山東省五蓮縣土壤硒的含量分布特征

王申

摘要：五蓮縣表層土壤中硒含量在0.03mg/kg～5.1mg/kg之間，以足硒土壤為主，分布面積為864.16km2；富硒土壤面積64.02km2。土壤類(lèi)型中，酸性粗骨土硒平均含量水平最高，為0.25mg/kg；成土母質(zhì)中以榮成巖套花崗質(zhì)片麻巖發(fā)育的土壤硒含量最高；剖面土壤中的硒主要在表層富集。結(jié)果表明：五蓮縣表層土壤硒含量既有基巖的繼承性，同時(shí)，表層土壤OrgC、pH和質(zhì)地等因素對(duì)硒的表層富集也具有重要影響。

關(guān)鍵詞：土壤硒；土壤類(lèi)型；成土母質(zhì)；五蓮縣

1.引言

硒是生物必需的微量元素，可以改善和促進(jìn)有機(jī)體的免疫反應(yīng)系統(tǒng)，可預(yù)防細(xì)胞老化。保證人體適當(dāng)?shù)奈鵂I(yíng)養(yǎng)，能提高機(jī)體的抗癌能力。地殼中各種巖石礦物中的硒，是土壤中硒的主要天然來(lái)源。土壤中硒除直接來(lái)源于巖石礦物的風(fēng)化分解外，人為活動(dòng)，特別是工業(yè)生產(chǎn)中廢物的排放，也是土壤硒的重要來(lái)源。

在五蓮縣開(kāi)展1∶5萬(wàn)土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查與評(píng)價(jià)工作，發(fā)現(xiàn)富硒土壤64.02km2，其中耕地園地面積占10.93km2。通過(guò)對(duì)五蓮縣土壤中硒的分布及影響因素研究，為當(dāng)?shù)睾侠碛行У拈_(kāi)發(fā)利用富硒土地資源提供地球化學(xué)依據(jù)。

2.調(diào)查區(qū)概況

五蓮縣位于山東半島東南部、日照市北端，東臨膠南，南接?xùn)|港區(qū)，西連莒縣，北靠諸城，現(xiàn)轄1個(gè)街道、9個(gè)鎮(zhèn)、2個(gè)鄉(xiāng)，全縣總面積1443km2。五蓮縣地處魯東低山丘陵與魯中南低山丘陵交接地帶，嶗山支脈自東北向西南貫穿全境，泰沂山余脈自西向東延伸至境內(nèi)，形成區(qū)內(nèi)中部馬蹄鐵形隆起帶，呈現(xiàn)出中部高、向南北兩側(cè)傾斜的地勢(shì)特征。屬溫帶季風(fēng)氣候，一年四季周期性變化明顯，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，雨量充沛，季節(jié)性降水明顯，日照充足，熱能豐富。

五蓮縣地處西環(huán)太平洋多金屬成礦帶的外帶，華北地臺(tái)沂沭斷裂帶之昌邑—大店斷裂東側(cè)，膠南斷塊隆起西北，膠萊盆地西南緣。出露地層由老到新可劃分為：古元古代粉子山群，中生代白堊紀(jì)萊陽(yáng)群、青山群、大盛群、王氏群，新生代第四紀(jì)更新統(tǒng)、全新統(tǒng)。境內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，巖漿巖種類(lèi)較多，出露面積較廣。主要有潛火山巖和四堡期、晉寧期、南華期、印支期、晚燕山期的魯東侵入巖。區(qū)內(nèi)土壤類(lèi)型共分為棕壤土、褐土、石質(zhì)土、粗骨土、潮土和砂姜黑土6個(gè)土類(lèi)、13個(gè)亞類(lèi)。

3.工作方法

3.1土壤樣品采集

根據(jù)《山東省1∶5萬(wàn)土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查評(píng)價(jià)技術(shù)要求（試行）》，嚴(yán)格遵循“規(guī)范”要求，農(nóng)用地范圍內(nèi)的土壤，按實(shí)際土地利用圖斑進(jìn)行布點(diǎn)，布點(diǎn)密度6個(gè)/km2。評(píng)價(jià)對(duì)象以水澆地、旱地、果園、林地為主，同時(shí)兼顧建設(shè)用地和其他土地。在地形地貌相對(duì)單一、土地利用連片呈規(guī)模分布時(shí)，如調(diào)查區(qū)大規(guī)模園地和林地等，樣點(diǎn)密度放稀至4個(gè)/km2。土地利用方式多樣，即單位面積內(nèi)多種土地利用類(lèi)型交錯(cuò)分布，人為活動(dòng)影響差異可能會(huì)導(dǎo)致元素指標(biāo)空間變異性大，樣點(diǎn)密度加密至7.5個(gè)/km2。城區(qū)建設(shè)用地按照4點(diǎn)/km2進(jìn)行網(wǎng)格化布設(shè)。

