Please wait a minute...
E-mail Alert Rss
 
物探与化探  2019, Vol. 43 Issue (6): 1382-1388    DOI: 10.11720/wtyht.2019.0287
  生态环境调查 本期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 |
临安山核桃主产区林地土壤重金属生态风险评价
刘道荣, 郑基滋, 占玄, 吴问丹
中化地质矿山总局 浙江地质勘查院,浙江 杭州 310002
Ecological risk evaluation of heavy metals in soils of Carya cathayensis plantations, Lin'an
Dao-Rong LIU, Ji-Zi ZHENG, Xuan ZHAN, Wen-Dan WU
Zhejiang Geological Prospecting Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau, Hangzhou 310002, Chinaa
全文: PDF(741 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

选择浙江临安山核桃主产区,采集了山核桃果实及对应土壤样品,分析土壤重金属元素、Se、有机质等指标,以《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)中,5.5<pH≤6.5非水田条件下的风险筛选值为标准,评价土壤重金属污染程度;分析山核桃果仁重金属、Se、Ge等微量元素含量,探讨土壤—山核桃果仁间元素含量关系。结果表明,山核桃林地土壤Cu、Pb、Zn、Ni、Cr、Cd、As、Hg、Se等元素平均含量均大于中国土壤平均值,尤其Cd为中国土壤平均值的5.6倍。研究区局部土壤Cd、As已达到污染程度,其他重金属元素生态风险小。山核桃果仁Cd、Hg、Pb、As等重金属含量较低,未出现重金属元素超标现象,生态风险小,Zn含量较高,具备开发富锌保健食品的潜力。山核桃对不同重金属吸收能力差异较显著,对Zn、Cu的吸收能力远大于Cd、Cr、Hg。
服务
把本文推荐给朋友
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章
刘道荣
郑基滋
占玄
吴问丹
关键词 ： 土壤,  重金属,  生态风险,  山核桃,  临安    
Abstract：

Through investigation and sampling Carya cathayensis kernels and soil of plantations, the heavy metals, Se, organic matter and other indicators in soil were analyzed, and the pollution degrees of heavy metals in soil were evaluated with risk screening values as the criteria. The content of heavy metals, Se, Ge and other trace components in kernels was analyzed, and the relationship between soil and kernels was discussed. The results show that the average values of Cu, Pb, Zn, Ni, Cr, Cd, As, Hg and Se in the soil of Carya cathayensis plantations are higher than those of the average soil of China, especially Cd is 5.6 times that of the average soil of China. Local soil Cd and As in the study area have reached the pollution level while the ecological risk of other heavy metals is slight. Carya cathayensis kernels have low Cd, Hg, Pb, As and other heavy metals content, no excessive heavy metal elements, low ecological risk, and high zinc content, with the potential to develop zinc-rich health food. Carya cathayensis has a significant difference in the absorption capacity of different heavy metals. The absorption capacity of zinc and copper is much greater than that of Cd, Cr and Hg.
Key words： soil    heavy metals    ecological risk    Carya cathayensis    Lin'an
收稿日期: 2019-05-20      出版日期: 2019-11-28
:  P596  
  X142  
基金资助:中化地质矿山总局“土地质量调查与污染防治团队建设计划”;浙江省临安区土地质量地质调查项目
作者简介: 刘道荣(1982-),男,工程硕士,高级工程师,从事矿产地质、农业地质调查工作。Email:liudaorong0@163.com
引用本文:   
刘道荣, 郑基滋, 占玄, 吴问丹. 临安山核桃主产区林地土壤重金属生态风险评价[J]. 物探与化探, 2019, 43(6): 1382-1388.
