摘 要：土壤是生態(tài)環(huán)境體系的重要組成部分。為了探究甘肅省酒泉市肅州區(qū)農(nóng)田土壤重金屬污染情況，并對其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)，研究測定了肅州區(qū)21個(gè)農(nóng)田土壤樣品，對土壤中鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、銅（Cu）、鉛（Pb）、鉻（Cr）、鋅（Zn）、鎳（Ni）等8種重金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)空間分布進(jìn)行分析，進(jìn)而對肅州區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)。評價(jià)結(jié)果顯示，研究區(qū)單項(xiàng)污染指數(shù)最大值為0.36，綜合污染指數(shù)為0.29。研究表明：研究區(qū)農(nóng)田土壤中的Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni等8種重金屬元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均沒有達(dá)到較為突出的污染水平，研究區(qū)農(nóng)田種植農(nóng)作物無明顯安全風(fēng)險(xiǎn)，能夠滿足綠色食品對土壤環(huán)境質(zhì)量的要求。

關(guān)鍵詞：肅州區(qū)；農(nóng)田土壤；重金屬；污染

中圖分類號(hào)：X53；X820.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-7909（2024）18-144-3

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.18.035

0 引言

在土壤的無機(jī)污染物中，重金屬尤為常見，重金屬不能被土壤微生物分解，不僅會(huì)影響植物的正常生長，也很容易通過食物鏈在人體內(nèi)蓄積，進(jìn)而危害人體健康。因此，加強(qiáng)農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價(jià)對于保障土壤環(huán)境質(zhì)量具有重要意義。常見的重金屬有鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、銅（Cu）、鉛（Pb）、鉻（Cr）、鋅（Zn）、鎳（Ni）等。研究結(jié)合甘肅省酒泉市肅州區(qū)農(nóng)田土壤實(shí)際情況，對研究區(qū)重金屬污染現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并對研究區(qū)污染情況進(jìn)行綜合評價(jià)，旨在為區(qū)域農(nóng)作物生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供必要的數(shù)據(jù)支持［1］。

1 研究區(qū)概況

酒泉市肅州區(qū)位于甘肅省西北部，坐標(biāo)為東經(jīng)98°12′～99°18′，北緯39°10′～39°59′，西靠戈壁，北臨沙漠，行政區(qū)域面積約89.61 km2。肅州區(qū)下轄4個(gè)街道、14個(gè)鎮(zhèn)、1個(gè)鄉(xiāng)。肅州區(qū)年平均氣溫8.7 ℃，年平均降雨量85 mm，無霜期130 d。該地區(qū)土壤類型較為復(fù)雜，包括風(fēng)沙土、高山亞高山草甸土、黃綿土、灰鈣土等，農(nóng)作物灌溉用水主要為地下水，主要農(nóng)作物為小麥、玉米、白菜、青椒和番茄等［2］。

2 材料與方法

2.1 土壤樣品采集

從肅州區(qū)農(nóng)作物種植區(qū)隨機(jī)采集土壤樣品，按照以下原則確定土壤樣品采集區(qū)域。①選擇有利于土壤發(fā)育的地塊，如地形平坦的田塊。②避開人為干擾嚴(yán)重的地塊，如糞堆附近區(qū)域。③采樣點(diǎn)一般應(yīng)當(dāng)距離鐵路、公路300 m以上，距離田間小路50 m以上［3］。

在確定采樣區(qū)域后，選擇采樣中心點(diǎn)及中心點(diǎn)周邊4個(gè)隨機(jī)子樣進(jìn)行混合，這種方式能夠有效保證土壤樣品的代表性［4］，隨后進(jìn)行打包處理運(yùn)送到實(shí)驗(yàn)室。土壤樣品進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，首先，技術(shù)人員要對土壤樣品中較大的植物根系、石塊等雜物進(jìn)行去除處理；其次，對樣品進(jìn)行自然風(fēng)干、研磨過篩處理；最后，對土壤樣品中的Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni等8種重金屬元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行測定。此次研究采集的土壤樣品點(diǎn)位為肅州區(qū)轄區(qū)內(nèi)的21個(gè)省控農(nóng)田土壤監(jiān)測點(diǎn)位。

