陳雪，楊忠芳，陳岳龍，楊瓊，王磊，韋雪姬

(1. 中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083； 2.中國人民武裝警察部隊 黃金地質(zhì)研究所，河北 廊坊 065000； 3.廣西壯族自治區(qū)第四地質(zhì)隊，廣西 南寧 530031； 4.廣西土地質(zhì)量地球化學(xué)評價辦公室，廣西 南寧 530023； 5.廣西地球物理勘察院，廣西 柳州 545005)

0 引言

硒(Se)是與人和動物健康密切相關(guān)的微量生命元素[1-2]。人體獲取Se的主要途徑為食物攝入，土壤是基礎(chǔ)媒介。土壤中Se的含量和賦存狀態(tài)對植物中Se含量水平具有決定性作用，因此土壤中Se的分布特征、賦存狀態(tài)及來源成為當(dāng)前研究的熱點[3-7]。研究證明，土壤和植物中過量的Se會導(dǎo)致人和動物患“堿性病”和“盲珊癥”等慢性中毒癥[8]；而土壤和植物中Se含量過低會引起人和動物發(fā)生白肌病、克山病、大骨節(jié)病等多種缺Se病[9]。

全世界有40多個國家和地區(qū)缺Se，中國是世界上缺Se最嚴(yán)重的國家之一，低Se或缺Se地區(qū)約占全國總面積的72%，其中30%為嚴(yán)重缺Se地區(qū)[10-11]。然而，在這樣的大背景下， 1∶250 000 多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查成果表明，廣西富Se土壤面積多達21 200 km2，為截止到2013年我國圈定出的最大面積連片富Se土壤，較為罕見。自治區(qū)地礦局對南寧、北海、貴港3個地區(qū)4 350萬畝土地的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，富Se土壤達3 181萬畝，其中富Se水田592.65萬畝，旱地563.1萬畝，林地1 553.85萬畝，草地269.1萬畝[12]。根據(jù)黃碧燕等對廣西農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤Se資源普查及分級評價研究的結(jié)果[13]，廣西農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤28 568個普查點位Se含量范圍為0.02×10-6～14.4×10-6，中位值為0.45×10-6，平均含量達0.49×10-6，是全國土壤Se平均含量(0.29×10-6[14])的1.7 倍。廣西14 個地級市農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤Se含量范圍為0.34×10-6～0.57×10-6，均高于全國的平均水平，是全國土壤Se平均含量的1.2～1.9倍。

