冊亨縣土壤地球化學(xué)綜合質(zhì)量及其影響因素分析

婁經(jīng)雙，但仕生，令狐東

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,貴州貴陽550005）

土壤是指自然土壤通過長期人為活動和自然因素綜合作用，形成適合于農(nóng)作物生長的土壤，研究表明：土壤質(zhì)量為林地＞天然草地＞人工草地＞棄耕地＞農(nóng)田[2]，人為活動是影響土壤質(zhì)量的關(guān)鍵。查清冊亨縣人為活動對土壤的影響大小、土壤質(zhì)量地球化學(xué)分布特征、評價元素及污染物的生物有效性，劃分土壤質(zhì)量地球化學(xué)等級；調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)、發(fā)展現(xiàn)代山地特色優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品、促進(jìn)科學(xué)合理施肥及土壤污染治理服務(wù)。

1 冊亨縣農(nóng)業(yè)地質(zhì)背景

1.1 地質(zhì)概況

1.1.1 地層

縣域內(nèi)主要發(fā)育石炭系、二疊系、三疊系[1]，其中石炭系地層地表面積約33km2，占縣域面積的1.3%；二疊系地層地表面積約104km2，占縣域面積的4.0%；其它主要為三疊系地層（圖1）。石炭系發(fā)育面積較少，于縣城北面賴子山地區(qū)的南北走向背斜中心部位，主要為威寧組（CP1w）；二疊系主要在賴子山地區(qū)由南向北圍繞石炭系呈條帶狀半圈閉發(fā)育，其它呈東西向橢圓狀發(fā)育于南盤江北面的板其至納板附近，地表型似穹隆構(gòu)造產(chǎn)出[3]，包括猴子山組（P2h）、吳家坪組（P3w）及合山組（P3h）；其它區(qū)域主要發(fā)育三疊系，包括羅樓組（T1l）、安順組（T1a）、新苑組（T2x）。

主要巖性：

黑苗灣組（T3hm）：砂泥巖夾灰?guī)r、礫屑灰?guī)r。

邊陽組（T2b）：砂巖、鈣質(zhì)砂巖、粉砂巖，夾粘土巖。

壟頭組（T2l）：淺灰色中厚層至塊狀淀晶石灰?guī)r、凝結(jié)藻灰?guī)r。

坡段組（T2p）：灰、深灰色中厚層狀至厚層狀內(nèi)碎屑灰?guī)r。

許滿組（T2xm）：粉砂質(zhì)粘土巖夾砂巖、鈣質(zhì)砂巖及灰黑色灰?guī)r、上部為灰色泥灰?guī)r。

新苑組（T2x）：粘土巖、砂巖夾泥巖、局部夾泥灰?guī)r。

安順組（T1a）：灰、淺灰色中—厚層狀細(xì)至粗粒白云巖。

羅樓組（T1l）：灰、深灰、灰綠、紫紅色粘土巖夾泥灰?guī)r。

吳家坪組（P3w）：灰、淺灰色厚層灰?guī)r為主，夾燧石灰?guī)r及鮞?；?guī)r。

合川組（P3h）：灰、深灰色厚層狀塊狀灰?guī)r，夾少量燧石灰?guī)r及粘土巖、粉砂巖。

猴子關(guān)組（P2h）：以灰、淺灰色厚層塊狀泥晶灰?guī)r、生物屑灰?guī)r為主。

威寧組（CP1w）：灰、淺灰色中厚層狀—塊狀泥晶灰?guī)r。

1.1.2 構(gòu)造

冊亨縣地處右江盆地西北部，位于揚子準(zhǔn)地臺西南緣與右江造山帶的銜接部位[1]，晚古生代以來為陸內(nèi)斷陷盆地沉積，早三疊世主要是被動大陸邊緣沉積，中三疊世淪為陸源碎屑復(fù)理石盆地。二疊紀(jì)有偏堿性基性巖漿活動，印支—燕山期是主要構(gòu)造變形期并伴有淺層區(qū)域變質(zhì)作用，造山期有偏堿性超基性巖侵位。主要構(gòu)造線呈北東、北西、近東西及南北向展布，構(gòu)造變形期屬印支—燕山期[11]。

