叉等2個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，保亭縣土壤樣品采集于加茂、什玲等2個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。根據各產地條件、面積及種植規(guī)模來確定采樣的數量。按照“S”形法，每個土樣由10～20個分點（0～40 cm）構成。共采集土樣322個，見表1。每次采回的土樣均放在木盤中或塑料布上，攤成薄薄的一層，置于室內通風陰干。風干后的土樣，倒入鋼玻璃底的木盤上，用木棍研細，揀出雜質，根據檢測需要處理備用。

1.2.2 檢測方法

pH值測定按照標準GB 7859-1987執(zhí)行；總汞（Hg）測定按照標準GB/T 17136-1997執(zhí)行；總砷（As）測定按照標準GB/T 17134-1997執(zhí)行；總鉛（Pb）和總鎘（Cd）測定按照標準GB/T 17171-1997執(zhí)行；總鉻（Cr）測定按照標準GB/T 17137-1997執(zhí)行；六六六和滴滴涕測定按照標準GB/T 14550-2003執(zhí)行。

1.3 評價方法與數據分析

以標準《農產品安全質量無公害水果產地環(huán)境》（GB/T 18407.2-2001）中土壤質量項目為監(jiān)測指標[11]；評價標準及方法采用標準《食用農產品產地環(huán)境質量評價標準》（HJ 332-2006）[12]，各指標的評價標準及方法見表2和表3。土壤監(jiān)測指標單項與綜合質量指數、樣本超標率計算公式如下。

（1）Pi全量=Ci/Si，式中Pi全量為土壤監(jiān)測指標i的單項質量指數，Ci為土壤監(jiān)測指標i的實測濃度（mg/kg），Si為土壤監(jiān)測指標i的單項評價指標值（mg/kg）；

（2）P綜合={[P2i全量max+P2i全量ave]/2}1/2，式中P綜合為土壤綜合指數，Pi全量max為土壤監(jiān)測指標中單項指數最大值，Pi全量ave為土壤監(jiān)測指標中各單項指數的平均值；

（3）C=（N/M）×100%，式中C為土壤樣本超標率（%），N為土壤超標樣本總數（個），M為土壤監(jiān)測樣本總數（個）。

采用Microsoft Office Excel 2007、SAS 9.0 等進行數據統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 海南省水果產地土壤監(jiān)測指標含量統(tǒng)計

由表1可知，海南省水果產地土壤pH均值為5.46，范圍為3.90～8.00，其中臨高產地土壤pH均值最大，為5.97，昌江產地次之（5.76），瓊海產地最小（4.54）。由表4可知，全省水果產地土壤質量監(jiān)測指標Hg、As、Pb、Cd、Cr、六六六、滴滴涕的均值依次為0.05、5.87、19.72、0.08 、60.90、0.00、0.00 mg/kg，均低于“HJ 332-2006”規(guī)定的限值。全省不同取樣點監(jiān)測指標的均值差異非常大，變異系數為0.00%～435.21%，其中As的變異系數最大，Cd次之，六六六、滴滴涕的變異系數最?。ň鶠?）。本研究結果顯示，全省部分取樣點的土樣還出現Hg、As、Pb、Cd、Cr含量超標現象，其中Cr的超標率最大，為13.35%，Cd次之（3.73 %），Hg的超標率最?。?.93%）。就各產地而言，除臨高產地Cr的平均含量超過其限值外，其余產地監(jiān)測指標的平均含量均低于“HJ 33-2006”規(guī)定的限值。儋州、瓊海、陵水、瓊中、五指山、屯昌、白沙、保亭產地均未發(fā)現監(jiān)測指標平均含量超標現象；澄邁、樂東、定安、文昌、臨高產地的部分取樣點出現了Cr含量超標的現象，超標率依次為9.09%、5.00%、31.25%、16.67%、62.50%；?？诋a地的部分取樣點出現了Hg、As、Pb、Cd、Cr含量超標現象，超標率依次為3.16%、3.16%、1.05%、9.47%、28.42%；三亞產地的部分取樣點出現了Pb、Cd含量超標現象，超標率均為2.99 %；東方產地的部分取樣點出現了As含量超標現象，超標率均6.25%；萬寧產地的部分取樣點出現了Pb含量超標現象，超標率為22.22%；昌江產地的部分取樣點出現了Cd、Cr含量超標現象，超標率均為12.50%。