針對富Se土壤成因，已經(jīng)有許多專家學(xué)者進行了探討，總的認(rèn)為，土壤Se有各種來源，如成土母質(zhì)、大氣沉降、灌溉水、污泥、農(nóng)用石灰、化學(xué)肥料、人工加Se等[15]。由于地表土壤中Se與作物中Se含量具有直接的聯(lián)系，因此研究農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的Se輸入通量，不但對認(rèn)識Se的地球化學(xué)循環(huán)規(guī)律具有重要意義，而且對科學(xué)利用富Se土地資源具有重要的現(xiàn)實意義。通量通常定義為單位時間內(nèi)，通過單位面積的物質(zhì)的量[16]。在本次研究中，輸入通量主要考慮面源影響，涉及到大氣干濕沉降輸入通量(D)、灌溉水輸入通量(I)、施肥輸入通量(F)。前人針對不同性質(zhì)農(nóng)田土壤Se輸入通量做了相關(guān)研究[17-19]，但沒有進行Se與農(nóng)田土壤的重金屬元素相關(guān)性方面的研究。土壤Se資源的開發(fā)利用必須注意安全問題，生物補Se伴隨有重金屬潛在危害性， Se在土壤—生物系統(tǒng)遷移的同時，進入土壤的重金屬元素也會沿著食物鏈傳遞，最終進入人體，危害健康。因此，要明確富Se地區(qū)是否存在重金屬的污染與危害，并進行相關(guān)性分析與評價，這對開發(fā)安全高效、生態(tài)高值的富Se農(nóng)產(chǎn)品極其重要[20]。筆者選取了廣西中東部9縣區(qū)，依托《廣西中東部地區(qū)土壤硒元素和重金屬元素地球化學(xué)研究》項目收集的廣西 “農(nóng)業(yè)辦”1∶5 萬土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查資料，開展大氣沉降、灌溉和施肥外源輸入對農(nóng)田區(qū)土壤Se含量的影響研究，以及Se與As、Cd、Cr6+、Hg、Pb 共5種重金屬元素的相關(guān)性研究，以期對Se的不同來源能有更清晰的認(rèn)識，對合理利用研究區(qū)農(nóng)田富Se土壤及控制重金屬污染防治具有一定意義。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于廣西中東部，區(qū)域面積23 322 km2。區(qū)內(nèi)氣候為亞熱帶季風(fēng)氣候和南亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫21.5 ℃，年平均降水量1 599.4 mm。地形以孤峰平原地形和殘丘平原地形為主。土壤類型以赤紅壤為主，也有少量磚紅壤和紅壤。研究區(qū)9個縣區(qū)包括臨桂縣、鹿寨縣、象州縣、興賓區(qū)、平南縣、港南區(qū)、興業(yè)縣、北流市、博白縣，其中臨桂縣屬于桂北經(jīng)濟區(qū)，鹿寨縣、象州縣、興賓區(qū)屬于桂中經(jīng)濟區(qū)，平南縣、港南區(qū)、興業(yè)縣、北流市、博白縣屬于桂東經(jīng)濟區(qū)。本研究區(qū)9縣區(qū)所屬5個市的土壤Se平均含量由高到低依次為來賓市、桂林市、柳州市、玉林市、貴港市，其中來賓市、桂林市、柳州市高于或等于廣西農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤Se平均含量水平，玉林市、貴港市低于廣西農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤平均Se含量水平[13]。前人對廣西部分地區(qū)土壤Se地球化學(xué)特征及其富集來源進行了探討。北流地區(qū)、興業(yè)縣和貴港地區(qū)的Se富集物質(zhì)來源都以內(nèi)源性為主[21-23]。不在本次研究區(qū)范圍內(nèi)的北部灣經(jīng)濟區(qū)[24]、全州縣[25]、武鳴縣[26]、柳城縣[27]、橫縣[28]這幾個地區(qū)，土壤Se也均主要來源于富 Se巖層。由此可見，成土母質(zhì)是土壤形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，是制約土壤中元素含量的最重要因素[29]。前人研究發(fā)現(xiàn)，不同時代成土母質(zhì)，其Se含量存在一定的差異性，如變質(zhì)巖>巖漿巖>沉積巖和酸性巖>基性巖[30]。同時，多數(shù)研究表明土壤Se含量不僅受成土母巖的影響，還受鐵錳氧化物、硫化物成礦元素、有機質(zhì)及pH值的影響[28]。另外，在不同土地利用方式下，土壤Se經(jīng)過水熱交替、物理化學(xué)及生物過程等作用下發(fā)生遷移貧化或富集，是影響土壤Se含量的重要因素之一[27]。在不同土地利用方式中，林地和草地中的Se由于樹葉、草葉等在土壤表層腐爛堆積而富集于表層；在耕地中，長期耕作過程中由于Se大量支出而導(dǎo)致土壤Se含量減少，形成低Se土壤[31-32]。與此同時，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及環(huán)境污染狀況也會對土壤Se的含量產(chǎn)生影響。桂北和桂中經(jīng)濟區(qū)(臨桂縣、鹿寨縣、象州縣、興賓區(qū))工業(yè)發(fā)展處于整個廣西領(lǐng)先地位，重點發(fā)展以汽車為主的機械工業(yè)、電子工業(yè)、冶金工業(yè)、化學(xué)醫(yī)藥工業(yè)等。而桂東經(jīng)濟區(qū)(平南縣、港南區(qū)、興業(yè)縣、北流市、博白縣)主要開發(fā)本地有資源優(yōu)勢的輕化工、林化工業(yè)，發(fā)展技術(shù)密集型工業(yè)群[33]。

2 樣品采集與分析

2.1 布點與采樣

按照DZ/T 0289-2015 《區(qū)域生態(tài)地球化學(xué)評價規(guī)范》[34]和DZ/T 0295-2016 《土地質(zhì)量地球化學(xué)評價規(guī)范》[35]的要求，采集了大氣干濕沉降、灌溉水、肥料樣品。所有樣品都分析Se元素以及As、Cd、Cr6+、Hg、Pb共5種重金屬元素含量。圖1為大氣干濕沉降、肥料、灌溉水采樣點位分布圖。

圖1 廣西中東部地區(qū)3種外源的采樣點位分布Fig.1 Map of the sampling locations of 3 outside-sourced in the middle east of Guangxi

