青浦区耕地土壤重金属含量状况及变化趋势分析

陶宏 王坚 陈文佳

（上海市青浦区农业技术推广服务中心，上海 201799）

土壤是连接生物与非生物界、有机与无机界的重要枢纽，污染物一旦进入土壤，就成为了生物循环的一部分，若污染物在生物体内残留，则会危害人、畜身体健康。当土壤中重金属含量超过自净能力时，就会造成土壤污染，不能用于绿色农产品的生产。鉴于此，上海市青浦区农业技术推广服务中心于2019年—2020年共采集区域内土壤样品53个，对土壤中的Hg、As、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni 8项重金属含量指标进行检测，并结合历年在青浦区设置的市级土壤环境质量监测点的土样重金属检测数据，对区域内耕地的土壤重金属含量变化趋势进行分析，以期掌握青浦区农田土壤重金属含量及其变化趋势，并制订适宜的防治对策，使土壤这一宝贵的自然资源更好地造福人类，不致因不适当的人类活动而受到污染和破坏。

1 材料和方法

1.1 样品采集与分布

采样时间为2019年7月—2020年1月，采样田块用专用手机app野外调查助手进行定位记录，粮田、菜地耕层样采样深度为0～20 cm，果园耕层样采样深度为0～40 cm，共采集土壤样品53个，其中菜地土样34个、果园土样8个、粮田土样11个。

1.2 检测内容和方法

参照《土壤质量 重金属测定 王水回流消解原子吸收法》（NY/T 1613-2008）的检测方法，委托上海必诺检测技术服务有限公司对53个土壤样品中的Hg、As、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni 8项重金属含量指标进行检测。

1.3 数据分析

结合历年在青浦区设置的市级土壤环境质量监测点的土样重金属检测数据，分析青浦区耕地土壤重金属含量变化趋势，利用execl对8项重金属含量指标进行分析。

2 结果与分析

2.1 耕地土壤重金属含量统计特征

由表1可知，8项重金属平均含量分别为：Hg 0.22 mg/kg、As 7.93 mg/kg、Cd 0.24 mg/kg、Cr 66.17 mg/kg、Pb 18.84 mg/kg、Cu 35.91 mg/kg、Zn 125.74 mg/kg、Ni 51.34 mg/kg，Hg、Cd、Cu、Zn、Ni平均含量均大于上海市自然背景值（1991年），As、Cr、Pb平均含量小于上海市自然背景值（1991年）。

表1 耕地土壤重金属含量数据特征 （单位：mg/kg）

由表2可知，粮田土样中的重金属Hg、Cr、Pb、Cu、Ni含量平均值均高于菜地和果园土样，菜地土样中的重金属As、Zn含量平均值均高于粮田和果园土样，果园土样中的重金属Cd含量平均值高于粮田和菜地土样。

表2 不同种植类型土壤重金属含量数据特征(单位：mg/kg)

2.2 历年土壤重金属含量变化趋势

2014年—2018年数据来源于青浦区域内设置的市级土壤环境质量监测点的重金属检测数据。2019年数据为青浦区域内采样的53个土壤样品的重金属检测数据。由表3可知，2015年、2018年土壤重金属含量相对较高，2014年—2018年8项重金属含量大体呈逐年增加的趋势。

表3 2014年—2019年土壤重金属检测结果(单位：mg/kg)

2.3 土壤重金属含量变化趋势

2.3.1 土壤重金属Hg含量变化趋势

由图1可知，青浦区土壤重金属Hg的历年检测数据平均值均大于上海市自然背景值（1991年）。其中，2014年—2016年土壤中的Hg含量增加缓慢，2016年—2018年土壤中的Hg含量增幅较大，2019年土壤中的Hg含量有所下降，Hg含量为0.220 mg/kg，是上海市自然背景值（1991年）的两倍多。