2.2 土壤樣品測定方法

土壤樣品重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定方法如下：①Cd、Pb的檢測方法為石墨爐原子吸收分光光度法；②Cu、Cr、Zn、Ni的檢測方法為火焰原子吸收光譜法；③Hg、As的檢測方法為原子熒光法［5］。各元素的分析誤差均在允許范圍內(nèi)。

2.3 土壤重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)空間分布特征

通過ArcGIS技術(shù)對肅州區(qū)農(nóng)田土壤中重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)的空間分布狀況進(jìn)行分析，8種重金屬（Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni）質(zhì)量分?jǐn)?shù)的空間分布模式相似，肅州區(qū)中部、西南部為質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對高值區(qū)，北部、東部為低值區(qū)。

由表1可知，肅州區(qū)農(nóng)田樣品中重金屬Cd、Hg、As、Cu、Cr、Zn有高于背景值的現(xiàn)象，其中西洞鎮(zhèn)、金佛寺鎮(zhèn)、東洞鎮(zhèn)、總寨鎮(zhèn)4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于背景質(zhì)量分?jǐn)?shù)；除清水鎮(zhèn)其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)的Hg質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于背景值；金佛寺鎮(zhèn)、豐樂鎮(zhèn)、下河清鎮(zhèn)3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的As質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于背景值；泉湖鎮(zhèn)、金佛寺鎮(zhèn)、下河清鎮(zhèn)3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的Cu質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于背景值；西峰鎮(zhèn)、西洞鎮(zhèn)、金佛寺鎮(zhèn)、豐樂鎮(zhèn)、東洞鎮(zhèn)、總寨鎮(zhèn)、下河清鎮(zhèn)7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的Cr質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于背景值；西峰鎮(zhèn)、西洞鎮(zhèn)、三墩鎮(zhèn)、鏵尖鎮(zhèn)、金佛寺鎮(zhèn)、上壩鎮(zhèn)、豐樂鎮(zhèn)、東洞鎮(zhèn)、總寨鎮(zhèn)、下河清鎮(zhèn)10個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的Zn質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于背景值。雖然各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)田土壤樣品中重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)有高于背景值的現(xiàn)象，但均低于《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618—2018）中農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值，表明肅州區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)田土壤重金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人體健康的土壤限制值。

3 農(nóng)田土壤重金屬污染評價(jià)與防控

肅州區(qū)農(nóng)田樣品中的各重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)雖然存在明顯差異，但無法直接判斷重金屬在土壤中的污染狀況及其對環(huán)境的影響程度。鑒于此，研究采用單項(xiàng)污染指數(shù)、內(nèi)梅羅污染指數(shù)、污染負(fù)荷指數(shù)等評價(jià)指數(shù)對農(nóng)田土壤中重金屬的污染程度進(jìn)行評價(jià)。

3.1 污染指數(shù)評價(jià)

表2顯示了肅州區(qū)農(nóng)田土壤中8種重金屬的單項(xiàng)污染指數(shù)值。農(nóng)田土壤中Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni的單項(xiàng)污染指數(shù)值依次為0.27、0.02、0.34、0.28、0.11、0.38、0.26、0.11。由此可以看出肅州區(qū)農(nóng)田土壤中Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni的單項(xiàng)污染指數(shù)值均小于1，表明肅州區(qū)農(nóng)田土壤中Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni均處于無污染程度。

表3顯示了肅州區(qū)農(nóng)田土壤中8種重金屬的累積污染指數(shù)值。農(nóng)田土壤中Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni的累計(jì)污染指數(shù)的值依次為0.91、2.11、0.59、0.93、0.79、1.07、1.09、0.50。其中，肅州區(qū)農(nóng)田土壤中Cd、As、Cu、Pb、Ni的累積污染指數(shù)值≤1，表明肅州區(qū)農(nóng)田土壤中Cd、As、Cu、Pb、Ni均處于低污染程度；Hg、Cr、Zn的累積污染指數(shù)值gt;1或≤3，表明肅州區(qū)農(nóng)田土壤中Hg、Cr、Zn 3種重金屬均處于中等污染程度。