大氣干濕沉降樣品：從2014～2015年，共布設(shè)190個采樣點。由于各縣區(qū)項目承擔(dān)單位不同，采樣接塵缸口徑各有差異，主要為 24.5、25和 30 cm的塑料桶，使用前用鹽酸溶液(φHCl=10%)浸泡24 h后，再用純水洗凈。每個點放置3個接塵缸，位置為距地面 5～10 m的屋頂開闊平臺上，采樣口距平臺1.0～1.5 m，以避免平臺揚塵的影響，最后固定好接塵缸。大氣干濕沉降樣品每半年接收一次。

灌溉水樣品：按照不同灌溉水系布設(shè)樣點，于灌溉季節(jié)在灌溉口處采樣，共采集樣品500件。采集前用采樣點處的水洗滌采樣瓶和瓶塞2～3次。根據(jù)測試指標(biāo)不同，每個樣點需制備3瓶水樣：聚乙烯瓶裝原水1瓶，1 500 mL；玻璃瓶裝酸化水1瓶，500 mL；聚乙烯瓶裝加重鉻酸鉀水1瓶，500 mL。

肥料樣品：共采集復(fù)合肥125件，氮肥35件，磷肥10件，鉀肥26件，有機肥12件，共計208 件樣品，同時記錄不同種類肥料施用量，調(diào)查肥料的生產(chǎn)地等信息。

2.2 樣品分析和質(zhì)量監(jiān)控

大氣干濕沉降樣品、灌溉水樣品以及北流、博白、興業(yè)地區(qū)的肥料樣品由廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)測試研究中心分析測試，港南、平南、臨桂地區(qū)的肥料樣品由自然資源部南京礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心分析測試，鹿寨、象州、興賓地區(qū)的肥料樣品分別由自然資源部武漢礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心、自然資源部福州礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心以及自然資源部合肥礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心分析測試。

在分析過程,通過標(biāo)準(zhǔn)參考樣、加標(biāo)回收和室內(nèi)外重復(fù)樣、密碼樣的檢驗控制分析精密度和準(zhǔn)確度。所有測試數(shù)據(jù)的精密度和準(zhǔn)確度合格率都達到100%，符合DD2005-03 《生態(tài)地球化學(xué)評價樣品分析技術(shù)要求(試行) 》[36](表1)。

表1 樣品各元素分析方法及檢出限

3 結(jié)果與討論

大氣干濕沉降、施肥、灌溉水等外源因素，不僅為土壤帶來有益元素Se，還會帶來As、Cd、Cr6+、Hg、Pb 等有害重金屬元素，對土壤造成污染。土壤中的重金屬，進入植物體內(nèi)，能誘導(dǎo)其體內(nèi)產(chǎn)生某些對酶和代謝具有毒害作用和不利影響的物質(zhì)，如H2O2、C2H2等，會對植物產(chǎn)生一定的毒害作用，引起株高、主根長度、葉面積等一系列生理特征的改變[37]。土壤中的重金屬通過食物鏈進入人體，直接對人體健康造成威脅[38-39]。因此筆者將Se及As、Cd、Cr6+、Hg、Pb共5種重金屬元素輸入通量進行對比分析，以期對有益元素及有害元素的輸入途徑、輸入量大小等獲得更加清晰地認(rèn)識，有助于富Se土壤的有效利用及預(yù)防和控制重金屬污染。

3.1 大氣干濕沉降年輸入通量

大氣干濕沉降是Se輸入土壤的重要途徑。Pa-cyna[40]等對全球人為源每年向大氣的平均釋Se量定，肥料中Cr6+在合肥采用ICP-AES測定，肥料和干沉降中Cr6+在南寧、福建、武漢、南京采用ICP-MS測定。

進行過估算；Wang等[41]根據(jù)降雨Se濃度估算中國每年Se沉降為600～1 200 t。

在本研究中，大氣沉降樣品分為溶液和沉淀兩部分，分別測得Se及 As、Cd、Cr6+、Hg、Pb濃度，另根據(jù)實際樣品溶液的總體積和沉淀物的總質(zhì)量分別求得各元素的沉降量，再由沉降收集桶的接收面積計算得到每公頃土壤上各元素的年沉降通量(D)：

D=(CsV+CiM)/(S×100)，

式中，D為年沉降通量(g/(hm2·a))，S為接塵面積，即采樣桶桶口面積(采樣桶口徑不同，其接塵面積也不同，分別為0.047、0.049、0.07 m2)，Cs為溶液樣品中某元素的濃度(μg/L)，V為年溶液總體積(L/a)，Ci為沉淀樣品中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(μg/g)，M為年沉淀總質(zhì)量(g/a) 。