Dao-Rong LIU, Ji-Zi ZHENG, Xuan ZHAN, Wen-Dan WU. Ecological risk evaluation of heavy metals in soils of Carya cathayensis plantations, Lin'an. Geophysical and Geochemical Exploration, 2019, 43(6): 1382-1388.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2019.0287      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2019/V43/I6/1382
Fig.1  临安区地质背景及采样点分布(据1:10万临安地质简图修编)[11]
分析指标 分析方法 检出限 单位 分析指标 分析方法 检出限 单位
As 氢化物—原子荧光光谱法 0.2 10-6 Ni X-射线荧光光谱法 1 10-6
Cd 等离子体质谱法 0.03 10-6 Pb 等离子体质谱法 2 10-6
Cr X-射线荧光光谱法 2 10-6 Se 氢化物—原子荧光光谱法 0.01 10-6
Cu 等离子体质谱法 1 10-6 Zn X-射线荧光光谱法 2 10-6
F 离子选择电极 100 10-6 有机质 电位法 0.1 %
Ge 氢化物—原子荧光光谱法 0.1 10-6 pH 玻璃电极法 0.1
Hg 冷蒸汽—原子荧光光谱法 2 10-9
Table 1  土壤地球化学指标的分析方法与检出限
指标 Cu Pb Zn Ni Cr Cd As Hg Se Ge 有机质 F pH
最大值 59.4 84.7 151 62.8 108 3.60 181 215 1.82 2.44 7.83 1963 7.38
最小值 11.3 13.0 54.2 9.66 26.8 0.10 3.43 36.0 0.26 0.30 1.41 409 5.06
平均值 35.5 35.9 103 38.9 79.1 0.53 25.1 97.4 0.61 1.62 3.43 865 5.83
标准离差 12.56 13.04 22.46 12.52 22.28 0.65 34.14 40.57 0.33 0.40 1.21 405.62
变异系数Cv/% 35.34 36.33 21.81 32.21 28.15 122.33 136.18 41.63 53.94 24.86 35.17 46.88
中国土壤平均值 22.6 26.0 74.2 26.9 61.0 0.097 11.20 65 0.29 1.70 478
富集系数q 1.70 1.39 1.40 1.43 1.45 5.62 2.48 1.88 3.02 0.97 1.80
风险筛选值 150 90 200 70 150 0.3 40 1800
Table 2  临安区山核桃林表层土壤元素含量统计参数(n=32)
指标 Cu Pb Zn Ni Cr Cd As Hg Se Ge 有机质 F pH
Cu 1
Pb -0.039 1
Zn 0.656** 0.290 1
Ni 0.876** -0.096 0.679** 1
Cr 0.669** -0.222 0.446** 0.818** 1
Cd 0.058 0.713** 0.431* -0.011 -0.344 1
As 0.209 0.128 0.006 0.078 0.084 0.008 1
Hg 0.044 0.024 -0.140 -0.227 -0.243 -0.125 0.131 1
Se 0.361* 0.137 0.458** 0.364* 0.128 0.267 0.110 0.016 1
Ge 0.343 -0.325 -0.034 0.221 0.524** -0.600** 0.033 0.085 -0.252 1
有机质 0.058 -0.062 -0.201 -0.004 0.024 -0.009 0.007 0.173 0.178 -0.130 1
F 0.704** 0.125 0.539** 0.502** 0.397* 0.234 0.087 -0.011 0.124 0.348* 0.004 1
pH 0.061 0.290 0.352* 0.006 -0.112 0.553** -0.080 -0.222 -0.087 -0.412* 0.185 0.389* 1
Table 3  土壤重金属与理化指标间的相关系数(n=32)
地层 样品数 Cu Pb Zn Ni Cr Cd As Hg Se Ge 有机质 F pH
侏罗系 2 12.7 30.4 61.3 11.2 29.9 0.17 5.88 117 0.29 1.51 2.79 500 5.46
震旦系 4 26.2 48.1 106 26.1 47.2 1.45 15.8 109 0.62 1.13 4.36 785 6.70
