三樱椒生产基地土壤重金属质量监测及污染评价

柘城县是中国三樱椒之乡，种植三樱椒历史悠久，三樱椒以椒形正、辣味浓、着色好、品质优、面积大、产量高而闻名国内外。柘城县出口三樱椒栽培技术日趋成熟，现已形成了区域化种植、规模化管理，年产量提高到10万t，年种植面积近2.67万hm²，并有占地20多hm²的柘城县辣椒市场，已成为全国三樱椒交易的重要集散地。目前，全县已建成以生产辣椒油、辣椒酱、辣椒粉、辣椒段等产品为主的三樱 

一、材料与方法

(一) 基地土壤的选择
依据NY/T 1121.1-2006标准， 根据种植基地内三樱椒的分布特点选择3个采样点， 固定采样点取土样， 采用对角线取样法， 取土深度为0～20 cm， 样品采集日期为2017年6月。多点混合后的样品按四分法取舍， 保留1 kg左右， 经自然风干， 按要求磨细过筛， 干燥储存。

(二) 检测方法

pH值检测:NY/T 1121.2-2006土壤pH值的测定；土壤中总铅检测:GB/T 17141-1997土壤质量石墨炉原子吸收分光光度法；总镉检测:GB/T 17141-1997土壤质量石墨炉原子吸收分光光度法；总汞的测定:GB/T 22105.1-2008土壤质量总汞、总砷和总铅的测定， 原子荧光法第1部分土壤中总汞的测定；总铬检测:HJ 409-2007土壤总铬的测定火焰原子吸收分光光度法；总砷检测:GB/T 22105.2-2008土壤质量总汞、总砷和总铅的测定， 原子荧光法第2部分土壤中总砷的测定。

(三) 重金属污染指数评价方法和标准

土壤重金属污染评价采用单项污染指数和内梅罗综合污染指数法。

1. 单项污染指数评价。单项污染指数计算公式为:

 
式中Ci为污染物i的实测值 (mg/kg) ；Si为污染物i的评价标准 (mg/kg) 。单因子污染指数Pi≤1， 污染等级为清洁， Pi>1为污染水平， 且Pi越大， 污染越严重。单项评价指数P分级评价标准见表1。

2. 综合污染指数评价。
为全面反映各重金属元素对土壤的不同作用， 突出高浓度重金属元素对环境质量的影响， 采用内梅罗污染指数， 也称综合污染指数， 其计算公式为:

二、结果与分析

(一) 各种植基地重金属结果分析

在柘城县起台镇、牛城乡、陈青集镇选取3家三樱椒种植基地， 对其pH值、铅、镉等5种重金属检测分析， 由表3所示， 柘城县的3家种植基地土壤偏中性， 与国家土壤环境质量标准值比较发现， 3家土壤中Cd、As、Pb的质量分数符合土壤Ⅰ级标准， Cr、Hg质量分数符合Ⅱ级土壤质量要求。

(二) 种植基地土壤中重金属污染评价

从表4中单因子污染指数的结果来看， 3家土壤中重金属的单因子污染指数均<1， 属于清洁水平。3家种植基地土壤的综合污染指数P综<0.7， 属于清洁水平。不过可以看出对综合污染指数的主要贡献因子是Cr、Hg。

三、讨论

从重金属的检测结果来看， 柘城县3家种植基地土壤中各重金属质量分数基本一致， Cd、As、Pb质量分数较低， 低于国家Ⅰ级土壤环境质量标准值；Cr、Hg质量分数均高于国家Ⅰ级土壤环境质量标准值， 但从单因子污染指数来看尚属于清洁水平， 说明这几种元素土壤污染风险较小， 基地土壤未受到因施用化肥、农药造成的污染。但不容忽视的是， 基地土壤中Cr、Hg质量分数对综合污染指数P综影响较大。土壤中Cr、Hg污染来源十分广泛， 包括土壤母质、农药施肥及塑料薄膜、工业废气废水排放、生活垃圾等固体废弃物堆积等。土壤通过物理净化、化学净化、生物净化等方式， 对进入土壤中的重金属污染物有一定的自净能力， 但土壤自净能力十分有限， 必须依靠相应的修复技术。因此， 对柘城县三樱椒种植基地土壤除了加强大气污染的治理和肥、水、药的施用管理外， 还应定期根据土壤质量监测和评价， 进行风险评估， 根据评价结果对污染较重的区域进行生物修复和农业生态修复， 以保证柘城县优质三樱椒生产的持续发展。

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