根據(jù)190個大氣干濕沉降接收點全年實測數(shù)據(jù)，計算得出廣西中東部9縣區(qū)Se及 As、Cd、Cr6+、Hg、Pb的大氣干濕沉降輸入通量(表2)。所有樣點中， Se年沉降通量最大值為66.10 g/(hm2·a)，最小值為0.93 g/(hm2·a)，平均值為6.36 g/(hm2·a)。Se在各地區(qū)的沉降通量由大到小依次為臨桂>鹿寨>興賓>平南>北流>博白>港南>興業(yè)>象州(圖2)。Se年沉降通量表現(xiàn)為明顯的地區(qū)差異，桂北和桂中經(jīng)濟區(qū)(臨桂縣、鹿寨縣、興賓區(qū))高于桂東經(jīng)濟區(qū)(港南區(qū)、平南縣、興業(yè)縣、北流市、博白縣)，而桂中經(jīng)濟區(qū)的象州縣最低。

表2 研究區(qū)Se及重金屬元素3外源輸入通量 g/(hm2·a)

Se與5 種重金屬元素的沉降通量最大值基本都出現(xiàn)在鹿寨縣和臨桂區(qū)，其中Se與As的空間分布趨勢最為相似，說明兩種元素的來源有一定共性，可能與煤的燃燒、顏料的生產(chǎn)、冶金以及化工生產(chǎn)有關(guān)。桂林和柳州是廣西傳統(tǒng)的工業(yè)區(qū)，柳州是我國工業(yè)重鎮(zhèn)，制造中心；桂林的電子工業(yè)占廣西的70%以上，食品工業(yè)、制藥工業(yè)以及客車制造業(yè)位居廣西前列。因此這兩個地區(qū)的大氣污染較其他區(qū)域嚴(yán)重，大氣中的Se以及重金屬元素沉降通量較大。而Cd的沉降最大通量出現(xiàn)在象州縣，這可能是因為象州縣擁有廣西面積最大的工業(yè)園，園區(qū)內(nèi)產(chǎn)生Cd污染的企業(yè)類型較多，因此造成大氣污染物中Cd含量高于其他地區(qū)。Se與As、Cr6+的沉降量低值出現(xiàn)在象州縣，這可能是因為象州縣的化工類產(chǎn)業(yè)最少。而Cd、Hg、Pb的沉降量低值出現(xiàn)在桂東經(jīng)濟區(qū)， 這可能是因為該區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè)為輕化工和林化工，這些企業(yè)產(chǎn)生的Cd、Hg、Pb污染相對較少。玉林市(北流、博白、興業(yè))沉降通量整體最低，北流、博白、興業(yè)三地的差別很小，這與當(dāng)?shù)刂еa(chǎn)業(yè)類型以及污染治理程度緊密相關(guān)。總體來看，桂北和桂中經(jīng)濟區(qū)重金屬沉降通量大于桂東經(jīng)濟區(qū)，5種重金屬元素在各地區(qū)沉降輸入通量總和由大到小依次為臨桂>興賓>鹿寨>象州>北流>平南>興業(yè)>博白>港南(圖2)，這與干濕降塵中Se的沉降通量分布規(guī)律基本一致。由此可見，工業(yè)較為發(fā)達的桂北和桂中經(jīng)濟區(qū)污染排放更高，因此重金屬元素和Se沉降通量均較高；而發(fā)展技術(shù)密集型工業(yè)群的桂東經(jīng)濟區(qū)污染較小，因此大氣質(zhì)量相對較好，重金屬元素和Se排放量相對也較少。

圖2 廣西中東部9縣區(qū)農(nóng)田土壤Se及重金屬大氣干濕沉降平均輸入通量Fig.2 The average deposition flux of Se and heavy metals in 9 counties of the middle east of Guangxi

3.2 灌溉水年輸入通量

農(nóng)田灌溉對于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量具有重要的意義，同時也是Se及重金屬元素進入土壤的途徑之一。根據(jù)《廣西壯族自治區(qū)2014年水資源公報》和《廣西壯族自治區(qū)2015年水資源公報》公布的數(shù)據(jù)，2014年全省農(nóng)田實灌畝均用水量916 m3，有效利用系數(shù)為0.446，折合6 128 m3/(hm2·a)，2015年全省農(nóng)田實灌畝均用水量873 m3，有效利用系數(shù)為0.465，折合6 089 m3/(hm2·a)，計算每公頃每年Se及重金屬元素的輸入通量(I)， 即：

