巴中市基本农田土壤环境质量现状及对策分析

张绍斌，黄 亿

(巴中市环境监测站，四川巴中 636000)

1 引言

土壤既是自然环境的构成要素，又是农业生产最重要的自然资源，其不但为植物生长提供机械支撑能力，而且能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力因素。随着城市化进程及工业的迅速发展，重金属、化学农药等污染物通过污水灌溉、大气烟尘沉降、垃圾填埋处理等各种途径进入土壤。土壤中的重金属因不能被微生物降解，不易移动，故会不断积累，造成严重污染;化学农药，特别是有机氯农药，虽然已经被禁止使用多年，但是由于这类农药脂溶性高，化学性质稳定且难于降解，因而在土壤、水等农田环境中仍常被检出［1～3］。巴中市正面临由传统农业向现代有机农业的重要转变，了解土壤环境质量的现状日益重要。这些基础信息不仅是进行农业机构调整，以及无公害农产品、绿色食品和有机食品生产的需要，也是进行环境治理和土地可持续利用规划的需要。然而，近年来随着社会经济的迅猛发展和城市化、工业化步伐的不断加快，我市的土壤环境安全存在隐患。一方面，土地资源紧缺，土壤板结，土壤肥力下降;另一方面，土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体等物质的污染，对生态环境、食品安全和农业可持续发展构成一定的威胁。

为进一步了解全市基本农田土壤环境质量状况，本研究选取巴中市南江县汇滩、通江县沙溪和巴州区玉井3个基本农田保护区为采样区，对该区域基本农田土壤pH值、阳离子交换量、有机质含量，土壤As、Hg、Pb、Cd、Cu、Zn等元素以及六六六、滴滴涕等高残留有机氯农药进行了分析。在获得较为全面系统的农田土壤污染状况后，按照国家有关标准进行综合评价并分类，并结合监测结果提出了土壤环境保护建议意见。以期为巴中市的有机现代农业建设和土壤环境质量综合治理提供了数据基础和科学依据。

2 材料与方法

2.1 研究区概况

巴中市位于四川盆地东北部，海拔最高2513m，最低 267m。多年平均降雨量为1117.9mm，平均温度17.1℃，日照时数多年平均为1462.1h。总面积12325 km2，其中耕地面积为17.25×104km2。采样地区包括巴中市通江县沙溪、南江县汇滩和巴州区玉井3个有代表性的基本农田。其土壤类型分别为紫色土、黄褐土和紫色土。每个监测单元均布设3个采样点，采样时采样点用GPS精确定位，按梅花型采样法，每个采样点取混合样5个，取样深度为土层 (0～20 cm)，混匀后用四分法留取风干样1.0kg。

2.2 样品测定

土样在室内风干、磨碎，过0.25mm(20目)尼龙筛，用于测定土壤pH、阳离子交换量;过0.25mm(60目)筛用于测定土壤有机质、有机氯农药残留、重金属元素。样品的混合、装袋、粉碎、研磨等处理都采用木头和陶瓷。土壤样品中各测试指标的分析测定均按照国家标准执行 (HJ166-2004)。通过测定添加回收率来确认结果的准确性，样品同样测定3个水平。分析过程中使用试剂均为优级纯，实验用水为18.2MΩ.cm的超纯水。

2.3 数据处理

本文使用国家土壤环境质量标准来评价巴中市基本农田的土壤环境质量。土壤单项污染指数计算公式和分级标准［4］如下:

单项指数评价采用如下公式:

式中:Pi为单项污染指数;Ci为土壤中污染物的实测浓度;Sip为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 (见表1)。

表1 土壤环境质量的单因子分级评价Tab.1 Single-factor classification evaluation for soil quality

数据的统计分析采用Excel 2003。

3 结果

3.1 基本农田土壤中理化性质监测情况

土壤的固体物质中，除了土壤矿物质以外，最重的组成部分是有机质，它是土壤固相中最活跃的部分，是土壤肥力主要的物质基础之一。在一定含量范围内，有机质的含量与土壤肥力水平呈正相关的关系，即土壤中土壤有机质的含量越高，土壤肥力越高。土壤有机质是农作物平衡供肥的主要来源，高产田块都需要多年施用有机肥，种植绿肥，秸秆还田等措施，增加有机质方能形成高产田块。土壤的阳离子交换性能对植物营养和施肥有较大作用，它能调节土壤溶液的浓度，保持土壤溶液成分的多样性和平衡性及养分免于被雨水淋失。

