摘 要 文章对江苏某典型蔬菜基地土壤中砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、汞(Hg)、镍（Ni））、铅(Pb)和锌（Zn）8种重金属含量进行了调查分析，研究表明：中酸性土覆盖区是主要的重金属污染区。
关键词：土壤；重金属；风险评价；污染
土壤重金属污染已经成为一个世界性的环境问题[1]，许多国家均出现了蔬菜基地土壤重金属累积和超标问题[2]。本文在分析中国现有最新土壤环境质量评价等众多标准的基础上，以江苏某芦蒿生产基地为典型区进行了大比例尺高密度的样品采集，对表层土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn八种重金属元素，以《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》筛选值（GB15618 - 2018）为基准，对区域土壤重金属污染采用单因子指数评价法评价。
1 材料与方法
1.1 样品采集与分析
研究样品点位在2017年遥感影像上采用网格化（500 m × 250 m）布设，取样深度均为0~20cm，取样时间为2017年10月。外业采用手持GPS定位，坐标系为WGS - 84，高斯-克吕格投影，中央经线117度，6度带。采样方法为梅花五点法，在布设的采样点上，以GPS定位点为中心，距离20~30米范围内向四周辐射确定4个分样点，等份组合成一个混合样，混合样品重量约为2 kg。剔除土壤样品与金属采样器接触的部分后，放入布袋中保存，运回实验室进行预处理。土壤样品首先自然风干，剔除样品中植物根系、残渣及可见侵入体，用木制工具碾碎。先过2 mm尼龙筛去除土壤中较大的碎屑、石块等杂物，过筛后的样品充分搅拌、混合直至均匀，四分法取一部分用于pH测试；剩余一部分继续在玛瑙研钵中研磨至＜0.074 mm，用于测定重金属元素含量。土样的测定分析所用试剂、标准溶液配置以及仪器工作参数均遵循相关技术要求规范。利用原子荧光光谱法（HG - AFS）测定As和Hg含量，利用石墨炉原子吸收光谱法（GF - AAS）分析Cd、Pb含量；利用电感耦合等离子体质谱（ICP - MS）测定Cr、Cu、Ni、和Zn含量，样品分析质量水平由重复性检验的方式监控。
1.2 评价标准与评价方法
本文风险评价标准以《农用地土壤污染风险管控标准》（GB15618 - 2018）筛选值为基准。研究区为蔬菜产业基地，采用较严格的风险筛选值作为评价标准。
单因子指数法是最常用的一种土壤环境现状评价方法，其计算过程简便，可直观反映土壤中每种重金属的污染情况：Pi=Ci/Si（Pi为土壤中i元素的单因子污染指数，Ci为i元素的实测浓度，Si为i元素的评价标准。）
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1.3数据处理
异常值处理 本文将与均值的偏差超过3倍标准差的测定值视为异常值，对于异常值的处理，采用拉依达准则和狄克逊准则法进行检出，然后作如下处理：（1）当异常值仅为1个，且与相邻的测定值（所有样品测试值的次大值或次小值）超过3倍标准差时予以剔除，否则保留。（2）当异常值不止一个且出现在同侧时，不得随意剔除：若异常值连续出现则不予剔除（相邻异常值偏差小于3倍标准差视为连续出现）；若最大异常值与之相邻的异常值偏差超过3倍标准差时，则剔除最大异常值。
统计分析与制图 利用Microsoft Excel 2013进行数据的处理和统计分析，采用SPSS 19进行重金属元素的相关性分析。制图采用surfer14.0软件，空间插值方法有多种多样，本文通过优选采用克里格插值。克里格插值又称空间局部插值法，是一种将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面的方法。克里格插值是以变异函数理论和结构分析为基础，对未采样点的区域化变量进行无偏最优估计值的一种方法[17]。本研究采用surfer软件，对离散数据进行网格化处理，并绘制重金属含量分布及风险评价图件。
2 分析与讨论
2.1 表层土壤pH分布特征
对研究区253个表层土壤样pH值进行统计，pH介于4.1 ～ 8.6之间，平均为7.4，标准差为1.01，变异系数为14%。研究区表层土以碱性土为主，面积约占全区70%以上，酸性土和中性土分布面积大体相当，约占25%，极强酸性土和强碱性土分布面积极少。研究区表层土中酸性土主要分布于中南部。
2.2 表层土壤重金属含量分布特征
土壤As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn平均含量除Hg外，其余7种重金属元素平均值和中值均超过土壤背景值。变异系数介于0.2～0.6之间，可以反映元素在土壤中的变异性和均匀性。变异程度大小为Hg＞Cd＞Pb＞Cu＞Zn＞As＞Ni＞Cr，其中Hg和Cd的变异系数均达到0.3以上，分别属于强变异和中等变异，空间变异相对显著，易受人为活动影响；As、Cr、Ni、Zn的变异系数均在0.2左右，属于弱变异性，说明这些元素受外界影响比较小，空间变异相对不显著，可能具有同源性。
为研究元素富集变化特征，本文将元素含量超过背景值的样品占全部样品的比例定义为该元素的土壤相对富集率（以下简称富集率）。富集率大小为Cd＞Zn＞Cu＞Cr＞Pb＞Ni＞As＞Hg，对于重金属Cd、Cr、Cu、Pb、Zn富集率都在80%以上，其中Cd超过90%，表明该5种重金属在当地表层土壤中出现了大范围的富集，且外源物质输入应是富集的主要来源。
2.3 表层土壤重金属风险评价
根据国家土壤环境质量农用地土壤污染风险筛选值标准（GB15618-2018）得到单因子指数Pi的平均值大小为Cd＞Cu＞As＞Zn＞Cr＞Ni＞Pb＞Hg，均小于1，说明土壤中8种重金属元素的浓度均值均不超标，总体上符合农业生产要求。最大单项指数Pmax平均值小于1，说明研究区土壤重金属总体状况良好。内梅罗综合指数PN平均值小于0.7，总体上安全。单元素潜在生态危害指数评价结果显示，研究区仅有Cd和Hg存有一定的风险。
3 结论
（1）研究区表层土壤以碱性土为主，约占全区面积的75%，中性和酸性土壤分布大体相当，主要分布研究区中南部，中酸性土覆盖区是主要的重金属污染区。
（2）表层土壤八种重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn除As、Hg元素外，其余6种元素均超过当地背景值，出现大范围的富集，其中Cd元素相对富集率高达95%。
（3）参照最新《农用地土壤污染风险管控标准》，表层土壤八种重金属均未超过风险管制值，Cd元素为研究区主要污染物，其中绝大部分为Ⅱ级轻微污染。
参考文献
[1]付传诚. 城乡结合带土壤重金属时空变异特征与源解析[D]. 南京：南京农业大学, 2014.
[2]范拴喜, 甘卓亭, 李美娟, 等. 土壤重金属污染评价方法进展[J]. 中国农学通报, 2010, 26(17): 310-315.
[3]王艳妮, 谢金梅, 郭祥. ArcGIS中的地统计克里格插值法及其应用[J]. 软件导刊, 2008, 7(12): 36-38.