秀山-酉阳地区土壤环境地球化学特征

秀山-酉阳地区土壞环境地球化学特征

曾琴琴，王永华，刘才泽，雷风华

(中国地质调查局成都地质调查中心，成都，610081)

摘要：基于重庆秀山县、酉阳县土壤地球化学调查数据，对深、表层土壤中As、Cd、Cu、Cr、Hg、Ni、Pb、Zn等8个重金属元素的分布特征，土壤的酸碱度、母岩对土壤地球化学特征的影响等进行了分析。结果表明，不同类型土壤中各元素富集特征不同；表、深层土壤均以酸性为主，土壤酸碱度影响重金属的空间富集与贫化特征，适当提高土壤pH值使其呈弱酸性或弱碱性是降低重金属污染的一项有效措施。通过分析，将研究区土壤环境背景分为三类，其中，重金属元素高背景区空间分布的非自然源特征明显，主要为人类活动形成的点状或面状异常，是该区生态环境面临的主要问题。

关键词：土壤；地球化学背景；地球化学基准；富集系数。

中图分类号：[P67]文献标识码：A文章编号：1006-0995(2019)02-0294-05

DOI:10.3969/j.issn.l006-0995.2019.02.024

重庆秀山-酉阳地区位于重庆市

东南部，渝、鄂、湘、黔四省结合部

位，介于东经 108。18'Y1"-109°

19'12",北纬28°09'43"-29°

24'40"之间，面积7630km2(图1)。

研究区属亚热带湿润季风气候，山地

气候垂直分异性明显，立体气候显著。

区内喀斯特地貌发育典型，大致分为

中山区(800-1895m)、低山区

(600~800m)和槽谷平坝区

(263~600m)[1]o

该区农业生产条件极具优势，为

重庆市优质粮食基地县，但其生态环

境敏感脆弱，是全国尤其是中西部地

区生态脆弱与连片贫困重置的代表区

域屮」。近年来，随着秀山县、酉阳县社会经济快速发展，区内土地资源环境安全面临着严峻的挑战。

本文在分析重庆秀山-酉阳地区土壤构成特点的基础上，着重探讨了土壤中重金属元素分布相关特征,进而分析了区内土壤环境背景，为调査区土壤环境评价与规划提供依据。

1土壤分布特点

研究区土壤成因多为残坡积、残积形式，土壤以黄壤为主，分布范围广泛，其次是石灰(岩)土，水稻土、紫色土、黄棕壤和新积土相对较少，土壤分布明显受成土母岩和地形地貌的影响和控制。

区内黄壤是主要的旱粮和多经用地，同时也是林业基地，具有明显的发生层次，其农业土壤剖面构

型为耕作层-心土层-母质层。自然土表层有10~30cm的未分解或半分解枯枝落叶腐殖质层,其下为粘重、紧实的沉积层，颜色为黄至棕黄色。黄壤的有机质随植被类型而异。在自然土中，有机质由于腐殖质层

的存在，可高达5%以上，但心土层则迅速降低，耕作黄壤随熟化程度提高而增加。

收稿日期：2018-07-28

基金项目：中国地质调查局项目"戒渝地区1:25万土地质量地球化学调查”(DD2016314)

作者简介：曾琴琴(1982-),女，高级工程师，博士，主要从事区域物化探数据处理与解释

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石灰（岩）土成土母质是各类碳酸岩风化的残积和坡积物，主要分布于海拔800m以上的石灰岩山区。紫色土从山区过渡带至浅丘区均有分布；水稻土主要分布于浅丘、平原和河谷地区；黄棕壤在重庆市属山地垂直地带性土壤，在温凉湿润的生物气候条件下生成发育的，成土母质为三叠系、二叠系、志留系、寒武系、奥陶系、震旦系地层灰岩、白云质灰岩、砂页岩和板岩风化的坡残积物；新积土则主要分布于沿江河流阶地上绝大多数已开辟为耕地，是肥力水平较高的农耕地。

2土壤环境地球化学特征

2.1数据来源及研究方法

按照中国地质调查局地质调查技术标准《多目标区域地球化学调查规范1:250000X DZfT0258-2014）要求，表层土壤采样密度为]个样/knA取样深度为0~20cm,每Akn?组成一个分析样；深层土壤采样密度为1个样/4kn?,取样深度为150~200cm,每lGkn?组成一个分析样。土壤样品用4酸（盐酸、硫酸、硝酸、高氯酸）溶解，本文仅针对As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等8个重金属元素指标区域特征进行分析。各指标分析方法以X射线荧光光谱法（XRF）和电感耦合等离子光谱（ICP）为主，以氢化物-原子荧光法（AF）、极谱法（POL）为辅。样品指标的测试由四川省地质矿产勘查开发局成都综合岩矿

测试中心完成。

2.2土壤酸碱度（pH值）特征

土壤酸碱度（pH值）是土壤的重要特征,对作物生长至关重要,直接影响到土壤养分的有效性和重金属形态与活性。区内表、深层土壤样品分析结果显示,表层与深层土壤pH值变化趋势总体较为一致，局部变化差异较大。由于土壤淋溶强，盐基饱和度低，本区土壤酸度大，以酸性为主（5.0WpH<

表1研究区土壤重金属元素参数统计表

兀素

深层土壤元素表层土壤元素基准值标准离差变异系数背景值标准离差变异系数As13.49 6.0990.45213.867.0530.509 Cu30.23 5.6620.18730.23 5.4590.181 Cd0.240.1010.4220.3860.1550.4

Cr81.797.3090.08981.35&0760.099 Hg126.4265.0490.515140.5573.1570.521 Ni36.03 5.7540.1634.2 5.4420.159 Pb35.76 6.7920.1939.527.40.187 Zn96.4312.0610.12599.6513.6670.137

6.5）（绝大多数黄壤pH值小于6.0）,表、深层酸性土壤分别占调查区面积的59.29%和46.52%；其次为中性土壤（6.5WpH<

7.5）,表、深层中性土壤分别占调查区面积的23.49%和39.26%;少数为强酸性（pH <5.0）或碱性土壤（7.5WpH<

8.5）（参考《土地质量地球化学评价规范（DZ/T0295-2016）》划分标准）。

2.3重金属元素的分布

2.3.1元素的基准值与背景值

土壤元素的基准值通常指土壤未受污染情

况下，环境要素中化学元素的含量，反映了环境

要素在自然界存在和发展过程中本底的化学组

成特征％通常以深层土壤样品平均值作为土壤

元素的基准值;土壤元素的背景值是指自然应力

和人类活动共同作用条件下土壤元素的分布特

征,通常以表层土壤样品的算术平均值表示土壤

元素的背景值。它不仅是计算污染指数和地质积累指标的参照标准,更是建立环境质量标准和环境立法的重要依据E7]0

图2表、深层土壤元素变异系数对比图背景值、基准值单位标注：Hg元素为ag/g,其他元素为mg/g

将表层和深层土壤样品按照同一点、线距进行网格化，得到相同点位的网格数据，用表层与深层土

壤元素数据的比值作为元素的（相对）富集系数，可代表空间内任意一点的富集特征，若系数大于1则表示表层土壤元素相对富集，反之则表示表层土壤元素相对贫化，可以用该参数分析判断表层土壤富集（贫化）的影响因素。

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