陕西苹果主产区果园土壤重金属含量水平及评价

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来源:干旱地区农业研究 作者: 刘子龙，赵政阳，张翠花，梁 俊，高 华
                              2009年03月16日

    随着经济的发展和人们生活水平的改善，人们对食品质量安全的要求不断提高，无公害食品以及绿色食品越来越为人们所青睐。苹果作为大众果品，其果品质量安全已成为保证生产持续发展的关键，也是消费者关心的焦点。土壤环境质量的优劣是果品安全生产的基础和保障，其中果园土壤重金属元素是苹果产地环境检测的一项重要指标，美国已将重金属元素监测纳入果园的营养管理，山东省对当地苹果主产区部分果园的土壤进行过检测，发现铅、镉、汞等重金属有超标现象，张林森等对陕西部分苹果基地县的果园土壤重金属含量做过调查。本文对陕西苹果主产区果园土壤的重金属元素进行了监测分析与评价，为陕西苹果安全生产和产地环境质量的改善提供依据。

1材料与方法

1．1陕西苹果主产区概况

陕西苹果主产区是指国家划定的陕西苹果优势产区，包括陕西渭北黄土高原的27个苹果基地县。该区年平均气温7～12.8℃，年日照时数2300～2500 h，昼夜温差大，年降水量560～700㎜，海拔高度800～1 200 m[，土壤母质以黄土为主，黄土层达数十米，果园土壤类型主要为黄绵土，部分为黑垆土和蝼土。除少数果园外，大部分果园无灌溉条件。

1．2样品采集与处理

    在陕西省27个优质苹果基地县中，考虑地貌特征及行政区划分，选择有代表性的16个基地县。在每个县选择能代表该县整体管理水平和生产状况的10 a生左右富士果园，采集土壤样品。根据产地的地形地貌，生产情况，以能控制整个产地检测区域为目标，一个果园为一个采样单元。据所选果园形状和面积大小，以对角线或S形取8～20个点的混合土样，四分法留1 kg，取样深度0～40 cm。共计47个果园土壤样品。

在室内通风处将土样风干，拣去碎石和植物残留体，用玛瑙研林研磨，分别过2 mm—mm、0.15 mm尼龙筛，对角线留200 g土样待测。

1．3测定项目与方法

    士样测定项目与方法见表1。

2结果与分析

2．1土壤重金属含量的现状分析

    土壤中的重金属含量测定结果见表2。在监测的47个果园中，土壤的pH值7．9～8．5，阳离子交换量均大于20 cmol，所以选择pH>7．5的一组评价标准值，其数值也不用减半。结果表明，Cd、Cr、 Cu、Pb、Hg、As 6种重金属都有检出，但都未超过元公害苹果产地环境技术条件土壤重金属含量限值，除淳化有1个采样点土壤中的As含量超过绿色苹果产地环境技术条件限值外，其它采样点土壤中各项重金属含量都未超过标准。

   

    从平均值看，元素cr、Pb含量较高，其余依次为Cu、As、Cd、Hg。不同果园土壤中，重金属的含量存在一定差异，重金属元素Cd、Hg、Cu、As、Cr和Pb含量的变幅分别为0．013～0．237、0．012～0．175、18．26～47．68、11．83～20．61、52．41～72．25 mg／kg和24．92～32．01 mg／kg，其中Cr、Cu含量差异较大，变异系数分别为32．79％、106．95％，其余元素含量变异不大，变异系数均小于20％。这些果园土壤重金属含量的差异，可能是由于不同果园采取的农艺措施不同，施入的化肥农药种类不同，量也不等，土壤成土过程也有差异。例如，土壤类型相同的情况下，在富平县监测的2个果园，土壤中Cd含量

差异很大(O．013～0．237 mg／kg)；在旬邑的4个果园。土壤中Cu含量差异也很大(22．57～42．08 mg／kg)。2．2土壤重金属含量水平评价2．2．1评价模式  采用单因子指数法和加权综合指数法对陕西苹果主产区土壤重金属含量进行分析评价，计算公式为：

Pi=Ci／Si   

(1)式中：Pi为重金属i的单因子指数；Ci为重金属i的实测浓度(mg／kg)；Si为重金属i的土壤评价标准(mg／kg)。

P=∑PiWi   

(2) f=l式中：P为某采样点的加权综合指数；Pi为重金属i的单因子指数；Wi为重金属i的权重系数；，z为参评参数(被测元素)的个数。2．2．2土壤重金属含量水平评价结果评价参数为土壤环境质量6项衡量指标Hg、CA、Cr、Cu、As、 Pb，评价标准为绿色食品产地环境技术条件土壤质量标准。土壤重金属的综合指数采用加权综合指数法计算而来，加权系数Wi用对比因子综合法计算，见表3。

根据果园土壤中重金属元素的含量和绿色食品产地环境技术条件土壤质量标准得出采样点土壤中重金属元素的单因子指数和加权综合指数，并结合绿色苹果土壤重金属质量分级标准，划分果园土壤重金属元素含量的级别，见表4。所采集的47个土壤样品，除淳化1个采样点土壤中的As元素单因子污染指数为1．03外，其余各采样点土壤中的各项重金属元素的单因子污染指数均小于1。各采样点土壤中触的单项污染指数相对较高，平均值为0．79，应该是今后监测和控制的重点；Cr的单项污染指数的平均值为0．51，Pb为0．57，其余的重金属单项污染指数小于O．5，符合绿色苹果土壤环境质量的标准；47个土样的加权综合指数值都小于0．56，平均值为0．47，均属于清洁级。

3讨论

    在监测的47个果园土壤样品中，Cd、Cr、Cu、 Pb、Hg、As 6种重金属均有检出，但均未超过无公害苹果产地环境技术条件土壤重金属含量限值。这与陕西苹果主产区境内，工业不发达，污染相对较轻有关。依据绿色苹果产地土壤环境质量标准，各采样点土壤中瓜的单项污染指数较高，可能与施用含 AS的农药和化肥有关，有些苹果生产县至今仍在施用福美胂农药，舡元素应是今后检测和控制的重点；Cr、Pb的单项污染指数居中，存在潜在的污染风险，为了减少其在土壤中积累量的增加，也应加大监控力度；CA、Cu、Hg单项污染指数小于0．5，目前比较安全，尚不会对绿色苹果土壤环境质量构成威胁。表明目前陕西苹果主产区果园土壤重金属含量符合无公害苹果产地土壤环境质量监测标准，大部分果园土壤重金属含量符合绿色苹果产地土壤环境质量标准，个别果园需要减少土壤重金属的累积量。

    为了果园用地的土壤安全，确保长期生产安全优质的果品，今后还要继续严禁工业三废排入果园，严禁施用重金属超标的农药和化肥，减少果园土壤重金属污染。砷(As)是今后监测和控制的重点有害元素。目前许多果园通过在树下种草来提高土壤中有机质的含量，改善果园的生态效应，得到了良好的效果，可在这个基础上在果园种植砷的超累积植物蜈蚣草，利用这种植物超量吸收和累积砷