野外采樣采用預(yù)先編制好的1∶5萬(wàn)采樣工作部署圖作為野外工作手圖，將預(yù)先布設(shè)好的樣點(diǎn)點(diǎn)位導(dǎo)入到便攜式GPS定位儀內(nèi)，根據(jù)布設(shè)樣點(diǎn)進(jìn)行導(dǎo)航。在農(nóng)用地土壤類(lèi)型采樣時(shí)，在地塊中央進(jìn)行采樣點(diǎn)樣品采集，避開(kāi)道路、院墻、肥料堆放點(diǎn)等潛在污染源的位置。低山丘陵區(qū)在緩平坡地、山間平原及低洼等相對(duì)平緩的地區(qū)采樣，采樣點(diǎn)位置與布設(shè)點(diǎn)位誤差小于50m。城鎮(zhèn)區(qū)采樣調(diào)查和訪問(wèn)周邊居民，無(wú)法采集自然表層土壤時(shí)，均采集回填時(shí)間5年以上未被翻動(dòng)過(guò)的土壤作為土壤樣品。每個(gè)采樣點(diǎn)確定一個(gè)中心點(diǎn)，向四周東南西北各15m設(shè)置分樣點(diǎn)，5個(gè)點(diǎn)按照等量采集并組合成一個(gè)土壤樣品，以中心點(diǎn)為GPS定點(diǎn)位置。

3.2土壤樣品元素分析

實(shí)驗(yàn)測(cè)試執(zhí)行《多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查規(guī)范（1∶250000）》（DZ/T0258-2014）、《生態(tài)地球化學(xué)評(píng)價(jià)樣品分析技術(shù)要求》（DD2005-03）、《區(qū)域生態(tài)地球化學(xué)評(píng)價(jià)樣品分析技術(shù)要求補(bǔ)充規(guī)定》以及中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局《地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試質(zhì)量管理規(guī)范（DZ0130-2006）》等相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)規(guī)范）。土壤樣品分析N、P、B、Mn、Zn、Cu、Se、Mo、I、S、F、As、Cd、Cr、Hg、Pb、Ni、Co、V、Ge、K2O、CaO、MgO、Fe2O3、SiO2、Al2O3、OrgC、pH等28項(xiàng)指標(biāo)分析。元素分析方法實(shí)際檢出限、準(zhǔn)確度、精密度等各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于規(guī)范要求。取得土壤數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠，滿足要求。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)利用Excel2017軟件處理，采用地球化學(xué)勘查信息化系統(tǒng)3.01軟件繪制元素含量分布圖。

4.結(jié)果與分析

4.1土壤Se含量分布

五蓮縣表層土壤Se的含量范圍為0.03mg/kg～5.11mg/kg，平均含量為0.19mg/kg，略高于全省表層土壤背景值（0.13mg/kg），低于全國(guó)表層土壤背景值（0.29mg/kg）。五蓮縣表層土壤硒的養(yǎng)分地球化學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示（表1），調(diào)查區(qū)足硒區(qū)分布最廣，占調(diào)查區(qū)面積的57.72%；其次為硒潛在不足區(qū)，占調(diào)查區(qū)面積的28.70%；硒缺乏占調(diào)查區(qū)面積的6.20%；富硒分布面積較小，僅為4.28%。

由硒的養(yǎng)分地球化學(xué)豐缺等級(jí)圖可知（圖1），富硒區(qū)在調(diào)查區(qū)內(nèi)零星分布，主要分布在七寶山礦區(qū)周邊、松柏鄉(xiāng)東北部、戶部鄉(xiāng)東部、街頭鎮(zhèn)西南部等區(qū)域，總體分布面積為64.02km2；足硒區(qū)分布較廣，調(diào)查區(qū)絕大部分區(qū)域均為足硒區(qū)，分布面積為864.16km2；潛在不足區(qū)主要分布在許孟鎮(zhèn)周邊、汪湖鎮(zhèn)周邊、潮河鎮(zhèn)大部等，分布面積為429.67km2；硒缺乏區(qū)分布少，呈零散分布，分布在汪湖鎮(zhèn)北部、高澤鎮(zhèn)周邊等，分布面積為92.83km2。

