摘要：通過對寧夏銀川平原開展區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查，高密度采樣，對54種元素分析，取得了大量的地球化學(xué)資料，運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)方法，得出銀川平原地球化學(xué)土壤基準(zhǔn)值，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和資源與環(huán)境評價提供了實用的基礎(chǔ)地球化學(xué)信息。

關(guān)鍵詞：銀川平原；土壤；地球化學(xué)基準(zhǔn)值

中圖分類號：P631.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

土壤地球化學(xué)基準(zhǔn)值是指未受人類影響的土壤原始沉積環(huán)境地球化學(xué)元素含量，又稱土壤元素基準(zhǔn)值，土壤地球化學(xué)基準(zhǔn)值研究是一項重要的基礎(chǔ)工作，對資源、環(huán)境評價和國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃具有重要意義。2007—2008年，國土資源地質(zhì)環(huán)境部門對寧夏銀川平原深層土壤各元素基準(zhǔn)值開展了全面的地球化學(xué)采樣化驗，對銀川平原深層土壤的地球化學(xué)特征進(jìn)行了初步分析。

1 研究方法

1.1 樣品采集

選擇基本未受人類活動影響和現(xiàn)代工業(yè)污染的深層土壤為研究對象，通過系統(tǒng)的樣品采集，采用高精度的分析測試技術(shù)，以統(tǒng)計學(xué)的方法研究土壤元素基準(zhǔn)值。

研究區(qū)為整個銀川平原，包括銀川市、石嘴山市、中衛(wèi)市和吳忠市利通區(qū)、紅寺堡開發(fā)區(qū)以及青銅峽市，面積20000km²，涉及牛首山區(qū)和銀川平原區(qū)3種主體地貌單元，

網(wǎng)格法采樣，以每4km²為一個采樣格子，每個采樣格子采集1件樣品，根據(jù)銀川平原污染元素垂向分布特征，污染元素一般分布在地表下0～100cm范圍內(nèi)，100cm以下基本沒有受到污染，因此樣品取自地表下150～200cm的土壤層，共采集樣品5112件，其中重復(fù)采樣112件。

1.2 樣品分析

樣品分析以X熒光光譜法和等離子體光量計法為主，輔以原子吸收法、等離子體發(fā)射光譜、原子熒光法、催化極譜法等方法，以國家一級土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW系列)進(jìn)行準(zhǔn)確度和精密度監(jiān)控，按比例隨機(jī)檢查和異常點抽查，進(jìn)行樣品分析質(zhì)量監(jiān)控，以重復(fù)采樣、重復(fù)分析來評定采樣和分析誤差是否對區(qū)域地球化學(xué)變化有顯著影響。

1.3 土壤元素基準(zhǔn)值的確定

深層土壤由于基本未受到人類活動影響，可以反映原生環(huán)境特征，其元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的平均值為代表該區(qū)域土壤元素的基準(zhǔn)值，在數(shù)據(jù)處理過程中首先計算研究區(qū)土壤深層樣元素平均值x₁、標(biāo)準(zhǔn)離差S₁，將研究區(qū)數(shù)據(jù)經(jīng)X₁±2S₁反復(fù)剔除后再計算其平均值X₂，即為研究區(qū)土壤元素基準(zhǔn)值。

1.4 相對豐度值K₁，K₂的確定

K₁＝銀川平原元素基準(zhǔn)值／全球土壤元素平均值C₁，用來衡量研究區(qū)土壤元素含量相對于地殼元素豐度的相對豐度。

K₂=銀川平原元素基準(zhǔn)值／全國土壤元素平均值G₂，用來衡量研究區(qū)元素基準(zhǔn)值相對于全國土壤元素含量背景的相對豐度。

2 土壤元素基準(zhǔn)值特征

銀川平原深層土壤按照多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查要求測定的54個指標(biāo)(包括氧化物、pH)的基準(zhǔn)值與相對豐度值K₁，K₂，見表1和表2，C，S，CV分別表示元素基準(zhǔn)值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)。