各水果產地土壤質量監(jiān)測指標含量差異較大，18個集中采樣的市縣中，?？?、澄邁、定安、文昌、臨高、昌江、瓊海、陵水、瓊中、五指山、白沙產地均為Cr的平均含量最大，依次為102.61、78.10、124.64、75.30、160.49、78.57、51.66、35.38、38.64、18.22、33.18 mg/kg；三亞、樂東、儋州、東方、萬寧、屯昌、保亭產地均以Pb平均含量最大，依次為15.91、23.53、17.57、9.18、32.49、21.23、18.17 mg/kg；18個產地均以六六六、滴滴涕的平均含量最?。ň鶠? mg/kg）。各產地監(jiān)測指標的變異系數分別為：?？?～410.14%，三亞0～436.49%，澄邁0～101.99%，樂東0～198.48%，儋州0～87.15%，東方0～161.83%，定安0～141.03%，文昌0～123.61%，萬寧0～126.78%，臨高0～83.09%，昌江0～229.27%，瓊海0～180.09%，陵水0～145.81%，瓊中0～71.37%，五指山0～98.15%，屯昌0～91.37%，白沙0～110.20%，保亭0～97.63%。18個產地監(jiān)測指標平均含量排在前三位的均為Cr、Pb、As。同時發(fā)現，海南省水果產地土壤中農藥殘留六六六和滴滴涕的含量均為0，說明其產地土壤受農藥殘留的影響極小。endprint

2.2 海南省水果產地土壤環(huán)境質量評價

海南省水果產地土壤環(huán)境質量評價結果見表5。由表5可看出，以“HJ 332-2006”為評價依據，全省水果產地土壤重金屬Hg、As、Pb、Cd、Cr和農藥殘留六六六、滴滴涕的單項質量指數均<0.7，其中Cr的質量指數最高，為0.41，Cd次之（0.26）。結合各監(jiān)測指標的單項與綜合質量指數（0.31），對全省水果產地的土壤環(huán)境質量進行綜合評價，均定為1級，屬于清潔水平，適宜發(fā)展無公害水果。

就各產地而言，臨高縣產地土壤質量監(jiān)測指標的綜合指數（0.78）最高，其次是定安縣產地（0.60），五指山產地（0.14）最低。在各產地監(jiān)測指標的單項質量指數中，除定安、臨高產地Cr的單項質量指數>0.7外，其余監(jiān)測指標的單項質量指數均≤0.7，?？?.22～0.68，三亞0.07～0.29，澄邁0.09～0.52，樂東0.08～0.40，儋州0.06～0.24，東方0.06～0.36，定安0.16～0.83，文昌0.07～0.50，萬寧0.07～0.46，臨高0.07～1.07，昌江0.07～0.52，瓊海0.15～0.37，陵水0.12～0.24，瓊中0.05～0.34，五指山0.03～0.18，屯昌0.03～0.34，白沙0.13～0.25，保亭0.04～0.39。?？凇⒊芜~、定安、文昌、臨高、昌江產地均以Cr的單項質量指數最高，樂東、儋州、東方、萬寧、瓊中、五指山、屯昌、白沙、保亭產地均以Pb的單項質量指數最高，陵水產地以Cr、Cd的單項質量指數最高（均為0.24），三亞、瓊海產地均以Cd的單項質量指數最高，18個產地均以六六六、滴滴涕的單項質量指數最低（均為0）。因此，臨高產地土壤環(huán)境質量為2級，為尚清潔水平；其余產地土壤環(huán)境質量均為1級，均為清潔水平；整體來看，各產地土壤環(huán)境質量比較優(yōu)良，適宜種植無公害水果。

2.3 海南省水果產地土壤重金屬含量相關分析

海南省水果產地土壤重金屬含量的相關分析見表6。由表6可以看出，重金屬Hg與Pb和Cd、As與Pb、Pb與Cr之間存在著負相關，相關系數依次為-0.23、-0.06、-0.23、-0.74，其中Pb與Cr在含量上存在顯著關系；重金屬Hg與As和Cr、As與Cd和Cr、Pb與Cd、Cd與Cr之間存在著正相關，相關系數依次為0.05、0.32、0.48、0.29、0.26、0.13，其中As與Cd在含量上存在著顯著關系。由此可見，海南省水果產地的土壤重金屬之間多呈正相關，且重金屬之間在含量上存在著相互影響。