4.2不同類(lèi)型土壤中Se的分布

不同土壤類(lèi)型中硒的含量分布具有差異性，參照中國(guó)土壤系統(tǒng)分類(lèi)法，可以將五蓮縣土壤分為棕壤、褐土、石質(zhì)土、粗骨土、潮土和砂姜黑土等，其中以粗骨土和石質(zhì)土的面積較大。從表2可以看出，不同類(lèi)型的土壤中硒平均含量差異較大，粗骨土中硒的平均含量最高，達(dá)到0.25mg/kg，棕壤與砂姜黑土次之，褐土中硒含量最低，為0.16mg/kg。與全省土壤的硒背景含量（0.13mg/kg）相比，土壤中硒含量均高于全省土壤硒背景含量。不同類(lèi)型土壤中硒的含量水平大小順序?yàn)榇止峭?棕壤>砂姜黑土>石質(zhì)土>潮土>褐土。

4.3影響土壤中硒含量及其分布的因素

土壤中硒的來(lái)源主要分為自然源和人為源兩種。

土壤硒的自然源主要來(lái)自于成土母質(zhì)的自然風(fēng)化，土壤Se背景很大程度是決定于成土母質(zhì)本身的硒含量（圖2）。各種母質(zhì)類(lèi)型中，總體表現(xiàn)為侵入巖類(lèi)發(fā)育土壤硒含量最高，沉積巖發(fā)育土壤硒含量較低。七寶山礦區(qū)周邊富硒土壤與礦業(yè)開(kāi)采活動(dòng)有關(guān)。

五蓮縣侵入巖區(qū)垂直剖面硒含量均表現(xiàn)為表層富集特點(diǎn)，0cm～20cm含量較高，深層土壤硒含量普遍不高，100cm～200cm含量穩(wěn)定在0.10mg/kg，表層土壤有機(jī)質(zhì)含量較高，吸附能力較強(qiáng)而容易吸附保存，深層土壤有機(jī)質(zhì)含量偏低，且受地下含水層等淋濾作用較易流失。

五蓮縣表層土壤中硒含量與土壤pH、有機(jī)質(zhì)及其他元素的相關(guān)性分析表明（表3），土壤硒含量與土壤pH呈負(fù)相關(guān)，而與土壤中Corg呈顯著正相關(guān)。土壤pH、有機(jī)質(zhì)是重要的理化指標(biāo)，其中土壤pH對(duì)土壤硒的形態(tài)影響很大，在通氣良好的堿性土壤中，難溶性的SeO2-3被氧化為易溶的SeO2-4；而在中性和酸性土壤中，SeO2-3是主要的存在形式。通常，土壤對(duì)陰離子的吸附量是隨土壤pH的降低而增加的；土壤有機(jī)質(zhì)在腐殖化過(guò)程中可產(chǎn)生腐殖酸和細(xì)顆粒膠體，增加了有機(jī)物結(jié)合態(tài)Se的含量。

與土壤硒含量相關(guān)性較高的土壤元素還有N、S、I等。以往的研究者也發(fā)現(xiàn)土壤中Se含量與全硫呈顯著性相關(guān)關(guān)系。

因此，五蓮縣表層土壤硒含量既有基巖的繼承性，同時(shí)，表層土壤OrgC、pH和質(zhì)地等因素對(duì)硒的表層富集也具有重要影響。

5.結(jié)論

五蓮縣表層土壤中硒含量在0.03mg/kg～5.11mg/kg之間，總體上屬于足硒土壤。不同土壤類(lèi)型中，酸性粗骨土硒平均含量水平最高；成土母質(zhì)中以榮成巖套花崗質(zhì)片麻巖發(fā)育的土壤硒含量最高；剖面土壤中的硒主要在表層富集。五蓮縣表層土壤硒含量既有基巖的繼承性，同時(shí)，表層土壤OrgC、pH和質(zhì)地等因素對(duì)硒的表層富集也具有重要影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]齊玉薇，史長(zhǎng)義. Se的生態(tài)環(huán)境與人體健康[J].微量元素與健康究，2005， 22（2）：63-66.

[2]萬(wàn)廣華.山東土壤[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社， 1994.

[3]趙西強(qiáng)，張貴麗.章丘地區(qū)土壤硒的含量分布及影響因素[J].山東國(guó)土資源， 2015， 31（3）：46-49.