图1 土壤重金属Hg含量变化趋势

2.3.2 土壤重金属As含量变化趋势

由图2可知，青浦区土壤重金属As的历年检测数据平均值波动较大。其中，2014年—2017年和2019年土壤中As含量均小于上海市自然背景值（1991年），2018年土壤重金属As含量最高，为11.88 mg/kg，大于上海市自然背景值（1991年），是2015年和2017年检测值的两倍多。

图2 土壤重金属As含量变化趋势

2.3.3 土壤重金属Cd含量变化趋势

由图3可知，青浦区2014年—2015年土壤重金属Cd的检测数据平均值比上海市自然背景值(1991年)有所增加，2016年土壤中Cd含量达历年最低值，为0.08 mg/kg，2016年—2019年土壤中Cd含量呈逐年上升趋势，2019年土样中Cd含量为0.24 mg/kg，比上海市自然背景值（1991年）上升了0.108 mg/kg。

图3 土壤重金属Cd含量变化趋势

2.3.4 土壤重金属Cr含量变化趋势

由图4可知，2014年青浦区土壤重金属Cr含量平均值为最高（89.86 mg/kg），大于上海市自然背景值（1991年），2015年—2019年土样中Cr的检测数据均小于上海市自然背景值（1991年）。

图4 土壤重金属Cr含量变化趋势

2.3.5 土壤重金属Pb含量变化趋势

由图5可知，2014年—2016年青浦区土壤重金属Pb含量平均值呈逐年减少的趋势，2016年—2017年Pb含量缓慢上升，2017年—2018年Pb含量增加幅度较大，2019年Pb含量有所下降， Pb含量检测数据为18.84 mg/kg，小于上海市自然背景值(1991年)。

图5 土壤重金属Pb含量变化趋势

2.3.6 土壤重金属Cu含量变化趋势

由图6可知，2014年和2016年青浦区土壤重金属Cu含量平均值均小于上海市自然背景值（1991年），从2017年开始土壤重金属Cu含量逐年上升，2019年土壤重金属Cu含量检测数据为最高（35.91 mg/kg），高于上海市自然背景值（1991年）。

图6 土壤重金属Cu含量变化趋势

2.3.7 土壤重金属Zn含量变化趋势

由图7可知，2014年—2019年青浦区土壤重金属Zn含量检测数据平均值呈逐年上升的趋势，均大于上海市自然背景值（1991年），且2019年的土壤重金属Zn含量检测数据达到最高值，为125.74 mg/kg。

图7 土壤重金属Zn含量变化趋势

2.3.8 土壤重金属Ni含量变化趋势

由图8可知，青浦区土壤重金属Ni含量历年检测数据平均值均大于上海市自然背景值（1991年），2016年—2018年Ni含量检测数据变化不显著，2019年土壤重金属Ni含量检测数据达最高，为51.34 mg/kg。

图8 土壤重金属Ni含量变化趋势

3 结论与讨论

对青浦区53个点的耕地土壤样品中Hg、As、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni含量进行分析测定，并根据土壤环境质量标准（GB 15618-2018）对所有土壤重金属检测数据进行判别，得出重金属Cu有2个土样的检测数据略大于风险筛选值，存在风险；其他7项重金属土样检测数据均小于风险筛选值。根据2014—2019年土壤重金属检测数据，Zn含量有逐年上升的趋势；Ni含量均大于上海市自然背景值（1991年）；Hg、Cd、Cu含量有升有降，呈波动趋势，本次检测数据大于上海市自然背景值（1991年）；As、Cr、Pb含量也有升有降，呈波动趋势，本次检测数据小于上海市自然背景值（1991年）。

检测结果表明，青浦区耕地土壤重金属总体污染程度较轻、污染范围较小。但为了防止青浦区耕地土壤重金属再度受到污染，仍应予以重视，需加强对区域内工业污染废水、废气和固体废弃物排放的管理，严格执行排放标准，控制重金属污染源；建设现代化设施渔业，结合河、塘清淤工作，提高河、塘的调蓄量与自净能力；在农业生产上进行科学施肥，推广绿肥种植和秸秆还田，发展绿肥生产和深耕晒垡，增加农田的有机肥投入；推广病虫害绿色防控技术，减轻农药污染。