东莞市土壤环境背景水平初探
马纯玉+胡荣光+谭晓辉
摘要：本文对6个东莞市典型地形地质点位进行土壤环境质量监测，结果显示绝大部分点位及土层中的无机元素含量低于土壤环境质量标准规定的自然背景值，但普遍受到轻微有机污染。本文是对东莞市土壤环境背景水平初探，其研究结果能够为东莞市土壤环境质量管理提供可靠的科学依据。
关键词：土壤；无机；有机；背景
中图分类号：X833 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2017）04-0023-04
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.04.011
Abstract： In this paper， the soil environmental quality monitoring of six typical terrain geological sites in Dongguan City was carried out. The results showed that the content of inorganic elements in most points and soil layers was lower than that of soil environmental quality standard， but it was generally slight Organic pollution. This paper is a preliminary study on the background of soil environment in Dongguan City， and its research results can provide a reliable scientific basis for soil environmental quality management in Dongguan City.
Key words：Soil；Inorganic； Organic； Background
土壤是人類赖以生存和发展的最重要的资源环境之一，随着工业发展和城镇化进程加快等，人类活动不可避免的对土壤环境质量造成了破坏。由于土壤污染具有累积性和不可逆性等特点，因此，了解土壤环境背景水平，并利用土壤环境背景值科学评估土壤环境质量现状及变化趋势，对土壤环境质量的治理及修复具有重要的意义。
成土母质是地球化学基准和背景浓度的重要控制因素，不同的成土母质或地质背景形成不同的土壤环境背景水平[1]。本次调查选取了东莞市不同成土母质的山脉及村庄等相对清洁区域，采集剖面土壤进行典型化学元素的分析，并与国家标准（自然背景）、中国土壤元素背景值及其他地区进行对比，初步探索东莞市不同成土母质区域的土壤环境背景水平，为土壤修复及环境管理提供数据支持。
1 材料与方法
1.1 地质概况与点位分布
东莞市位于广东省中南部，珠江口东岸，东江下游的珠江三角洲，毗邻广州市、深圳市和惠州市。地势东南高、西北低，地貌以丘陵台地、冲积平原为主。地形上，东莞东南部多山，其中银瓶嘴山主峰高898.2米，是东莞市最高山峰；中南部低山丘陵成片，为丘陵台地区；东北部接近东江河滨，岗地发育，陆地和河谷平原分布其中，为易于积水的埔田区；西北部是东江冲积而成的三角洲平原，是地势低平、水网纵横的围田区；西南部是濒临珠江口的江河冲积平原，地势平坦而低陷，是受潮汐影响较大的沙咸田地区。本次调查在东莞市典型地形地质区域各布设1～2个采样点，力求采样点具备代表性，采样点信息如表1所示，采样点位分布如图1所示。
1.2 样品采集与分析
各采样点分别选取1个相对洁净的点位进行剖面取样，。每个剖面按土壤发育层次采集 A（0～20cm）、B（40～60cm）、C（100～120cm）三层土样，剖面每层样品采集 2kg 左右。采样次序自下而上，共采集土壤样品18个。样品经风干、研磨、过筛后进行化学元素分析测试。
本次研究涉及的土壤化学元素，除了测定pH、阳离子交换量 、镉、铬、汞、砷、铅、铜、锌、镍、六六六、滴滴涕等12个常规项目外，还根据东莞市环境特点、主要污染物类型等另外选取了有机质含量、锰、钴、硒、钒、氟化物、多环芳烃类、苯并（a）芘、石油烃、土壤机械组成等10个特征项目进行测定。
2 结果与分析
2.1 理化性质分析
