许昌市基本农田土壤环境质量调研

摘 要：以许昌市辖区粮、棉、油三种不同作物的基本农田的土壤为研究对象，采用内梅罗综合污染指数进行综合评价，分析许昌市基本农田土壤环境质量现状，以及不同作物类型的土壤环境质量差异性。结果表明：该地区基本农田土壤环境质量为清洁状态，没有受到污染。不同作物类型的土壤环境质量无显著差异。

关键词：基本农田；土壤环境质量；调查；评价

中图分类号：DF46 文献标识码：A

土壤是自然界赋予人类的宝贵资源，是人类赖以生存的物质基础，也是人类环境的重要组成部分。土壤环境是一个被能量流和物质流所贯穿的开放系统，具有吸收和贮存各种物质、净化环境的功能、缓冲功能和生产植物的功能。

污染物一旦进入土壤，就变成影响一切生物循环的一部分，影响着人类的健康和生命。特别是重金属元素和难降解的有机污染物，它们的土壤污染具有长期性、隐蔽性和积累性等特点。土壤污染的危害主要表现为改变土壤性质、引起土壤板结，造成作物减产和污染物的食物链传输造成其在生物体和人体内的积累，直接危害人体的健康以及畜、禽业的发展。 笔者调查了许昌市三种基本农田的基本情况和土壤环境质量，采用内梅罗综合污染指数进行综合评价，得出目前许昌市基本农田环境质量和污染状况。

1 调查范围基本情况

许昌市位于河南省中部，东经113°03'～114°19'，北纬33°42'～34°24'。许昌市属北暖温带季风气候区，热量资源丰富，雨量丰沛，光照充足，无霜期长。总面积4996平方千米，其中耕地458.42万亩，占全市总面积的61.17%，果园、林地、牧草地、水域占地16.47万亩，占全市总面积的2.2%；其他占地（包括交通、城镇、工业及未利用的沙地裸岩等）274.5万亩，占全市总面积的36.63%。

本次调查共采集鄢陵县马栏乡的玉米地、鄢陵县马坊乡的棉花地、许昌县蒋李集镇的花生地3种基本农田样品，分别代表粮、棉、油3个作物类型基本农田。

2 样品采集与分析

现场采样时，首先按技术规范对所选地块以梅花布点法确定5个采样点位，用GPS定位仪定位各采样点的点位坐标，拍摄数码照片。然后在采样点采集0～20cm的表层土壤。每份土壤样品采样量在2kg左右。每块基本农田加采平行样1个。

2.1 样品制备

在风干室将土样放置于风干盘中，除去土壤中混杂的砖瓦石块、石灰结核，根茎动植物残体等，摊成2～3cm的薄层，经常翻动。半干状态时，用木棍压碎土样，置于阴凉处自然风干。

将风干的土壤样品进行粗磨，过2mm的筛子，然后将样品全部置于无色聚乙烯薄膜上，充分搅拌、混合直至均匀。用四分法弃取、称重，保留三份样品。

剩余样品称重（保留大约分析用量四倍的土样）研磨通过1mm尼龙筛后分成两份，一份装瓶做为分析土壤pH、阳离子交换量项目使用（粒径≤1mm），另一份继续进行细磨。

将需进行细磨的样品手工研磨到土壤样品全部通过孔径0.25mm（60目）的尼龙筛，四分法弃取，保留足够量的土样称重装瓶备分析使用（粒径≤0.25mm）；剩余样品继续研磨至全部通过孔径0.15mm（100目）的尼龙筛，装瓶备用（粒径≤0.15mm）。

2.2 样品前处理

测定土壤中汞、砷含量的前处理方法，样品前处理过程为：准确称量0.2～0.5g土壤样品于25mL比色管中，加入10mL王水，摇匀移至电热板上水浴加热2小时，为了达到充分的消解，中间要经常摇动比色管，2小时后取下稍冷，然后将溶液全量转移至50mL容量瓶中，冷却后加入10mL硫脲和抗坏血酸用纯水定容至标线，摇匀，待测（静置取上清液）。用去离子水代替试样，采用以上相同的步骤和试剂，制备全程序空白溶液，每批样品至少制备2个以上空白溶液。

