范汝海，林清梅，李庚華，唐嘉俊，倪戰(zhàn)旭

（廣西壯族自治區(qū)二七一地質(zhì)隊，廣西 桂林 541199 ）

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對環(huán)境提出了更高的要求，鎘的地球化學(xué)行為及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)一直是包括地球化學(xué)在內(nèi)的各相關(guān)學(xué)科持續(xù)關(guān)注的學(xué)術(shù)熱點[1]，近年來隨著我國土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查評價的開展[2]，廣西高背景鎘的地球化學(xué)特征引起了大量學(xué)者的關(guān)注[3，4]，本文從鎘的含量及分布進行了地球化學(xué)特征總結(jié)，以期為廣西鎘重金屬地球化學(xué)異常區(qū)的研究利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 概況

研究區(qū)位于永?？h境內(nèi)，分東西兩大區(qū)塊近南北向展布，東區(qū)主要位于駕橋嶺山脈和大崇山山脈之間，沿江兩岸而成的長廊一帶；西區(qū)主要位于大崇山山脈和大霧山山脈之間，由百壽鎮(zhèn)至三皇鎮(zhèn)一帶的山間盆地組成，總面積達(dá)796km2。研究區(qū)地處亞熱帶溫帶交界處，屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，據(jù)永福縣氣象局統(tǒng)計資料，極端低溫-3.8℃，極端高溫38.8℃，歷年平均降水量1937.3mm，是全國水資源豐富地區(qū)之一，氣候條件對土壤形成影響很大，區(qū)內(nèi)土壤主要為紅壤（約占研究區(qū)總面積的45%），其次為石灰土（27%）和水稻土（25%），少量紫色土和沖積土，總體呈酸性。區(qū)內(nèi)以耕地、園地、林地為主，農(nóng)作物主要有水稻、柑橘、西紅柿、羅漢果、百香果、甘蔗等。

在大地構(gòu)造位置上研究區(qū)位于羌塘—揚子—華南板塊桂中-桂東北坳陷東部，永福縣境內(nèi)出露地層主要有震旦系、寒武系、泥盆系、石炭系、白堊系和第四系，研究區(qū)內(nèi)除震旦系之外，其他地層均有分布。其中寒武系主要沿研究區(qū)邊緣分布，泥盆系、石炭系廣泛分布于區(qū)內(nèi)，白堊系主要位于研究區(qū)東部區(qū)塊的永福縣城一帶，第四系主要沿洛清江和大小河溝谷地帶分布。

2 樣品采集及分析

樣品布設(shè)及采集按《土地質(zhì)量地球化學(xué)評價規(guī)范》（DZ/T 0295-2016）規(guī)范執(zhí)行，主要布設(shè)于農(nóng)用地上，分3～5個子樣點采集0～20cm的連續(xù)土柱，組合為一個樣品。樣品分析采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS），由湖北省地質(zhì)實驗測試中心進行分析，數(shù)據(jù)結(jié)果按規(guī)定程序通過質(zhì)量評估驗收。

3 鎘含量特征

本區(qū)共采集3888件表層土壤樣品，分析結(jié)果顯示鎘含量 最 大 值6.54×10-6、最 小 值0.01×10-6、中 值0.26×10-6、眾值0.15×10-6、平均值0.54×10-6，是全國土壤鎘含量平均值（0.097×10-6）[5]的5.58倍，局部鎘含量偏高，相對富集。其中，大于全國土壤鎘含量平均值30倍的樣點占比1.0%，按照《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)》（GB 15618-2018），鎘的污染趨勢較大，有一定的生態(tài)風(fēng)險。