寒武系 11 45.9 34.5 116 47.4 87.1 0.64 34.3 87.8 0.81 1.69 3.32 1085 5.76
奥陶系 15 33.5 34.3 98.4 39.8 88.4 0.24 23.3 98.8 0.49 1.72 3.36 775 5.71
平均值 32 35.5 35.9 103 38.9 79.1 0.53 25.1 97.4 0.61 1.62 3.43 865 5.83
Table 4  各地质背景区表层土壤元素含量平均值
参数 Cu Pb Zn Ni Cr Cd As Hg
平均值 0.24 0.40 0.51 0.56 0.53 1.76 0.63 0.05
最大值 0.40 0.94 0.76 0.90 0.72 12.00 4.53 0.12
最小值 0.08 0.14 0.27 0.14 0.18 0.34 0.09 0.02
超标率/% 0 0 0 0 0 50 12.5 0
Table 5  土壤重金属单因子污染指数评价结果
评价标准 清洁
P综≤0.7		 尚清洁
0.7<P综≤1.0		 轻度污染
1.0<P综≤2.0		 中度污染
2.0<P综≤3.0		 重度污染
P综>3.0
风险筛选值/% 46.88 9.38 25.0 9.38 9.38
Table 6  临安区土壤重金属综合评价结果
参数 Cu Pb Zn Ni Cr Cd Ge As Hg Se
最大值 20.24 0.13 82.71 27.03 0.56 0.082 2.15 <0.04 2.92 0.009
最小值 7.65 <0.05 49.96 0.59 0.46 0.011 <1.00 0.76 <0.005
平均值 14.87 63.91 11.14 0.53 0.044 1.88
标准离差 3.00 7.73 6.59 0.02 19.10 0.63
变异系数/% 20.17 12.10 59.11 4.45 43.50 33.26
标准值 0.2 0.5
Table 7  山核桃果仁微量元素含量统计参数
参数 Cu Zn Ni Cr Cd Hg
平均值 0.487 0.663 0.303 0.008 0.163 0.022
最大值 1.363 1.526 0.675 0.020 0.435 0.037
最小值 0.182 0.419 0.029 0.005 0.004 0.005
Table 8  山核桃果仁部分重金属元素生物富集系数
Fig.2  山核桃果仁与土壤Zn含量关系
[1] 周国华, 曾道明, 贺灵 , 等. 福建铁观音茶园生态地球化学特征[J]. 中国地质, 2015,42(6):2008-2018.
[1] Zhou G H, Zeng D M, He L , et al. Eco-geochemical characteristics of the Tieguanyin tea gardens in Fujian Province[J]. Geology in China, 2015,42(6):2008-2018.
[2] 宋明义, 岑静, 胡艳华 , 等. 高镉地质环境富硒土壤特征及其生态效应[J]. 地球与环境, 2012,40(3):354-360.
[2] Song M Y, Cen J, Hu Y H , et al. Study on the characteristics of selenium-rich soil under geological environment with high contents of cadmium and its ecological effects[J]. Earth and environment, 2012,40(3):354-360.
[3] 王文俊 . 福建省寿宁县1∶25万土地质量地球化学评估[J]. 中国地质, 2015,42(6):2008-2018.
[3] Wang W J . 1∶250000 land quality geochemical assessment of Shouning County, Fujian Province[J]. Geology in China, 2015,42(6):2008-2018.
[4] 贾中民, 冯汉茹, 鲍丽然 , 等. 渝西北土壤重金属分布特征及其风险评价[J]. 西南大学学报:自然科学版, 2014,41(2):665-674.
[4] Jia Zh M, Feng H R, Bao L R , et al. Distribution characteristics and risk assessment of soil heavy metals in Northwest Chongqing[J]. Journal of Southwest University:Natural science edition 2014,41(2):665-674.
[5] 张红桔, 赵科理, 叶正钱 , 等. 典型山核桃产区土壤重金属空间异质性及其风险评价[J]. 环境科学, 2018,39(6):2893-2903.