（1）斷層：冊亨縣境內(nèi)斷層主要從南西向北東向延伸的逆斷層，斷層傾角大約60°～70°，此外境內(nèi)同時發(fā)育北西—南東方向的逆斷層及性質(zhì)不明斷層。

(2)褶皺：冊亨縣境內(nèi)主要發(fā)育賴子山背斜及板其背斜，背斜核部形成高山，核部最老地層為石炭系—二疊系系統(tǒng)威寧組（CP1w），在背斜核部節(jié)理裂隙較為發(fā)育。

1.1.3 礦產(chǎn)資源概況

冊亨縣主要礦產(chǎn)有金、銻、砷、汞、褐鐵、水晶石等礦產(chǎn)資源。冊亨縣位于桂西北樂業(yè)金礦，高龍—馬雄金礦田，滇東南富源、羅平金礦區(qū)和貴州省西南部諸金礦田所組成的金三角成礦區(qū)，也稱滇、黔、桂金三角地區(qū)，境內(nèi)蘊藏著豐富的黃金礦產(chǎn)資源，境內(nèi)金礦體主要為卡林型金礦[3]，全縣十二個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）中現(xiàn)已探明有六個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）蘊藏著黃金礦產(chǎn)，這六個鄉(xiāng)鎮(zhèn)分別是∶巧馬鎮(zhèn)、丫他鎮(zhèn)、者樓街道、冗渡鎮(zhèn)、巖架鎮(zhèn)、百口鄉(xiāng)[9-10]。

1.2 地形地貌

冊亨縣主要地貌由砂頁巖低土山、中山地貌和石灰?guī)r地區(qū)的喀斯特地貌組成。在冊亨縣城南部，成土母巖主要為砂泥巖、薄層狀泥灰?guī)r，易風(fēng)化成土，因此形成砂頁巖低土山、中山地貌，而冊亨縣城北部及丫他鎮(zhèn)南部板其村附近，成土母巖主要為石灰?guī)r，抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，溶蝕侵蝕作用大，巖溶洼地多，因此形成山體較大的石灰?guī)r地區(qū)的喀斯特地貌[4]。

1.3 土壤類型

冊亨縣地處低緯度，屬南亞熱帶季風(fēng)性氣候，土壤受生物、氣候、地貌條件的影響呈較明顯的地帶性分布，在南盤生物氣候條件下形成的紅壤其主要特點為色紅、酸性，較富含鐵鋁，質(zhì)粘，分布在海拔較低的地勢；在海拔較高的地段有黃壤分布及石灰土。

從分布區(qū)域來看，紅壤主要大面積分布在冊亨縣南部，海拔低于900m 的砂巖、泥巖地層中，黃壤分布面積不大，主要集中分布在冊亨縣中部，海拔高度大于900m 區(qū)域[5]，石灰土主要分布在冊亨縣北部及丫他鎮(zhèn)南部碳酸鹽巖地區(qū)，水稻土分散分布在全區(qū)范圍內(nèi)。

1.4 土地利用現(xiàn)狀

冊亨縣國土總面積2528.14km2，其中陸地面積占97.42%，水域面積占2.58%。陸地中石山面積占45%，土山面積占54.8%，半土半石山面積占0.2%?；臼恰鞍朔至逋潦剑逅嬉环忠焕逄铩钡母窬?。土地資源按利用類型可分為耕地、園地、林地、草地、城鄉(xiāng)居民住宅及工礦用地、交通用地、特殊用地、果園用地、宜林荒地、宜農(nóng)荒地、宜牧荒地、水域面積和其他用地等12大類。其中農(nóng)用地面積406.93km2，占比16.10%，非農(nóng)用地面積2121.21km2，占比83.90%,形成了非耕地多且集中，耕地少而零散的總體格局（注：來自于貴州省第二次土地利用現(xiàn)狀調(diào)查，農(nóng)用地為1～7項總和，非農(nóng)用地8～25總和）。

