劉勁松，郭燦平

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局311地質(zhì)隊(duì)，安徽 安慶 246003）

0 引言

隨著土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查工作的深入發(fā)展，近幾年來通過地球化學(xué)調(diào)查評(píng)價(jià)工作，取得了大量的成果。本文通過野外調(diào)查工作，研究了大氣干濕沉降、灌溉水等重要的元素輸入途徑對(duì)農(nóng)田土壤元素的影響。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于宿松縣南部長(zhǎng)江北岸沖積平原區(qū)及湖積區(qū)，調(diào)查區(qū)面積823.78km。區(qū)內(nèi)地勢(shì)較平坦，氣候溫和，日照充足，雨量充沛，四季分明，水資源十分豐富。土壤類型以水稻土、石灰土、紅壤土、潮土為主，靠近長(zhǎng)江以潮土為主，靠近湖泊以水稻土為主。

研究區(qū)內(nèi)土壤呈北酸南堿，部分土壤環(huán)境適合發(fā)展無公害與綠色食品生產(chǎn)（圖1）；但局部地區(qū)土壤污染嚴(yán)重，需要進(jìn)行重點(diǎn)治理；同時(shí)部分地區(qū)土壤雖然較清潔，但土壤肥力質(zhì)量較差，對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)存在不良影響，需進(jìn)行種植調(diào)整。

圖1 綠色食品產(chǎn)地區(qū)劃圖

2 大氣質(zhì)量對(duì)土壤地球化學(xué)質(zhì)量的影響

本次樣品采集之前根據(jù)地形地貌、污染源分布、風(fēng)向氣候特征劃分了8個(gè)評(píng)價(jià)單元。每個(gè)評(píng)價(jià)單元控制一個(gè)樣品。在選定樣點(diǎn)所在屋頂安置接沉缸。大氣干濕沉降物采樣回收期為一年，因工期緊急，改期九個(gè)月收集。大氣干濕沉降物采樣時(shí)視接塵缸內(nèi)固液態(tài)物質(zhì)總量選取采樣方法，同時(shí)精確測(cè)量固液態(tài)樣品總體積、固態(tài)物質(zhì)重量。

在評(píng)估區(qū)布置了8個(gè)大氣干濕塵降物接塵點(diǎn)，研究了大氣干濕沉降輸入農(nóng)田土壤的元素通量。根據(jù)《土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》（DZ/T 0295-2016），計(jì)算了大氣干濕沉降重金屬的年輸入通量，結(jié)果見表1。

表1 工作區(qū)不同地區(qū)大氣干濕沉降重金屬元素年輸入通量一覽表（g/hm2·a）

從調(diào)查結(jié)果看，Cd、Pb元素在九成、復(fù)興等地區(qū)年輸入量相對(duì)較多，在長(zhǎng)鋪鎮(zhèn)、九姑鄉(xiāng)、匯口鎮(zhèn)等地年輸入量相對(duì)較小，As、Cu元素在北部幾個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)較低，在南部平原區(qū)較。Cr元素在九成畈和復(fù)興鎮(zhèn)輸入量較高，在九姑和匯口鎮(zhèn)較低；Hg元素高值點(diǎn)位于九成畈，九姑、長(zhǎng)鋪、許嶺一帶地區(qū)較低，Zn等元素在九成畈、許嶺鎮(zhèn)年輸入量相對(duì)較高，在九姑鄉(xiāng)、匯口鎮(zhèn)、洲頭鄉(xiāng)等地相對(duì)較低。由于評(píng)估區(qū)年內(nèi)降雨量差異較小，各元素年通量的差異主要是由大氣顆粒物及其重金屬濃度所決定，在毒性較強(qiáng)的重金屬元素中，年輸入量大小依次為As＞Pb＞Cd＞Hg。

3 灌溉水質(zhì)量對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量的影響

樣品采集之前根據(jù)區(qū)內(nèi)匯水域邊界共劃分出40個(gè)地表水評(píng)價(jià)單元，在設(shè)計(jì)樣點(diǎn)或附近，流動(dòng)水體選擇在水流較緩處、水塘則選擇出水口處取樣。工作區(qū)共采集灌溉水樣品45件（其中平行樣5件），分析了灌溉水中As、Cd、Hg、Pb、pH值等指標(biāo)。

樣品采集均在晴朗天氣進(jìn)行，在農(nóng)作物樣品于灌溉高峰期采集樣品。在確定樣點(diǎn)位置后，采集前在目標(biāo)取水點(diǎn)用水將樣瓶和樣塞沖洗2～3次，再將取樣瓶沉入水中30cm深處取樣，樣品采集后無明顯漂浮物，樣瓶裝水容量約90%。每個(gè)樣點(diǎn)共采集3件，即原水樣、酸化水樣、特殊水樣Hg（照片3-2-3）。

按照安徽省水資源公報(bào)公布的結(jié)果，工作區(qū)農(nóng)田灌溉水量一般為356.1m/667m.a（安徽省2017年水資源公報(bào)），由此計(jì)算出區(qū)內(nèi)通過灌溉水輸入土壤中的As、Cd、Hg、Pb等重金屬和植物營(yíng)養(yǎng)元素年通量，編制了工作區(qū)Cd等7個(gè)元素年輸入通量空間分布（表2）。

表2 不同行政區(qū)灌溉水重金屬元素年通量一覽表（g/hm2.a）

由不同行政區(qū)灌溉水重金屬年輸入通量圖可以看出，Hg元素在洲頭鄉(xiāng)地區(qū)年輸入通量相對(duì)最大，其他各行政區(qū)之間的年輸入通量總體較均衡，差異不大；Cu元素在九成畈年輸入通量最大，年輸入通量明顯高于其他地區(qū)；Hg、As、Cd在洲頭鄉(xiāng)年通量最大；Cr各地區(qū)差異不是很明顯，年輸入通量均較??；Pb元素在匯口鎮(zhèn)年通量最大；Zn元素在九姑鄉(xiāng)年通量最大。

4 土壤重金屬不同來源綜合分析

大氣干濕沉降和灌溉水是土壤中重金屬的重要來源，不同輸入途徑的重金屬相對(duì)貢獻(xiàn)率具有明顯差異，現(xiàn)從大氣干濕沉降和灌溉水兩種途徑的重金屬相對(duì)貢獻(xiàn)率來討論外源對(duì)土壤重金屬的影響。從表3中可以看出，灌溉水對(duì)As、Hg、Cu、Zn、Pb、Cd元素的貢獻(xiàn)率高于干濕沉降貢獻(xiàn)率，而Cr元素大氣干濕沉降是其主要輸入途徑。

表3 不同外源輸入土壤重金屬年通量相對(duì)貢獻(xiàn)率

5 結(jié)論

通過本次工作，較系統(tǒng)的研究了宿松縣大氣、灌溉水及土壤重金屬等人類活動(dòng)對(duì)土地質(zhì)量的影響，劃分土地質(zhì)量地球化學(xué)等級(jí)；對(duì)土地質(zhì)量、潛在價(jià)值及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)、土地生態(tài)環(huán)境進(jìn)行評(píng)價(jià)；建立土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫及土地質(zhì)量檔案；為土地質(zhì)量管理、糧食生產(chǎn)安全、特色農(nóng)業(yè)發(fā)展及茶葉種植基地建設(shè)、鄉(xiāng)村振興等提供科學(xué)支撐。