[5] Zhang H J, Zhao K L, Ye Zh Q , et al. Spatial variation of heavy metals in soils and its ecological risk evaluation in a typical Carya cathayensis production area[J]. Environmental science, 2018,39(6):2893-2903.
[6] Han Y X, Ni Zh L, Li Sh L , et al. Distribution, relationship, and risk assessment of toxic heavy metals in walnuts and growth soil[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2018,25:17434-17443.
[7] 邬奇峰, 章秀梅, 阮弋飞 , 等. 临安市山核桃林地土壤肥力特征及其施肥对策[J]. 浙江农业科学, 2017,58(7):1132-1135.
[7] Wu Q F, Zhang X M, Ruan Y F , et al. Soil fertility characteristics and fertilization strategy of Carya cathayensis forest land in Lin’an City[J]. Zhejiang agricultural science, 2017,58(7):1132-1135.
[8] 吕惠进 . 浙江临安山核桃立地环境研究[J]. 森林工程, 2005,21(1):1-4.
[8] Lyu H J . The natural stands conditions of Carya Cathayensis Sarg.in Lin’an County of Zhejiang province[J]. Forest engineering, 2005,21(1):1-4.
[9] 董建华, 赵伟明, 周建金 , 等. 临安区山核桃林不同地质背景下的土壤肥力特性研究[J]. 浙江林业科技, 2018,38(2):14-20.
[9] Dong J H, Zhao W M, Zhou J J , et al. Soil fertility of Carya cathayensis plantations on different geological strata[J]. Journal of Zhejiang forest science and technology, 2018,38(2):14-20.
[10] 钱新标, 徐温新, 张圆圆 , 等. 山核桃果仁微量元素分析初报[J]. 浙江林学院学报, 2009,26(4):511-515.
[10] Qian X B, Xu W X, Zhang Y Y , et al. Trace elements in kernels of Chinese hickory(Carya cathayensis) grown in limestone and non-limestone soils[J]. Journal of Zhejiang Forestry College, 2009,26(4):511-515.
[11] 汤江伟, 杜江浩, 侯嘉莉 , 等. 临安市矿产资源规划报告(2016~2020)[R]. 临安市国土资源局, 2016.
[11] Tang J W, Du J H, Hou J L , et al. Mineral resources planning repot of Lin’an City[R]. Bureau of land and resources of Lin’an City, 2016.
[12] 宋明义, 陈文光, 斯小君 , 等. 安吉县山核桃立地环境条件分析[J]. 浙江林业科技, 2008,28(6):11-15.
[12] Song M Y, Chen W G, Si X J , et al. Study on site conditions of Carya cathayensis stand in Anji County[J]. Journal of Zhejiang forest science and technology, 2008,28(6):11-15.
[13] DZ/T 0295-2016 土地质量地球化学评价规范[S]. 中华人民共和国国土资源部.
[13] DZ/T 0295-2016 Specification of land quality geochemical assessment[S]. Ministry of land and resources of the People’s Republic of China.
[14] DD2005-03 生态地球化学评价样品分析技术要求(试行)[S]. 中国地质调查局.
[14] DD2005-03 Requirements for sample analysis techniques for eco-geochemical assessment(Trial Implementation)[S]. China geological survey.
[15] 魏复盛, 陈静生, 吴燕玉 , 等. 中国土壤环境背景值研究[J]. 环境科学, 1991,12(4):12-19.
[15] Wei F S, Chen J Sh, Wu Y Y , et al. Study on the background contents on elements of soils in China[J]. Chinese journal of environmental science, 1991,12(4):12-19.
[16] Zhang X Y, Sui Y Y, Zhang X D , et al. Spatial variability of nutrient properties in black soil of Northeast China[J]. Pedosphere, 2007,17(1):19-29.
[17] GB15618-2018 土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)[S]. 中华人民共和国生态环境部.