“愛丁堡蝕刻劑”①則是一種更為環(huán)保的方法，它通過在硫酸銅溶液中加入檸檬酸來調(diào)節(jié)PH值，酸化溶液，釋放三價鐵離子，強(qiáng)化腐蝕力度。檸檬酸是人工合成的食品添加劑，對人體無害，家居常作除水垢等用途。加入檸檬酸后，還可抑制副反應(yīng)，減少氧化鐵等沉淀物的生成，更可讓版子面朝上放入扁平的盆中腐蝕。加入檸檬酸使溶液腐蝕速度非?？?，接近稀硝酸的效率，因此，愛丁堡蝕刻劑可成為銅版畫腐蝕制版的主要方法。腐蝕銅與鋅的差異主要是溶液濃度比例不同，如銅版蝕刻的配比約為：氯化鐵30%、檸檬酸10%、水60%，鋅版則按此比例減半。

2 土壤評價等級劃分

2.1 土壤養(yǎng)分質(zhì)量綜合等級劃分

氮、磷、鉀按照單指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行土壤單指標(biāo)養(yǎng)分地球化學(xué)等級劃分，得到1、2、3、4、5五個等級，在土壤中氮、磷、鉀單指標(biāo)養(yǎng)分地球化學(xué)等級劃分基礎(chǔ)上，按照如下公式計算土壤養(yǎng)分地球化學(xué)綜合得分f養(yǎng)綜。

式中：f養(yǎng)綜——土壤氮、磷、鉀評價總得分，1≤f養(yǎng)綜≤5；

Ki——氮、磷、鉀權(quán)重系數(shù)，分別為0.4、0.3和0.3；

fi——土壤氮、磷、鉀的單元素等級得分，5等、4等、3等、2等、1等所對應(yīng)的fi得分分別為1、2、3、4、5分。

土壤養(yǎng)分地球化學(xué)綜合等級劃分見表1。

表1 土壤養(yǎng)分地球化學(xué)綜合等級劃分表

2.2 土壤環(huán)境地球化學(xué)等級劃分

土壤中污染物含量（Ci）對照《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB15618-2018）中的篩選值（Si）（表3-12）和管制值（Gi）（表3-13）將土壤風(fēng)險程度分為三類：

Ⅰ類：Ci≤Si，一般認(rèn)為無土壤污染風(fēng)險或風(fēng)險很低可忽略，應(yīng)優(yōu)先保護(hù)；

Ⅱ類：Si＜Ci≤Gi，一般認(rèn)為存在或可能存在土壤污染風(fēng)險，但風(fēng)險較低，通過采取措施可以達(dá)到安全利用；

Ⅲ類：Ci＞Gi，一般認(rèn)為風(fēng)險較高，劃為嚴(yán)格管控。

2.3 土壤質(zhì)量綜合等級劃分

利用依據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB15618-2018）評價確定的土壤環(huán)境質(zhì)量結(jié)果，結(jié)合按《按土地質(zhì)量地球化學(xué)評價規(guī)范》（DZ/T 0295-2016）評價確定的土養(yǎng)分綜合質(zhì)量結(jié)果，以及規(guī)范要求的土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級含義，對土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級進(jìn)行劃分，結(jié)果見表2。

表2 土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級劃分表

3 土壤調(diào)查評價結(jié)果

（1）冊亨縣土壤養(yǎng)分綜合等級較好，其中三級（中等）以上耕地330.40km2，占評價區(qū)耕地面積的85.88%（見圖2），在全區(qū)大面積分布。四級（較缺乏）以下耕地共54.33km2，占評價區(qū)耕地面積的14.12%。主要分布在弼佑鎮(zhèn)、八渡鎮(zhèn)較為集中。