为了解巴中市基本农田的土壤肥力情况，特选择有机质和阳离子交换量两项主要指标进行监测分析，同时辅助监测土壤pH。由表2分析可知，随着土壤pH值升高，其阳离子交换量略有升高。同时，从3个基本农田土壤有机质监测结果看，全市土壤中阳离子交换量含量在12.6～18.1cmol/kg之间，有机质含量在17.9～32.0 mg/kg之间，说明3个基本农田土壤肥力比较稳定，且属于土壤肥力较好的土质。

表2 巴中市基本农田土壤pH值、阳离子交换量和有机质含量监测结果Tab.2 The monitoring results of pH and cation exchange capacity and organic matter content in basic farmlands of Bazhong city(n=5)

3.2 基本农田土壤中重金属监测情况

土壤中重金属的来源是多途径的，成土母质本身含有重金属，不同的母质、成土过程所形成的土壤含有重金属质量差异。农业生产活动中，施用含有铅、汞、镉、砷等的农药和不合理的使用化肥、使用经过一定处理的城市污水灌溉农田等都可以导致土壤中重金属的污染。土壤重金属污染会给生态和人体造成严重影响，如汞对人体的危害主要表现为头痛、头晕、肢体麻木和疼痛等，总汞中的甲基汞在人体内极易被肝和肾吸收，汞污染主要是水产品。因此，要减少重金属对生态环境和人体的危害，大力治理重金属污染防治，从源头上减少重金属的含［5，6］。由表3分析可知，3个代表性基本农田土壤中 As含量范围为 4.7～20.0mg/kg，Hg含量范围为 0.028～0.155 mg/kg，Pb含量范围为17.6～62.4 mg/kg，Cd 含量范围 0.07～0.29 mg/kg，Cu 含量范围19.9～48.7 mg/kg，Zn 含量范围56.9～107.3 mg/kg，Cr含量范围 48.6～79.5 mg/kg，Ni含量范围26.8～38.9 mg/kg，均在国家 《土壤环境质量标准 (修订)》 (GB15618-2008)的标准限制范围内，无金属超标现象。

表3 巴中市基本农田土壤重金属含量监测结果Tab.3 The monitoring results of heavy metal content in basic farmlands of Bazhong city(n=5) (mg/kg)

3.3 基本农田土壤中有机农药残留监测情况

土壤残留有机农药通过生物富集过程，由食物链进入人体后，对人体免疫、神经、生殖系统产生慢性毒理作用［7］。六六六、滴滴涕等有机氯农药和它们的代谢产物化学性质稳定，在农作物及环境中降解缓慢，且易在人和动物体脂肪中积累［8］。本次调查主要针对常见农残物质六六六、滴滴涕和苯并 (a)芘进行监测分析。由表4分析可知，3个代表性基本农田土壤中六六六浓度值范围是0.001～0.037mg/kg;滴滴涕浓度值范围是 0.001～0.071mg/kg;苯并 (a)芘浓度值范围是0.001～0.030mg/kg。其中，六六六、滴滴涕、苯并(a)芘含量均在《土壤环境质量标准 (修订)》(GB15618-2008)的规定限值内，土壤中有机农药单因子评价值均小于1，为Ⅰ级土壤。

表4 巴中市基本农田土壤中农残类物质含量监测结果Tab.4 The monitoring results of pesticide substances in basic farmlands of Bazhong city(n=5) (mg/kg)

4 土壤污染防治几点建议意见

本研究对巴中市3个基本农田进行土壤环境调查，调查结果的统计分析表明，该区域土壤中的有机质含量为17.9～32.0 mg/kg，阳离子交换量集中在12.6～18.1cmol/kg。说明该区域的基本农田土壤的肥力水平、保肥能力和缓冲能力较好。同时，土壤中的As、Hg、Pb等重金属元素以及六六六、滴滴涕和苯并 (a)芘的农药残留均在限值范围内。环境质量综合评价的结果表示，巴中市基本农田土壤属于清洁和安全范围，符合发展现代农业的要求。

4.1 巴中基本农田污染的潜在风险

巴中作为秦巴山集中连片特困地区的核心区域，山地面积占90%，是典型的山区传统农业大市，农业人口占全市总人口的80.7%。加快发展现代农业，增强农业综合生产力，对于以10%的耕地面积确保我市粮食安全和重要农产品有效供给具有重要意义。然而随着城市化建设的推进，耕地面积逐渐减少，为保障粮食供给，人们通过各种技术手段来提高面积粮食产量，如地膜覆盖栽培技术、化肥施用、化学农药、植物生长调节剂及病虫害防治等技术的应用推广。伴随着农业新技术的应用，以及工业废水的排放和生活垃圾的不合理堆放均会对土壤环境质量造成一定程度的污染。我市三个基本农田土壤污染风险以农药和化肥的长期施用为主。其中，农药如杀虫剂、杀菌剂及除草剂等的长期施用一方面会使土壤的理化学性质变坏，肥力下降，影响作物的生长，另一方面某些毒物被农作物吸收，残留于作物的茎秆和籽粒，通过食物链影响人畜健康。同时，化肥的不合理施用容易导致增肥不增产、肥料利用率低下等问题，严重影响土壤养分平衡和生态环境安全。