[17] GB15618-2018 Soil environmental quality risk control standard for soil contamination of agricultural land (Trial Implementation)[S]. Ministry of ecological and environment of the People’s Republic of China.
[18] 朱建军, 崔保山, 杨志峰 , 等. 纵向岭谷区公路沿线土壤表层重金属空间分异特征[J]. 生态学报, 2006,26(1):146-153.
[18] Zhu J J, Cui B Sh, Yang Zh F , et al. Spatial distribution and variability of heavy metals contents in the topsoil along roadside in the longitudinal Rang-Gorge Region in Yunnan Province[J]. Acta ecological sinica, 2006,26(1):146-153.
[19] 刘道荣, 徐虹, 周漪 , 等. 浙西常山地区富硒土壤特征及成因分析[J]. 物探与化探, 2019,43(3):658-666.
[19] Liu D R, Xu H, Zhou Y , et al. Characteristics and genetic analysis of selenium-rich soil in Changshan County, western Zhejiang Province[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2019,43(3):658-666.
[20] 宋明义 . 浙西地区下寒武统黑色岩系中硒与重金属的表生地球化学及环境效应[D]. 合肥:合肥工业大学, 2009.
[20] Song M Y . Supergenic geochemistry and environmental effects of selenium and heavy metals in the lower Cambrian black series of western Zhejiang province, China[D]. Hefei: Hefei university of technology, 2009.
[21] LY/T 1678-2014 食用林产品产地环境通用要求[S]. 中华人民共和国林业部.
[21] LY/T 1678-2014 Environmental general requirements for production area of edible forest product[S]. Ministry of forestry of the People’s Republic of China.
[22] GB15618-1995 土壤环境质量标准[S]. 国家环境保护局.
[22] GB15618-1995 Environmental quality standard for soils[S]. Environmental Protection Agency.
[23] GB 2762--2017 食品安全国家标准食品中污染物限量[S]. 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.
[23] GB 2762--2017 National food safety standard contaminant limit in food[S]. State health and family planning commission of the People’s Republic of China.
[24] 中国营养学会. 中国居民膳食营养素参考摄人量(2013版)[M]. 北京: 科学出版社, 2014, 165-416.
[24] Chinese society of nutrition. Reference intake of dietary nutrients for Chinese residents (2013 edition) [M]. Beijing: Science Press, 2014, 165-416.
[25] 宁运旺, 张永春, 汪吉东 , 等. 土壤—植物—人类系统中锌与富锌农产品的开发[J]. 江苏农业科学, 2009,37(3):1-4.
[25] Ning Y W, Zhang Y Ch, Wang J D , et al. Research of zinc in soil-plant-human system and development of zinc enrichment agricultural products[J]. Jiangsu agricultural sciences, 2009,37(3):1-4.
[26] 虎海防, 郑伟华, 张强 , 等. 新疆6个核桃品种种仁主要营养成分比较分析[J]. 新疆农业科学, 2010,47(6):1122-1125.
[26] Hu H F, Zheng W H, Zhang Q , et al. Comparative analysis on main nutrient components in the Kernel of six Walnut varieties in Xinjiang[J]. Xingjiang agricultural sciences, 2010,47(6):1122-1125.
[27] 杨为海, 张明楷, 明宏 , 等. 澳洲坚果不同种质果仁矿质元素含量分析[J]. 中国粮油学报, 2016,31(12):158-162.
[27] Yang W H, Zhang M K, Ming H , et al. Analysis of mineral elements contents in various Germplasms Kernel of Macadamia[J]. Journal of the Chinese cereals and oils association, 2016,31(12):158-162.
[28] 方如康 . 环境学词典[M]. 北京: 科学出版社, 2003, 127-128.
[28] Fang R K. Dictionary of environmental sciences [M]. Beijing: Science Press, 2003, 127-128.
