摘要：通過測定喀什市農(nóng)田土壤中的重金屬Cr、Cu、Pb、Zn、Cd含量，利用單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法，結(jié)合喀什市土壤背景值及國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 15618-1995），進(jìn)行重金屬污染評價(jià)。結(jié)果表明，喀什市農(nóng)田土壤中重金屬Cr、Cu、Pb、Zn的含量分別為109.6、36.9、34.3、100.1 mg/kg，Cd未檢測出。以國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（二級）為標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)，各元素的污染指數(shù)排序?yàn)镃r>Zn>Cu>Pb，綜合污染指數(shù)為0.465，污染程度為安全。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田土壤；重金屬；污染；評價(jià)

中圖分類號：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）15-3891-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.15.021

Abstract： This Based on the determination of Kashgar in the farmland soil heavy metal Cr，Cu，Pb，Zn，Cd content，using the single factor contaminant indexmethod and inside Nemerow Pollution Index method，combined with a predominantly soil background values and national standard（GB15618-1995），heavy metal pollution evaluation. Results show that the city of farmland soil heavy metal content of Cr 109.6 mg/kg，Cu 36.9 mg/kg，Pb 34.3 mg/kg，Zn 100.1 mg/kg，however，Cd was not detected. With the state soil environment quality standard（level 2） as evaluation standard， the pollution index of each element ordering for Cr>Zn>Cu>Pb，the comprehensive pollution index is 0.465，pollution levels for safety.

Key words： farmland soil； heavy metal；pollution；evaluaton

土壤是土地資源的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，其稀缺性、非可再生性等特點(diǎn)決定了土壤承載量的有限性[1，2]。土壤一旦遭受重金屬的污染，由于重金屬污染的特點(diǎn)以及重金屬不易在生物體內(nèi)循環(huán)和能量中分解，所以很難治理和恢復(fù)。此外，土壤中的重金屬在通過食物鏈傳遞過程的富集和放大效應(yīng)，最終將影響人類的健康[3]?？κ彩惺堑貐^(qū)重要的糧食、蔬菜生產(chǎn)基地，其土壤環(huán)境質(zhì)量的好壞直接影響全市和周邊地區(qū)居民的健康[4]?？κ彩修r(nóng)田土壤污染分析研究可以對喀什地區(qū)提供參考依據(jù)，對評價(jià)重金屬在實(shí)際環(huán)境中的影響和預(yù)測農(nóng)田土壤重金屬的污染趨勢和經(jīng)濟(jì)特區(qū)建設(shè)具有理論和實(shí)際意義。

1 研究區(qū)概況

喀什市地理位置坐標(biāo)為東經(jīng)73°20′-79°57′，北緯35°20′-40°18′[5]。地形特點(diǎn)是北高南低，地貌上則屬于喀什噶爾河流域沖積平原。由于氣候等自然因素的原因，喀什市的自然成土過程比較弱，在自然成土過程和人為熟化過程的作用下，形成了棕漠土、灌淤土、灌淤風(fēng)沙土、灌淤棕漠土等主要土壤類型，以灌淤土為主，農(nóng)田區(qū)形成的土壤類型基本上都是土層深厚的灌淤土[6，7]。

喀什市行政區(qū)所轄土地總面積為1 394.79萬 hm2，約占新疆土地總面積的1/12，其中耕地總面積1.23萬hm2，人均耕地面積為800 m2[5，8]，是中國優(yōu)質(zhì)商品棉重要生產(chǎn)基地，同時(shí)也是瓜果之鄉(xiāng)，現(xiàn)有林果地面積25.6萬hm2，是全國最大的干鮮果基地[9]。