3 結論與討論

本研究結果表明，全省水果產地土壤監(jiān)測指標Hg、As、Pb、Cd、Cr、六六六、滴滴涕的平均含量均低于“HJ 332-2006”規(guī)定的限值。就各產地而言，除臨高產地Cr的平均含量超過其限值外，其余產地監(jiān)測指標的平均含量均低于“HJ 332-2006”規(guī)定的限值。結合各監(jiān)測指標的單項與綜合質量指數進行綜合評價，全省水果產地土壤環(huán)境質量定為1級，為清潔水平；臨高產地土壤環(huán)境質量定為2級，為尚清潔水平，其余產地土壤環(huán)境質量均定為1級，均為清潔水平?？傮w上看，海南省水果產地的土壤環(huán)境質量比較優(yōu)良，達到無公害水果產地環(huán)境的要求，適宜發(fā)展無公害水果，但是，已有部分產地存在重金屬含量超標的情況，?？谟胁糠謽悠稨g、As、Pb、Cd、Cr超標，昌江有部分樣品Cd、Cr超標，三亞有部分樣品Pb、Cd超標，東方有部分樣品As超標，萬寧有部分樣品Pb超標，澄邁、樂東、定安、文昌、臨高均以Cr超標為主。

Boruvka等[13]、鄭國璋等[14]研究認為，土壤中Cr主要來源于地質，其含量與成土母質密切相關，玄武巖發(fā)育的土壤Cr含量可達167.3 mg/kg。王景華[15]、郭宇[16]、廖香俊等[17]研究報道，海南玄武巖母質發(fā)育的磚紅壤中Cr 含量超標，相對其他母質土壤而言，重金屬Cr屬于高背景含量。臨高水果產地土壤重金屬Cr的平均含量為160.49 mg/kg，超過其限制（150 mg/kg）的6.99%，推測與該地區(qū)土壤為玄武巖發(fā)育的磚紅壤、赤紅壤有關。張永發(fā)等[10]研究顯示，海南主要農產品產地土壤不同程度的受到了重金屬污染，?？诓糠滞寥繡d、Hg和Cr超標，三亞部分土壤Cd 超標；林電等[18]研究了海南香蕉園土壤中重金屬現狀及變化趨勢，得出儋州、臨高、東方、樂東、昌江蕉園土壤Cd、Hg含量比對照土有所增加；本文研究結果與此相一致。

由于海南高溫高濕，雨水充沛，耕地復種指標高，病蟲害種類繁多，化肥農藥用量比較大，畝均用量遠高于全國平均水平。海南省水果產地土壤中重金屬Hg、As、Pb、Cd和Cr的超標可能與化肥農藥的超高量使用有關。過磷酸鈣和鈣鎂磷肥中Cd含量通常較高，氮、磷、鉀肥中往往含有Hg元素，商品有機肥和畜禽糞便中含有Hg、Cd和Cr元素（其中Cr含量偏高），某些殺蟲劑和殺菌劑中Hg含量一般較高[19-20]。土壤中重金屬含量通常受化肥農藥超高量使用、污水灌溉、污泥使用、工業(yè)“三廢”污染、塑料薄膜使用、土壤母質、城鎮(zhèn)生活污水不達標排放、汽車尾氣排放、人類活動等的影響[21-25]。有研究顯示，在靠近工礦企業(yè)周邊、大中城市郊區(qū)、污水灌溉區(qū)等附近種植農產品，其土壤中重金屬含量往往偏高[26-28]。通過對海南省各水果產地的土壤重金屬均值進行相關分析，結果顯示，各重金屬之間多呈正相關，其中Cd與As、Cr與Pb之間影響達到顯著水平，由此可以推測，重金屬之間存在相互影響[29-30]。綜上所述，海南省水果產地的土壤已經受到重金屬含量的影響，建議采取化肥農藥減少增效技術、農業(yè)面源污染綜合防治技術、清潔生產工藝技術、杜絕污水灌溉和污泥使用等措施，從而降低水果產地土壤重金屬和農藥殘留的含量，防止水果受到污染，確保水果質量安全。

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