4.2 基本农田污染防治对策

4.2.1 农药污染防治

农药污染的防治采取病虫害的综合防治和开发新型农药相结合，从源头上控制可能存在的土壤污染。以诱导与性外激素、生物农药、绝育等生物防治措施为重点，同时，积极开发高效、低毒、低残留农药。在农药的具体使用过程中，需根据虫情、作物种类和生长情况来选用农药，禁止或限制使用剧毒、高残留农药，如有机氯农药，严格控制农药的使用范围、药量和次数，改进施药方法，使农药在土体中缓慢地自然降解，以免产生土壤污染。

4.2.2 化肥污染防治

一是大力推广配方施肥技术，减少化肥的盲目施用。在农业实际生产中，结合土壤肥力状况、农作物种类及生育时期，找出合理的配施比例，不断优化配方施肥技术。同时，坚持大量元素和微量元素相结合的配方，合理施用氮、磷、钾肥，特别是钾肥的施用［9］。

二是增施有机肥料。首先，大力推广秸秆还田，经济发达的乡镇重点发展机械化秸秆还田，其他地区可推广留高茬、宽行覆盖和过腹还田技术。其次，积极发展经济绿肥。围绕产业结构调整，充分利用立体间套种种植技术［10］，积极开发利用冬闲田，发展肥菜、肥饲、肥粮兼用的优质高产经济绿肥，增肥地力。再次发展农村沼气建设。沼气不仅可以解决农村用能困难，净化农村污水粪便，而且沼液、沼渣又是氮、磷、钾齐全的速效、高效、优质有机肥，可以帮助农民减少化肥投资，提高农产品的产量和质量，改善和保护农业生态环境。

三是推广化肥深施技术。化肥深施技术已作为节本增效工程，在全国推广实施，可防止抛撒，减少流失和污染，不断提高肥料利用率和经济效益。

4.2.3 强化生态农业建设

生态农业建设是实现高产、优质、高效、持续发展，以达到经济、社会、生态三大效益相统一的农业发展新方式。生态农业建设也是基本农田保护的一项重要工作，应主要做好两方面工作。

一是大力发展生态农业，通过实施积极的财政倾斜政策支持生态农业建设与无公害农产品生产基地建设，加大高标准农田建设力度及重点区域农业面源污染的防治力度，大力研发和推广环保型农业生物技术、农业生态工程与农艺技术［11］。同时，加强对被污染土壤的修复，增加土壤环境容量，提高土壤缓冲能力，改善土壤生态环境。针对砂性土壤，增加土壤有机质含量，可以增加或改善土壤胶体的性质，增加土壤对有毒物质的吸附能力和吸附量，从而增加土壤环境容量，提高土壤的净化能力，提高农业产品产量。

二是加强法制，强化管理。除了宣传教育以提高人们的农业环境保护意识外，最主要的就是加强法制。农业部门要主动与环保等部门配合，制定地方基本农田环境保护条例，使工业环保有人抓，农业环保有人管，做到“有法可依，有法必依”。

［1］董元华，张桃林.基于农产品质量安全的土壤资源管理与可持续利用［J］.土壤环境与土壤污染，2003，35(3):471-472.

［2］Alina Kabata-Pendias.Soil-plant transfer of trace elements an environmental issue［J］.Geoderma，2004，122(2):143-149.

［3］陈 宏，陈玉成，杨学春.化学添加剂对土壤和莴笋中重金属残留量的影响试验［J］.农业工程学报，2005，21(7):120-124.

［4］刘凤枝.农业环境监测实用手册［M］.北京:中国标准出版社，2001.

［5］郑喜坤，鲁安怀，高 翔，等.土壤重金属污染现状与防治方法［J］.土壤与环境，2002，11(1):79-84.

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［7］刘 宜，黄成敏.土壤残留滴滴涕、六六六的人群健康风险评估［J］.环境监测管理与技术，2009，21(4):17-22.

［8］赵书言.化学农药的土壤污染与治理［J］.化学工程与装备，2011，(8):179-183.

［9］黄 亿，李廷轩，张锡洲，等.基于“3414”试验的川中丘陵区油菜施肥指标体系构建［J］.中国农业科学，2013，46(10):2058-2066.

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