I=CwV/1000，

式中，I為年輸入通量(g/(hm2·a))，Cw為樣品中某元素的濃度(μg/L)，V為年灌溉水量(m3/(hm2·a))。

研究區(qū)灌溉水Se輸入通量平均值為2.45 g/(hm2·a)，9個縣區(qū)輸入通量呈現(xiàn)明顯的地區(qū)差異，位于河流下游的北流、博白、興業(yè)的輸入通量要高于位于河流上游的其他6個縣區(qū)(圖3)。5種重金屬元素的輸入通量在縣區(qū)間的差異和Se的特征基本一致。

圖3 廣西中東部9縣區(qū)農(nóng)田土壤Se及重金屬灌溉水平均輸入通量Fig.3 The average irrigation flux of Se and heavy metals in 9 counties of the middle east of Guangxi

3.3 施肥年輸入通量

肥料是植物的糧食，農(nóng)作物的高產(chǎn)離不開肥料的施用，不論發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，施肥都是糧食增產(chǎn)最有效的措施[42-43]，但其在補充作物生長必需營養(yǎng)元素的同時，不可避免地會將一些有毒有害物質(zhì)(如重金屬)帶入到土壤中[44-45]，一旦這些有害物質(zhì)積累到一定程度，勢必會影響植物的營養(yǎng)生長和生殖生長，從而影響產(chǎn)品品質(zhì)[46-47]。土壤中Se及重金屬元素的累積都是漫長的過程，了解長期施肥對土壤和作物產(chǎn)品Se及重金屬含量的影響，對肥料產(chǎn)品的安全生產(chǎn)和科學(xué)施用，合理利用富Se土壤，防止農(nóng)產(chǎn)品污染，保證農(nóng)產(chǎn)品安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展都具有十分重要的意義。

研究區(qū)復(fù)合肥、氮肥、磷肥、鉀肥、有機肥中Se及 As、Cd、Cr6+、Hg、Pb重金屬元素含量統(tǒng)計結(jié)果見表3。肥料在帶入Se的同時，也造成了重金屬的積累。5種主要肥料中磷肥的Se及 As、Cd、Cr6+、Hg、Pb含量明顯最高，其次為有機肥。磷肥的主要原料是磷礦石，磷礦石加工過程中會有部分重金屬隨原料進入磷肥[48-49]。歐洲12個國家196 種磷肥重金屬平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：w(Ni)=14.8×10-6、w(Cd)=7.4×10-6、w(Zn)=166×10-6、w(Pb)=2.9×10-6、w(As) =7.6×10-6和w(Cr)=89.5 ×10-6，進入土壤的量和含磷水平緊密相關(guān)[50]。大量研究表明，施用有機肥影響作物體內(nèi)重金屬含量。有機肥對作物可食部位重金屬含量的影響，與有機肥種類、用量、土壤類型和pH以及作物種類等有很大關(guān)系[51-53]。氮肥和鉀肥對土壤重金屬累積的影響不大，主要是因為氮、鉀肥含有的重金屬較少[54]。

表3 廣西中東部9縣區(qū)肥料中Se及重金屬元素含量平均值 10-6

因為各種肥料的元素含量差異較大，且年施用量各不相同，所以不能把不同種類肥料的元素含量簡單相加。本文采用的方法是，根據(jù)不同種類肥料年使用量，分別計算各種肥料的輸入量，然后相加。肥料輸入通量(F) 公式計算為：

式中，F(xiàn)為某點位的年輸入通量(g/hm2·a)，i={復(fù)合肥，氮肥，磷肥，鉀肥，有機肥}，Ci為某元素在肥料i中的含量(10-6),Mi為某點位肥料i的年施用量(g/(hm2·a) )。

根據(jù)不同種類肥料的施肥量計算出研究區(qū)各地肥料中Se及 As、Cd、Cr6+、Hg、Pb的年輸入通量(圖4) 。Se的施肥平均輸入通量為0.15 g/(hm2·a)，輸入通量呈現(xiàn)較為明顯的地區(qū)差異，興業(yè)、港南、臨桂地區(qū)肥料中Se的年輸入量普遍較高(平均通量為0.22～0.50 g/(hm2·a))。As、Cd、Cr6+、Hg、Pb的年輸入通量也表現(xiàn)出明顯的地區(qū)差異，興業(yè)、港南、鹿寨、臨桂地區(qū)肥料中重金屬總量輸入通量較高(平均通量為20.47～75.87 g/(hm2·a))，這取決于肥料中元素的含量以及施肥量。Se的輸入通量地區(qū)差異與5種重金屬元素總和的變化趨勢基本一致。