测定土壤中铜、锌、铅、镉、铬、镍等元素含量的前处理方法为，土壤样品经制备后，称取约0.3g样品（随同称取土壤标样）于聚四氟乙烯材质的微波消解罐中，分别于每个罐中加几滴去离子水润湿样品，摇匀。然后，加入硝酸溶液，待反应片刻，再依次加入盐酸、氢氟酸、高氯酸，盖上盖子，轻轻振摇均匀。置于微波消解转子中，设置并启动程序进行微波消解。待程序结束并冷却后，移出微波消解罐于电热消解仪上电热赶酸，调整赶酸温度，并不间断的摇动消解罐，增强赶酸效果，直至最后溶液成白色或浅黄色的澄清状，剩余大概1～2mL为止。移开微波消解罐，放冷。然后将溶液全量转移至50ml容量瓶中，用去离子水定容至标线，摇匀，待测。

3 评价方法

土壤环境质量评价执行《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）二级标准，苯并[α]芘采用《全国土壤污染状况评价技术规定》中评价标准。

土壤单项污染指数、土壤综合污染指数的计算公式和分级标准如下：

单项污染指数法：

式中：Pi：单项污染指数；Ci：调查土壤中污染物的实测浓度；Sip：污染物的评价标准值。

根据Pi的大小，将土壤污染程度划分为五级。Pi≤1为无污染；1

内梅罗综合污染指数（PN）=

土壤综合污染指数分级标准：PN≤0.7为清洁（安全）；0.7

4 结果与分析

4.1 土壤理化性质监测结果

许昌市基本农田土壤pH在7.7-8.3之间，属于中等偏碱性，阳离子交换量在10.5-14.6cmol/kg之间，有机质含量在10.1-14.2g/kg之间，土壤的保肥能力及缓冲能力均处于中等水平。

4.2 土壤无机项目监测结果

许昌市三种基本农田土壤Cd含量范围为0.18-0.25mg/kg，Hg含量范围为0.066

-0.106mg/kg，As含量范围为11.7-13.2mg/kg，Pb含量范围为29.3-37.6mg/kg，Cr含量范围为57.7-92.3mg/kg，Cu含量范围为17.4-23.3mg/kg，Zn含量范围为56.3-70.9mg/kg，Ni含量范围为27.9-42.9mg/kg。三种基本农田金属监测数据之间无显著性差异，并且均符合《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）二级标准。

4.3 土壤有机项目监测结果

许昌市三种基本农田土壤六六六含量范围0.0014-0.0039 mg/kg，滴滴涕量范围0.0024-0.0902 mg/kg，均符合《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）二级标准。三块农田的苯并（a）芘均未检出。

5 综合评价

5.1 单因子评价结果

许昌市基本农田土壤中铜、锌、铅、镉、铬、镍、汞、砷、铬、六六六、滴滴涕、苯并[α]芘单项污染指数分别均小于1，表明单项因子污染程度均为无污染状态。并且三个监测点15份土壤样品各个监测因子浓度均符合《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）二级标准。

5.2 综合评价结果

许昌市粮、棉、油三种基本农田的内梅罗综合污染指数分别为0.55、0.42、0.55，均小于0.7，评价污染程度均为清洁状态。

6 结论与建议

结果对许昌市三块基本农田土壤进行分析，土壤理化性质pH值、阳离子交换量及有机质含量的监测结果表明许昌市农田主要为中性偏碱土壤，土壤的保肥能力及缓冲能力均处于中等水平。

调查结果表明，土壤中铜、锌、铅、镉、铬、镍、汞、砷、铬、六六六、滴滴涕、苯并[α]芘含量均低于GB15618-1995二级标准，苯并[α]芘含量低于《全国土壤污染状况评价技术规定》中的评价标准，无超标现象。

综合污染指数法的评价结果表明三种基本农田的内梅罗综合污染指数分别为0.55、0.42、0.55，土壤环境质量等级均为清洁。不同类型作物的土壤环境质量无显著性差异。

建议建立土壤肥力监测体系，掌握土壤养分变化，为提出科学的耕地保护和施肥建议服务；建立土壤墒情、温度监测体系，能够及时为播种和农业生产服务；建立土壤环境质量监测体系，完善土壤监测设备，具备能够独立开展监测土壤农药、重金属残留等污染的能力，并全面进行监测。

参考文献

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