從表1和表2中看出，銀川平原深層土壤中42種組分的變異系數(shù)小于0.3，說明深層土壤地球化學(xué)場均勻，物質(zhì)來源基本一致，同時也說明基準(zhǔn)值可靠，由表1和表2可知，K₁>1.2的元素有8種，這些元素基準(zhǔn)值明顯高于地殼豐度，其中K。>1，5的有As，B，Be，F(xiàn)，Tl，MgO，CaO 7種元素或氧化物，其基準(zhǔn)值顯著高于地殼豐度，As和F的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于全球土壤的1.5～2.0倍，土壤中的As和F的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高也會造成水體中的As和F的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，從銀川平原局部地區(qū)淺層地下水中富含F(xiàn)，As的特征證明，銀川平原局部也存在砷、氟地方病，說明銀川平原砷、氟中毒不僅和地下水中As和F的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高有關(guān)系，也和土壤中的As和F的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高有關(guān)，K₁<0.8的元素或氧化物有25種，其中K₁≤0.5的有Br，Cd，Hg，I，Mn，N，Ni，P，Pb，s，Se，Y，Zn，有機(jī)物(C)14種元素或氧化物，其基準(zhǔn)值顯著低于地殼豐度K₂>1.2的有Be，Oa，Zn，zr，F(xiàn)e₂O₃元素或氧化物，基準(zhǔn)值明顯高于全國土壤元素平均值，相對富集，這些元素主要反映中酸性巖漿巖或黏土質(zhì)巖的成土母巖特征，其中Zn，F(xiàn)e₂O₃為農(nóng)作物營養(yǎng)組分和人體必需營養(yǎng)元素，表明原生環(huán)境可為農(nóng)田提供相對充足養(yǎng)分，但在堿性(pH>8)條件下，這些營養(yǎng)組分有效性較低，應(yīng)適當(dāng)降低土壤pH值，增加養(yǎng)分有效供給能力，有毒元素僅有Be相對偏高，但未達(dá)土壤污染標(biāo)準(zhǔn)，因此區(qū)域原生土壤地球化學(xué)環(huán)境相對潔凈，無明顯區(qū)域自然污染。

K₂<0.8的多達(dá)25種，基準(zhǔn)值明顯低于全國土壤元素平均值，說明銀川平原元素基準(zhǔn)值普遍低于中國土壤元素豐度，其中N，Se，T1，Ca，C的K₂<0.5，顯著低于全國土壤元素平均值，這些元素中除T1外均為農(nóng)作物有益元素，農(nóng)作物主要營養(yǎng)元素N，P質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低，土壤原生環(huán)境為農(nóng)田提供N，P養(yǎng)分的能力較弱，土壤原生環(huán)境有益元素相對貧乏可能導(dǎo)致農(nóng)田養(yǎng)分缺失，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中需要采取合理施肥等措施提高養(yǎng)分供給，K₂值在0.8～1.2的元素與氧化物有Ag，Au， Cd，Cr，Ge，Hg，I，La，Sn，Sr，Ti，U，V，SiO₂，這些元素基準(zhǔn)值與中國土壤元素豐度較為接近，土壤原生環(huán)境不會造成土壤污染，只要適當(dāng)合理地添加肥料，即可滿足農(nóng)作物需求。

3 結(jié)論

1)銀川平原土壤中Be，Ga，Zn，zr，F(xiàn)e₂O₃等基準(zhǔn)值明顯高于全國土壤平均值，其中zn，F(xiàn)ezoa為農(nóng)作物營養(yǎng)組分，原生環(huán)境可為農(nóng)田提供相對充足養(yǎng)分；盡管Be，Ga等少量有毒元素相對偏高，但未達(dá)土壤污染標(biāo)準(zhǔn)，因此區(qū)域原生土壤地球化學(xué)環(huán)境相對潔凈，無明顯區(qū)域自然污染。

2)銀川平原土壤中N，P，Br，I，Mn等基準(zhǔn)值明顯低于全國土壤的平均值，這些元素相對貧乏可能導(dǎo)致農(nóng)田部分養(yǎng)分缺失，土壤中Cd，Hg，Pb等重金屬元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)也明顯低于全國土壤平均值，屬于“凈潔的土地”。

3)銀川平原土壤地球化學(xué)指標(biāo)基準(zhǔn)值特征反映了特定的地球化學(xué)環(huán)境，是農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、發(fā)展特色農(nóng)業(yè)和土壤環(huán)境保護(hù)的重要依據(jù)。

責(zé)任編輯 校對 安春華