（2）冊亨縣土壤環(huán)境質(zhì)量較好，其中二級（安全利用）以上耕地354.40km2，占評價區(qū)耕地面積的89.70%，三級嚴(yán)格管控類耕地共計39.33km2，占評價區(qū)耕地面積的10.20%，主要分布在冗渡鎮(zhèn)東南、丫他鎮(zhèn)南部及坡妹鎮(zhèn)西南。

（3）冊亨縣土壤質(zhì)量地球化學(xué)等級評價表明，區(qū)內(nèi)三等（中等）以上耕地共計344.87km2，累積占89.64%，四等以下累積面積39.87km2，占10.36%，主要分布于冊亨縣城北部、丫他鎮(zhèn)南部、坡妹鎮(zhèn)西南，影響土壤質(zhì)量地球化學(xué)等級評價因子主要Cd、As、Hg的局部超標(biāo)。

4 影響土壤質(zhì)量綜合等級因素分析

冊亨縣土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級較好，但四等（差等）以下耕地面積39.87km2，占10.36%，其中五等（劣等）面積39.33km2，占10.22%，根據(jù)耕地質(zhì)量綜合等級劃分（表3），環(huán)境綜合質(zhì)量等級為風(fēng)險較大（嚴(yán)格管控類）的耕地，劃為五等（劣等）耕地。通過對比分析，影響土壤環(huán)境綜合質(zhì)量等級的因素為環(huán)境單元素As、Hg、Cd，因此影響從冊亨縣土壤質(zhì)量綜合等級的主要因素是環(huán)境元素局部超標(biāo)。

環(huán)境單元素As、Hg、Cd的三等（嚴(yán)格管控類）耕地分別為23.87km2，16.87km2、12.07km2，分別占參與評價總面積的6.20%、4.40%、3.10%；嚴(yán)格管控類耕地分布在兩個區(qū)域，其一主要呈北東—南西向展布，起于冊亨縣城北部的賴子山背斜核部，向南西向延伸至丫他鎮(zhèn)北部慢納村附近，其走向大致平行于區(qū)域斷層構(gòu)造，大致平行于已發(fā)現(xiàn)的金礦成礦帶。其二主要分布在板其村附近，呈圈狀、封閉式分布在板其村附近。該區(qū)發(fā)育二疊系地層，主要巖性為灰?guī)r，呈圈狀分布，地表型似穹隆構(gòu)造，該區(qū)發(fā)現(xiàn)較大金礦體，目前正在開發(fā)利用。

冊亨縣環(huán)境元素局部超標(biāo)主要是由于區(qū)域金礦成礦帶有關(guān)，自板其—丫他鎮(zhèn)—賴子山沿線是主要金礦成礦帶，也是環(huán)境元素As、Hg、Cd富集區(qū)域，土壤質(zhì)量綜合等級五等（劣等）均分布在該區(qū)域，因此受區(qū)域金礦成礦帶影響，形成As、Hg、Cd 等環(huán)境元素的高背景值，是影響冊亨縣土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級最重要的因素。

表3 冊亨縣耕地調(diào)查質(zhì)量綜合等級表

5 結(jié)論

冊亨縣土壤質(zhì)量綜合等級較好，但亦有五等（劣等）自板其—丫他鎮(zhèn)—賴子山小面積分布，其與金礦成礦帶有關(guān)，與區(qū)域“斷裂型”金礦[1]有關(guān)，儲存在圍巖里的Au、As、Hg、Cd 等重金屬元素，經(jīng)后期開發(fā)利用、風(fēng)化成土，導(dǎo)致土壤里環(huán)境元素局部偏高，導(dǎo)致相應(yīng)區(qū)域內(nèi)土壤質(zhì)量等級較差。