圖4 廣西中東部9縣區(qū)農(nóng)田土壤Se及重金屬施肥平均輸入通量Fig.4 The average fertilization flux of Se and heavy metals in 9 counties of the middle east of Guangxi

3.4 年輸入總量

研究區(qū)土壤中 Se 的外源輸入總量(IP)由 3 種途徑的通量相加而得，即：

IP=D+I+F。

研究區(qū)不同地區(qū)Se輸入通量存在明顯差異(圖5)，9個縣區(qū)按通量大小可分為 3 組，臨桂區(qū)、鹿寨縣的輸入通量最高(>16.70 g/(hm2·a))； 博白縣、 北流市、興賓區(qū)輸入通量大小分布在平均值(9.11 g/(hm2·a))附近；興業(yè)縣、港南區(qū)、平南縣、象州縣輸入通量低于平均值。綜合分析本文的3種輸入途徑，研究區(qū)大氣干濕沉降、灌溉水和施肥對農(nóng)田土壤Se的貢獻率分別為70.93%、27.35%和1.72%，Se的主要來源是大氣干濕沉降，大部分地區(qū)的大氣干濕沉降輸入比例在50%以上，灌溉水的輸入量次之，而施肥所占輸入比例最小(圖6)。因此Se輸入總量的地區(qū)差異也主要是由大氣干濕沉降的差異所致，經(jīng)濟和工業(yè)更發(fā)達的臨桂區(qū)、鹿寨縣Se輸入總量高于輕工業(yè)為主的桂東經(jīng)濟區(qū)，這與重金屬元素輸入通量特征一致(大氣干濕沉降、灌溉水和施肥3種輸入途徑對5種重金屬輸入通量總和的貢獻率分別為74.21%、15.67%、10.12%)，反映了研究區(qū)冶金、機械、 化工等各項活動與大氣中Se和As、Cd、Cr6+、Hg、Pb重金屬元素增加有關(guān)。5種重金屬元素，除As是灌溉水輸入通量占主導(dǎo)地位，其他元素都是大氣干濕沉降的輸入通量占主要比例，這也和Se一致(圖7)。前人對江西鄱陽湖流域、黑龍江松嫩平原以及四川綿陽的農(nóng)田土壤Se的地球化學(xué)循環(huán)進行了詳細研究[17-19]，本研究區(qū)Se輸入通量與這些地區(qū)進行比較，大氣干濕沉降是所有地區(qū)的主要輸入途徑。

圖5 廣西中東部9縣區(qū)農(nóng)田土壤Se及重金屬平均輸入通量Fig.5 The average input flux of Se and heavy metals in 9 counties of the middle east of Guangxi

圖6 廣西中東部9縣區(qū)農(nóng)田土壤Se的3外源輸入通量比例關(guān)系Fig.6 Contributions of different input types to total inputs of Se in 9 counties of the middle east of Guangxi

圖7 Se及重金屬元素3外源輸入通量比例關(guān)系Fig.7 Contributions of different input types to total inputs of Se and heavy metals

4 結(jié)論

通過對廣西中東部9縣區(qū)三種外源輸入途徑的分析、計算，得出如下結(jié)論：

1) 研究區(qū)農(nóng)田土壤Se的主要輸入途徑有大氣干濕沉降、灌溉水和施肥，其中大氣干濕沉降為主要輸入途徑，三者對土壤Se的貢獻比例為70.93%、27.35%和1.72%。

2) 研究區(qū)農(nóng)田土壤As、Cd、Cr6+、Hg、Pb重金屬元素主要污染來源為大氣干濕沉降。大氣干濕沉降、灌溉水和施肥對5種重金屬輸入通量總和的貢獻率分別為74.21%、15.67%、10.12%，因此本研究區(qū)的大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控應(yīng)是今后控制農(nóng)田土壤重金屬元素污染的工作重點。

3) 研究區(qū)Se輸入通量地區(qū)差異及不同輸入途徑所占比例與進入農(nóng)田土壤的As、Cd、Cr6+、Hg、Pb這5種重金屬元素總量表現(xiàn)基本一致，說明外源輸入在帶入有益元素Se的同時也帶入了一定量的重金屬元素，因此要嚴(yán)格預(yù)防和控制外源輸入造成的土壤重金屬污染。