[1] 王志强, 杨建锋, 魏丽馨, 石天池, 曹园园. 石嘴山地区碱性土壤硒地球化学特征及生物有效性[J]. 物探与化探, 2022, 46(1): 229-237.
[2] 赵筱媛, 杨忠芳, 程惠怡, 马旭东, 王珏, 李志坤, 王琛, 李明辉, 雷风华. 四川邻水县华蓥山—西槽土壤Cu地球化学特征与生态健康[J]. 物探与化探, 2022, 46(1): 238-249.
[3] 孟伟, 莫春虎, 刘应忠. 黔西北地区土壤重金属地球化学背景及管理目标值[J]. 物探与化探, 2022, 46(1): 250-257.
[4] 李建亭, 刘雪敏, 王学求, 韩志轩, 江瑶. 地表土壤微细粒测量中微量元素和同位素对福建罗卜岭隐伏铜钼矿床的示踪与判别[J]. 物探与化探, 2022, 46(1): 32-45.
[5] 张春来, 杨慧, 黄芬, 曹建华. 广西马山县岩溶区土壤硒含量分布及影响因素研究[J]. 物探与化探, 2021, 45(6): 1497-1503.
[6] 奚小环, 侯青叶, 杨忠芳, 叶家瑜, 余涛, 夏学齐, 成杭新, 周国华, 姚岚. 基于大数据的中国土壤背景值与基准值及其变化特征研究——写在《中国土壤地球化学参数》出版之际[J]. 物探与化探, 2021, 45(5): 1095-1108.
[7] 刘国栋, 李禄军, 戴慧敏, 许江, 刘凯, 张一鶴, 杨泽. 松辽平原土壤碳库变化及其原因分析[J]. 物探与化探, 2021, 45(5): 1109-1120.
[8] 赵辰, 孙彬彬, 周国华, 贺灵, 曾道明. 福建龙海杨梅生态地质适生模型研究与应用[J]. 物探与化探, 2021, 45(5): 1121-1129.
[9] 侯佳渝, 杨耀栋, 程绪江. 天津市城区不同功能区绿地土壤重金属分布特征及来源研究[J]. 物探与化探, 2021, 45(5): 1130-1134.
[10] 肖高强, 向龙洲, 代达龙, 高晓红, 宗庆霞. 花岗质岩浆岩土壤重金属地球化学特征及生态风险评价——以云南盈江旧城—姐冒地区为例[J]. 物探与化探, 2021, 45(5): 1135-1146.
[11] 杨育振, 刘森荣, 杨勇, 李丽芬, 刘圣华, 亢益华, 费新强, 高云亮, 高宝龙. 黄石市城市边缘区土壤重金属分布特征、风险评价及溯源分析[J]. 物探与化探, 2021, 45(5): 1147-1156.
[12] 刘道荣, 焦森. 天然富硒土壤成因分类研究及开发适宜性评价[J]. 物探与化探, 2021, 45(5): 1157-1163.
[13] 解庆锋, 周小果, 王振峰, 马振波, 李胜昌, 张得恩, 司法祯. 河南省土壤环境监测背景点位布设参考区域划分研究[J]. 物探与化探, 2021, 45(5): 1164-1170.
[14] 史琪, 赵延朋, 迟占东, 葛华, 康铁锁, 李发兴, 魏翔宇, 卢见昆, 杨人毅. 老挝川圹省约俄锡多金属矿区沟系土壤地球化学特征及成矿预测[J]. 物探与化探, 2021, 45(4): 824-834.
[15] 窦备, 张必敏, 叶荣, 迟清华. 黄土覆盖区隐伏矿地球化学勘查技术试验研究——以河南中河堤银铅锌多金属矿为例[J]. 物探与化探, 2021, 45(4): 933-941.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
京ICP备05055290号-3
版权所有 © 2021《物探与化探》编辑部
通讯地址：北京市学院路29号航遥中心 邮编：100083
电话：010-62060192；62060193 E-mail：whtbjb@sina.com