3.2 綜合評價(jià)

計(jì)算肅州區(qū)農(nóng)田土壤重金屬濃度的內(nèi)梅羅污染指數(shù)和污染負(fù)荷指數(shù)（如表4所示），得出結(jié)論：肅州區(qū)農(nóng)田土壤重金屬的內(nèi)梅羅污染指數(shù)為0.4，小于土壤內(nèi)梅羅污染指數(shù)評價(jià)等級Ⅰ級（≤0.7），評價(jià)等級為清潔（安全）；污染負(fù)荷指數(shù)為0.91，小于土壤污染負(fù)荷指數(shù)評價(jià)等級Ⅰ級（≤1），評價(jià)等級為無污染，表明肅州區(qū)農(nóng)田土壤處于未污染狀態(tài)。

3.3 風(fēng)險(xiǎn)防控建議

開展調(diào)查監(jiān)測排查，夯實(shí)土壤污染防治根基。開展土壤污染防治工作，包括啟動(dòng)土壤調(diào)查，以農(nóng)用地和重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)用地為重點(diǎn)；建設(shè)土壤監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置市控點(diǎn)位并增加監(jiān)測項(xiàng)目；啟動(dòng)污染地塊風(fēng)險(xiǎn)排查，針對重點(diǎn)行業(yè)開展環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)排查。

實(shí)施分類管理，保障農(nóng)田生產(chǎn)環(huán)境安全。加大農(nóng)田土壤環(huán)境保護(hù)力度，劃定耕地類別、推行環(huán)保措施、督導(dǎo)受讓方責(zé)任；推進(jìn)污染耕地安全利用，制訂方案降低農(nóng)產(chǎn)品重金屬含量超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)；嚴(yán)格重度污染耕地管控，制訂計(jì)劃調(diào)整種植結(jié)構(gòu)或退耕還林還草；制訂風(fēng)險(xiǎn)管控方案，保障水源安全。

強(qiáng)化未污染土壤保護(hù)，嚴(yán)控新增土壤污染。強(qiáng)化水源地土壤保護(hù)，加強(qiáng)監(jiān)測防控；強(qiáng)化未利用地管理，保護(hù)后備資源，加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)管；嚴(yán)厲打擊非法排污和環(huán)境違法行為，對問題企業(yè)掛牌督辦、限期治理，涉罪案件移送公安機(jī)關(guān)。

加強(qiáng)污染源監(jiān)管，做好農(nóng)田土壤污染預(yù)防工作?？刂苹兽r(nóng)藥污染，科學(xué)施用化肥用藥，禁用超標(biāo)肥料；回收廢棄農(nóng)膜，促進(jìn)資源化利用；強(qiáng)化畜禽養(yǎng)殖污染防治，規(guī)范生產(chǎn)；加強(qiáng)灌溉水水質(zhì)管理，制訂監(jiān)測計(jì)劃；減少生活污染，推進(jìn)餐廚垃圾規(guī)范處理，整治非正規(guī)垃圾填埋場。

4 結(jié)束語

以甘肅省酒泉市肅州區(qū)農(nóng)田土壤為研究對象，分析研究區(qū)農(nóng)田土壤重金屬污染情況，并對研究區(qū)土壤污染情況進(jìn)行評價(jià)，提出風(fēng)險(xiǎn)防控措施。研究表明，研究區(qū)農(nóng)田土壤中的Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni等8種重金屬元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均沒有達(dá)到較為突出的污染水平，研究區(qū)農(nóng)田種植農(nóng)作物無明顯安全風(fēng)險(xiǎn)，能夠滿足綠色食品對土壤環(huán)境質(zhì)量的要求。但仍需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)調(diào)控，以提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量，進(jìn)而保障農(nóng)作物安全與品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

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（欄目編輯：劉 敏）

作者簡介：鄧銀成（1989—），男，本科，工程師，研究方向：環(huán)境科學(xué)與資源利用。