2 樣地布設(shè)與樣品采集

按照我國《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定確定監(jiān)測單元，土壤采樣點(diǎn)以能代表監(jiān)測區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量為原則進(jìn)行布設(shè)，首先在研究區(qū)地圖上選定典型樣區(qū)，經(jīng)過野外實(shí)地考察后確定采樣點(diǎn)，采樣點(diǎn)的選擇標(biāo)準(zhǔn)是它能夠代表所選監(jiān)測區(qū)或監(jiān)測地段的土壤質(zhì)量，選取具有代表性的樣點(diǎn)采集0～20 cm的表耕層土壤。在采集過程中每個(gè)樣品都進(jìn)行了GPS精確定位，共選擇了20個(gè)具有代表性的采樣點(diǎn)。具體采樣原則為：①在土壤環(huán)境好的區(qū)域調(diào)制采樣點(diǎn)；②避免在住宅、路旁、溝渠等有人為干擾明顯地點(diǎn)采樣；③以具有代表性的樣點(diǎn)為中心，以其周圍半徑100 m的區(qū)域內(nèi)采集3～5個(gè)土壤樣品，將采集的樣品混勻后用四分法取約1 kg作為該點(diǎn)的土壤樣品；④研究區(qū)所有土地利用類型中都有樣點(diǎn)的布設(shè)，采樣點(diǎn)的具體位置見圖1所示。

采樣時(shí)間為2013年4月，根據(jù)調(diào)查總體的特點(diǎn)采用梅花五點(diǎn)法進(jìn)行取樣，用木鏟刀將樣點(diǎn)表層0～20 cm耕層土壤取出后混勻，每個(gè)樣品經(jīng)登記編號后，及時(shí)放在樣品盤上并平鋪成厚度很薄的一層，置于干凈處自然風(fēng)干，研磨過100目篩、備用。采用HNO3-HF-HClO4消解法制樣、備測。

3 評價(jià)依據(jù)

3.1 土壤污染評價(jià)方法

土壤污染評價(jià)以國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 15618-1995）二級標(biāo)準(zhǔn)值為參考標(biāo)準(zhǔn)，見表2。

單因子指數(shù)法是目前國內(nèi)普遍采用的方法之一，其計(jì)算公式為：

Pi=Ci /Si （1）

式中，Pi為土壤中污染物i的環(huán)境質(zhì)量指數(shù)；Ci為污染物i的實(shí)測濃度（mg/kg）；Si為污染物i的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（mg/kg）。

為全面反映各污染物對土壤的不同作用，突出高濃度污染物對環(huán)境質(zhì)量的影響，采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法對土壤環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)，計(jì)算公式為：

P綜=[■]■ （2）

式中，（Ci/Si）max為土壤污染中污染指數(shù)最大值；（Ci/Si）ave為土壤污染中污染指數(shù)的平均值。

3.2 土壤質(zhì)量分級

根據(jù)土壤的應(yīng)用功能和保護(hù)目標(biāo)，將土壤環(huán)境質(zhì)量分級，用以表明不同土壤質(zhì)量的好壞。通過計(jì)算綜合污染指數(shù)并按照我國農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》中的分級方法，將農(nóng)田土壤污染水平分為安全、警戒、輕污染、中污染、重污染5個(gè)等級，具體分級標(biāo)準(zhǔn)見表3。

4 結(jié)果與分析

由表4可知，Cr的含量范圍為76.1～143.1 mg/kg，均值109.6 mg/kg，標(biāo)準(zhǔn)差75.88 mg/kg，變異系數(shù)0.692，是喀什背景值的2.37倍，中國土壤平均值的2.03倍；Cu的含量范圍為18.7～40.1 mg/kg，均值36.9 mg/kg，標(biāo)準(zhǔn)差27.20 mg/kg，變異系數(shù)0.737，為喀什背景值的1.44倍，中國背景值的1.85倍；Pb的含量范圍為22.3～62.4 mg/kg，均值34.3 mg/kg，標(biāo) 準(zhǔn)差12.00 mg/kg，變異系數(shù)0.349，為喀什背景值的1.53倍，中國背景值的1.45倍；Zn的含量范圍83.0～154.2 mg/kg，均值100.1 mg/kg，標(biāo)準(zhǔn)差85.05 mg/kg，變異系數(shù)0.849，為喀什背景值的1.59倍，中國土壤平均值的1.48倍。

