天津市宝坻区土壤质量调查与评价

摘 要：由于地质作用及人类活动的综合影响，天津市宝坻区土壤中的营养元素及有毒有害元素的分布明显不均衡。根据宝坻区1∶5万综合地质调查工作中的土壤地球化学测量成果，对宝坻区土壤质量现状、土壤元素含量特征及成因、重金属污染状况进行了综合分析，并对宝坻特色农业种植区土壤营养元素的含量特征进行了归纳总结。

关键词：宝坻区；土壤质量；元素背景值；重金属污染；特色农业区

中图分类号：S151.9 文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.06.013

土壤为农作物的生长提供了矿物质，土壤地球化学测量是研究土壤化学演化、生态地球化学评价的主要内容。土壤元素背景值是研究土壤环境质量现状的重要内容，也是检验土壤环境质量的基础数据；土壤污染特征揭示了土壤重金属元素表生富集、农作物毒害性、生态化学污染及潜在的生态危险。在分析研究宝坻区农业土壤质量各项指标的基础上，为科学评价土壤质量现状、提高土壤生产力提供科学依据。

1∶5万综合地质调查区位于天津市北部宝坻区，南北长65 km，东西宽45 km，面积约1 510 km2。宝坻区地处“九河下梢”，历史上曾因众多河流携带大量冲积物的不断淤积，形成了土壤的主要物质。本区土壤类型为潮土，又可细分为普通潮土、湿潮土、盐化潮土和盐化湿潮土4个亚类。

1 材料和方法

1.1 土壤样品采集

为查明宝坻区土壤中化学元素的分布特征，在充分考虑土壤特征、成土母质、地形地貌、土地利用现状等因素基础上，系统采集了表层及深层土壤样品。表层土壤采样密度为1个・km-2，采样深度0～20 cm，按每4 km2 采集1个进行组合样品分析；深层土壤采样密度每4 km2采集1个，采样深度80～100 cm，采集50 cm的土柱，按每16 km2采集1个进行组合样品分析[1]。

1.2 样品分析方法

对所有样土进行有机质、全氮、速效磷、速效钾、pH 值等常规化验；有机质采用重铬酸钾容量法；全氮采用半微量开氏法；速效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法；速效钾依据速效钾和缓效钾含量的测定标准进行测定；pH值用玻璃电极法测定；用等离子体质谱法（ICP-MS）测单元素含量。

2 结果与分析

2.1 土壤理化性质

2.1.1 土壤酸碱程度 宝坻区土壤大部分呈碱性和弱碱性。弱碱性土壤面积1 289.41 km2，占土壤总面积的83.42%；碱性土壤面积250.17 km2，占土壤总面积的16.58%，主要分布在新开口-口东地区。

2.1.2 盐渍化土壤分布特征 宝坻区分布有大面积的盐渍化土壤，含盐量大于0.1%的盐渍化土壤约占总面积的56.91%[2]，盐渍化类型主要为硫酸盐-氯化物盐渍土和氯化物-硫酸盐盐渍土（表1）。

2.2 土壤元素背景值特征及成因分析

2.2.1 表层与深层土壤元素背景值对比 从表2看出，常量元素分布特征是表层土Si、Na元素背景值高于深层土；表层土中Fe、Ca、Mg、K等元素背景值低于深层土。微量元素含量在土壤中的分布具有分带性，表层土中P、N、S、Se、Pb、Cl、Cd、Hg等元素背景值明显高于深层土；Mn、Mo、I等元素背景值明显低于深层土[4]。

出现表层与深层土壤元素背景值分布特征的原因是：表层土中Si、Na元素高背景值，而深层土中Fe、Ca、Mg、K等元素高背景值的原因主要与母质来源和沉积环境有关。与深层土相比，表层土的母质中含河流相沉积物偏多，长石、石英等机械颗粒含量相对偏高，粘土矿物含量偏低。长石、石英等机械颗粒富含Si、Na元素，粘土矿物富含Fe、Mg等元素。Ca元素在深层土偏高主要与碳酸盐淋溶沉积作用有关。

表层土的P、N元素背景值明显高于底层土，主要与农田施肥、使用农药有关，其次为“三废”排放的影响；S元素在表层土中富集因素包括农田施肥、SO2降尘、土壤盐渍化等，Se、Pb、Cd、Hg等元素在表层土壤中富集主要与“三废”污染物有关[5]；Cl元素在表层土中富集主要与土壤盐渍化有关；深层土壤Mn元素背景值偏高主要与土壤潜育化有关；由于I元素容易富集在有机质含量高的土壤中，所以表层土壤中I元素含量高与表层土壤中富含有机质关系密切。

2.2.2 宝坻区土壤背景值与天津和全国背景值对比 将宝坻区土壤背景值与天津市及全国土壤背景值进行比较，宝坻区土壤中Ca、Mg、S、Cl、I、Cu、Mn、As、Hg等元素含量与天津市背景值相比偏低，这与本区地势比天津市大部分地区偏高有关；Fe、Na、Si、Co、Cr、Ni、Zn、P、Pb等元素比天津市背景值偏高，这与本区土壤母质富含元素的特征有关[6]。

宝坻区土壤中Si元素含量偏低，Fe、Mg、K、Na等常量元素和多数微量元素含量高于全国背景值。其原因是宝坻区地处九河下梢，大部分地势低洼，粘土分布面积大。本区粘土主要矿物成分为伊利石，富含Fe、Mg、K等元素，而且强烈吸附多种微量元素；Mo元素含量低于全国背景值，与Mo元素地表环境下化学特征有关，在北方碱性土壤中其背景值较低；本区Hg元素背景值明显低于全国[7]，说明本区土壤Hg污染程度比全国要轻。