3.1 鎘在不同成土母質(zhì)單元中的含量特征

根據(jù)表層土壤樣品所對應(yīng)的地質(zhì)背景單元進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，得出各類地質(zhì)背景單元控制的樣點比例，其中，泥盆系（D）占比最大，達(dá)47.38%；石炭系（C）次之，為25.80%；白堊系（K）少量，占比5.35%；寒武系（∈）最少，僅為0.13%。總體以泥盆系（D）、石炭系（C）和第四系（Q）為主，反映了研究區(qū)土壤地質(zhì)背景以海相和河流相為主的地質(zhì)環(huán)境。鎘在融縣組（D3r）中含量最高，均值為1.38×10-6，其次為額頭村組（D3e）、堯云嶺組（C1y）、東村組（D3d）、桂林組（D3g），含量均值分別為0.98、0.90、0.90、0.89；這些高值點所在的地質(zhì)單元區(qū)主要為碳酸巖區(qū)。在鹿寨組（C1lz）、信都組（D2x）、永福群（K1y）、蓮花山組（D1l）中含量較低，均值分別為0.21、0.21、0.15、0.12，這些低值的地質(zhì)單元主要為碎屑巖區(qū)。總體上， 碳酸鹽地區(qū)表層土壤中的鎘含量要高于碎屑巖區(qū)（圖1）。

圖1 不同地質(zhì)單元表層土壤中鎘均值含量

3.2 鎘在不同土壤類型單元中的含量特征

全區(qū)共有6個土類，13個亞類，以紅壤、潴育性水稻土、紅色石灰土、棕色石灰土、紅壤性土為主。將表層土壤采樣點按照土壤類型單元進行分類統(tǒng)計（圖2），結(jié)果顯示，鎘在紅色石灰土和鹽漬性水稻土中含量最高，均值分別達(dá)到了1.20×10-6、1.05×10-6，在沼澤性水稻土中最低，為0.19×10-6。

圖2 不同土壤類型鎘均值含量

3.3 鎘在不同土地利用類型單元中的含量特征

區(qū)內(nèi)土地利用類型主要有耕地、園地、林地、草地等，以耕地、園地、林地為主，三者共占區(qū)內(nèi)總面積的83%。將表層土壤樣按照土地利用類型進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計（圖3），結(jié)果顯示，灌木林地中鎘含量最高，均值達(dá)到1.68×10-6；其次為裸地、其他草地、旱地均值分別為0.81×10-6、0.73×10-6、0.63×10-6，這些區(qū)域在地貌上多為巖溶地貌，在巖性上主要為碳酸鹽巖。水田、果園、其他園地、其他林地中鎘含量較低，均值分別為0.38×10-6、0.30×10-6、0.18×10-6、0.14×10-6。

圖3 不同土地利用類型鎘均值含量

4 鎘的分布特征

鎘的分布特征可通過元素的變異系數(shù)進行分類總結(jié)，即變異系數(shù)＜0.5，表示分布均勻；變異系數(shù)位于0.5～1.0之間，表示分布基本均勻；變異系數(shù)位于1.0～2.0之間，表示分布不均勻，變異系數(shù)＞2.0，表示分布極不均勻。本區(qū)鎘含量變異系數(shù)為1.24，表明鎘在本區(qū)分布不均勻。根據(jù)鎘的地球化學(xué)圖（圖4），表層土壤鎘分布具有明顯的地域特征，明顯表現(xiàn)出西部區(qū)塊高、東部區(qū)塊低的特點，其高值區(qū)主要集中在研究區(qū)西部的永安鄉(xiāng)、三皇鎮(zhèn)、百壽鎮(zhèn)及羅錦鎮(zhèn)南東部巖溶區(qū)一帶。對比研究區(qū)巖組圖，結(jié)合鎘在不同成土母質(zhì)單元中的含量特征，可以發(fā)現(xiàn)鎘的富集與碳酸鹽巖密切相關(guān)，高值區(qū)多分布在石炭系、泥盆系的碳酸鹽巖區(qū)，低值區(qū)則主要分布在第四系覆蓋區(qū)和碎屑巖區(qū)。

圖4 鎘地球化學(xué)圖與巖組對比圖

5 結(jié)論

（1）研究區(qū)表層土壤鎘含量平均值為0.54×10-6，是全國土壤鎘含量平均值（0.097×10-6）的5.58倍，在本區(qū)相對富集，局部鎘含量偏高，有一定的生態(tài)風(fēng)險。

（2）研究區(qū)鎘分布不均勻，變異系數(shù)為1.24，高值區(qū)與碳酸鹽巖分布密切相關(guān)，碳酸鹽地區(qū)鎘的含量明顯要高于碎屑巖區(qū)。