綜上表明，研究區(qū)土壤中的重金屬元素，Cr、Cu、Pb、Zn四種元素含量均高于喀什地區(qū)土壤元素背景值，也高于中國土壤平均值，以該區(qū)背景平均值作為比較標(biāo)準(zhǔn)，重金屬含量超過背景值倍數(shù)由高到低依次為Cr>Zn>Pb>Cu。

由表5可知，通過計(jì)算列表得到Cr、Pb、Cu、Zn這4種重金屬的單項(xiàng)污染指數(shù)都小于1，沒有出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象；Cr、Pb、Cu、Zn這4種重金屬的綜合污染指數(shù)都小于1，沒有出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象；這4種重金屬的土壤質(zhì)量等級為安全級別。喀什市農(nóng)田土壤尚屬安全等級。

由圖2可知，人類活動已對喀什市農(nóng)田土壤的化學(xué)組成產(chǎn)生了明顯的影響。Cr、Cu、Pb、Zn的平均含量超過喀什市背景值，與全國土壤背景值相比，Cd、Cu、Zn、Cr的平均含量均超過背景值，其中Cr的值為中國背景值的2.03倍。這表明人類農(nóng)業(yè)活動使喀什市農(nóng)田土壤質(zhì)量受到影響，土壤已受到重金屬的污染。

5 小結(jié)與討論

1）從各采樣點(diǎn)的測定結(jié)果來看，Cr、Cu、Pb、Zn均超過喀什地區(qū)土壤元素背景值，說明Cr、Cu、Pb、Zn都受到不同程度的污染，其中，Cr和Zn的污染最嚴(yán)重，都在某一區(qū)域呈現(xiàn)嚴(yán)重的污染，這主要與這一地方的工業(yè)污染有關(guān)，Cr的最大值為中國背景值的2.65倍，但卻沒有超出《土壤質(zhì)量環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)》中的二級標(biāo)準(zhǔn)，通過以上對喀什市農(nóng)田土壤重金屬的單因子評價(jià)和多因子評價(jià)，兩者平方公里結(jié)果基本一致，即總體來說喀什市的農(nóng)田土壤質(zhì)量現(xiàn)狀良好，但土壤中Cr和Zn兩種重金屬濃度高出背景值，表明土壤已受到這兩種重金屬的污染。

2）新疆各大城市之間多以荒漠和戈壁相隔，城市圍繞綠洲，交通不便，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平差異較大，造成喀什地區(qū)主要大型企業(yè)都集中在喀什市，即使在現(xiàn)階段實(shí)施產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移或產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，也因?yàn)榻煌▎栴}，許多大型企業(yè)仍附著在喀什市周邊，污染威脅長期存在。加之城市規(guī)劃中生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)沒有合理的緩沖地帶，缺乏足夠的防范措施等造成區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)和生活中重金屬污染交叉重疊。此外，喀什市處于嚴(yán)重缺水的西北干旱地區(qū)，污水灌溉現(xiàn)象比較嚴(yán)重，污灌使土壤中Cr、Cu、Pb、Zn等重金屬含量增加，調(diào)查地點(diǎn)附近大大小小磚廠較多，對周圍農(nóng)田作物生長有一定的影響，污染現(xiàn)象比較明顯，加之化肥和農(nóng)藥的使用，都導(dǎo)致土壤重金屬污染增加。

3）雖然喀什市農(nóng)田土壤尚屬安全等級，但數(shù)據(jù)圖表顯示喀什市農(nóng)田土壤重金屬有所累積，這說明土壤存在一定的污染風(fēng)險(xiǎn)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)根據(jù)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的具體狀況，結(jié)合喀什自然條件特征及作物生理特性，選擇適宜的作物種類，注重農(nóng)藥化肥等的合理使用，合理布局，提高土地利用效率，以確保農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)以及經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益。

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