2.3 土壤重金属污染现状调查

选择宝坻区污染程度相对较高，对人类健康影响较大的As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn作为土壤污染评价因子，以国家环保局1995年颁发的《土壤环境质量评价标准》（GB15618-1995）作为土壤污染评价标准值[8]。

As元素在表层土壤中不存在污染，表层土壤中As元素背景值区主要分布在史各庄-新开口-王卜庄-大钟庄以南地区，以北为尚清洁区，总体表现南部As元素含量比北部偏低。

土壤中Cd元素大部分为背景区或尚清洁区，背景区集中在史各庄-王卜庄-林亭口-大钟庄以南地区，总面积1 400.61 km2，占宝坻区总面积的92.80%，轻度污染土壤只分布在高家庄镇，总面积100.34 km2，占宝坻区总面积的7.20%。

表层土壤中Cr分为背景区或尚清洁区，在牛道口-口东-周良以西为背景区，以东为尚清洁区。Cu元素分为背景区或尚清洁区，其中牛道口-口东-黄庄以东为尚清洁区，以西为背景区。Hg元素处于背景区或尚清洁区，其中尚清洁区集中在宝坻城关镇附近。Ni元素在宝坻城关镇附近为轻度污染区，其余地区属背景区或尚清洁区，其中尚清洁区集中在牛道口-口东-大白庄以东。Pb元素只在城关镇、高家庄镇零星地区存在轻度污染，其余地区为背景区或尚清洁区。Zn元素处于背景区或尚清洁区，其中背景区主要集中在牛道口-口东-牛家牌以西地区，以东属尚清洁区。

宝坻区土壤综合污染程度见宝坻区土壤重金属综合污染程度（图1）和宝坻区土壤重金属污染状况统计（表3）。

2.4 特色农业区土壤营养元素含量特征

2.4.1 林亭口“三辣”产品种植区 辣椒、大蒜、大葱俗称“三辣”。辣椒对土壤质量要求不甚严格，砂质土、粘土和壤土均能生长，但以肥沃、排水良好的砂质土为宜。大葱、大蒜适宜在质地松散的砂质土或含有机质丰富的粘土中种植。大葱、大蒜的根系不发达，在土壤中分布浅，吸水、吸肥能力弱，对土壤湿度要求较高，因此土壤要保持湿润、富含有机质[9]。

宝坻“三辣”主要分布在林亭口镇，土壤为灰黑色中-重壤质湿潮土，在20～60 cm深度夹一层腐殖质，可作为补充植物营养物质的备用库。土壤母质为冲积、湖积沙质粘土。

林亭口附近“三辣”产区土壤特征：土壤多种营养元素含量适中，土壤呈弱碱性，有效N∶P∶K=10∶2∶20，CaO∶MgO∶K2O=70∶100∶107；土壤阳离子代换量较高，保水保肥能力强，有后劲；箭杆河从西北向东南从该乡流过，地形在此变缓，从上游带来大量营养物质在此沉积；地势低洼，土壤湿润；土壤无盐渍化；水质好，水源有保证。

2.4.2 牛道口绿色农产品种植区 牛道口乡土壤为潮白河、河冲洪积砂质土及沙质粘土，土壤无盐渍化，本区为淡水区，地下水丰富，水质好，以种植小麦、玉米等旱田作物为主，并种植少量蔬菜。

本种植区土壤pH值一般为7.8～8.8，呈弱碱性，土壤阳离子代换量属中等水平。与宝坻区土壤元素平均含量比较，Na、Si、Pb、P等元素含量明显偏高；K、Zn、B、Mo、Fe、Ca、Mg、S等多种营养元素含量不足，土壤肥力水平偏低；土壤中Hg、Cd、Cr等污染元素含量低于国家绿色食品产地土壤质量标准，可作为绿色农产品种植基地。

2.4.3 王卜庄特色农产品种植区 本种植区土壤母质为冲积、湖沼积砂质粘土，低洼区为湖沼积粘土，本种植区为全淡水区，水源为河水和井水，排水条件较好，是“三辣”产品集中产区，也种植小麦、玉米、棉花等农作物。

本种植区土壤pH值8.0～8.8，为弱碱性-碱性，土壤阳离子代换量高，为25～30 cmol・kg-1。土壤有机质、全N、全P丰富，K、Zn、Mo等微量元素不足，N、P、K等营养元素比例基本合理，有毒有害元素含量低于国家绿色食品产地土壤环境质量标准。

2.4.4 黄庄水稻种植区 本种植区土壤母质为冲积、湖沼积粘质沙土，低洼区为湖沼积粘土，本区地势低洼，土壤为轻度-中度盐渍化。全区为淡水区，灌溉水源为河水，排水条件较好，以种植水稻为主。

本种植区土壤pH值8.0～8.4，为弱碱性；土壤阳离子代换量高，为20～30 cmol・kg-1，保水保肥能力强。有机质、全N、全K、有效Fe含量中等，有效N、全P含量不足，肥力潜力较高，有毒有害元素含量低于国家绿色食品产地土壤环境质量标准，可作为天津市优质水稻生产基地。

参考文献：

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[4] 张国新，王秀莲，刘艳辉，等.河北滨海区土壤养分状况分析评价[J].天津农业科学，2012，18（3）：59-62.

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