从表2可以看出，本次调查的背景点A层土壤pH范围为4.34～6.34， B层土壤pH范围为4.40～5.70，C层土壤pH范围为4.63～5.83，总的来说，本次土壤背景点均属于酸性土壤；A层土壤有机质含量在0.58%～1.43%之间，B层土壤有机质含量在0.27%～1.26%之间，C层土壤有机质含量在0.49%～2.87%之间，按照全国第二次土壤普查及有关标准，除麻涌镇东太村C层土壤有机质含量达到三级（中等）水平外，其余点位土壤有机质含量均处在四级（较低）及以下水平；A、B、C层土壤阳离子交换量的范围分别为4.98～10.4 cmol/kg、5.66～13.60 cmol/kg和6.35～13.8cmol/kg，除麻涌镇东太村A层土壤外阳离子交换量略小于5 cmol/kg外，其他点位A、B、C层土壤阳离子交换量均大于5 cmol/kg，各土层之间差异不大；按照国际制土壤质地分类标准，从土壤机械组成测试结果可以看出，砂粒的含量在50.43%～71.5%之间，比例最高，且粗砂粒含量明显大于其他粒级；黏粒和粉粒含量分别在9.86%～27.91%之间和13.13%～26.55%之间，比例较低。
2.2 无机元素分析
图2可以看出，大部分无机元素在各点位的垂直变化不大。Cu、Zn、Ni、Cr、As、Mn、Co等大部分重金属元素在麻涌镇东太村呈现出随采样深度增加，浓度先略微降低再升高的趋势，且麻涌镇东太村点位除Pb和V元素外，其余无机元素的浓度都不高或较低。有研究指出[2]，土壤金属含量与机械组成关系密切，土壤粘粒成分越大， 金属含量较高的趋势， 反之则相反。可能是由于该点位地质属于第四系沉积物，土壤机械组成中砂粒的比例明显较高，而黏粒的比例较少，因此土壤金属含量普遍较低。石排镇燕窝村除A、B层Mn元素略高于其它点位外，其余各元素在该点位垂直几乎无变化，且无含量很高或很低的元素，说明该点位土壤化学成分较稳定。砷、氟化物在塘厦镇电光村含量较高，可能由于该采样点位于水库附近，成土母质为沉积岩（湖积物），有研究表明[3][4]，砷、氟化物在沉积岩中更容易富集。大岭山森林公园点位的Cu、Ni、Cr、Co、V等元素的含量较高，这与吕建树等的研究结果相吻合[5]，说明这些元素受成土母质的控制。谢岗镇银瓶山点位所有元素均处于较低水平，而成土母质同属花岗岩的南城区水濂山点位元素含量均显著高于银瓶山，说明银瓶山作为自然保护区，其土壤受环境污染的程度很小，能够较好的反映该成土母质的土壤背景水平，而水濂山作为城市中的自然风景区，难免受到人为污染的影响。值得注意的是，镉和汞作为土壤中毒性较强的污染物，在本次的调查中含量少或未检出，说明选取的点位能够较好地代表东莞市土壤背景值。
2.3 与国家标准（自然背景）、中国土壤元素背景值及其他地区对比
将本次调查结果与土壤环境质量标准（GB15618-1995）[6]中一级标准即自然背景值对比，绝大部分点位及土层中的无机元素含量低于土壤环境质量标准规定的自然背景值。大岭山森林公园土壤中铜含量略高于标准，麻涌镇东太村、石排镇燕窝村土壤中锌、总砷含量略高于标准；南城区水濂山土壤中锌和塘厦镇电光村土壤中砷与标准相比含量较高；全部点位土壤中的铅含量都不同程度的超过标准，可以初步推测铅是东莞市土壤元素污染源之一。与全国背景值[7]相比结果跟土壤环境质量标准接近，即绝大多数点位及土层中的无机元素较接近或低于全国背景值。但与广东省及深圳市[7]相对比，调查的多数点位元素背景水平均高于广东省和深圳市背景值，这可能是由于东莞市工业发展水平较高，来自于企业等人为污染比较大，一定程度上已经对东莞市土壤造成了污染；同时也说明，在目前的环境质量条件下，清洁区域也只能是相对的，人为污染已经无法避免。
2.4 有机元素分析
由表4可以看出，六六六、滴滴涕在各点位各土层均未检出，而石油烃和多环芳烃类检出率则为100%，说明东莞市土壤背景点位可能普遍受到轻微污染。但这两种元素检出的含量都很低，可能是由于水体或大气的扩散作用迁移至土壤中造成的污染。
3 结论
（1）本次调查点位土壤背景点均属于酸性土壤；除麻涌镇东太村C层土壤有机质含量达到三级（中等）水平外，其余点位土壤有机质含量均处在四级（较低）及以下水平；土壤机械组成为砂粒比例较高。
（2）大部分无机元素在各点位的垂直变化不大，而每个点位土壤中无机元素含量的高低与其成土母质类型有明显相关。
（3）将本次调查结果与国家标准（自然背景）、中国土壤元素背景值及其他地区对比，除了铅元素外，绝大多数点位及土层中的无机元素较接近或低于国家标准（自然背景值）及全国背景值，说明本次调查选取的点位，基本能够代表东莞市不同地质类型土壤的背景水平。
（4）可能是由于水体或大气的扩散迁移作用，导致本次调查中有机元素石油烃和多环芳烃类检出率为100%。
（5）本文是对东莞市土壤环境背景水平初探，其研究结果能夠为东莞市土壤环境质量管理提供可靠的科学依据。
参考文献
[1]成杭新等.中国城市土壤化学元素的背景值与基准值[J].地学前缘，2014，21（3）：265-306.
[2]周守明等.河南土壤重金属含量与机械组成[J].河南科学，1995， 13（4）：355-359.
[3] Armienta等.墨西哥地下水中的砷和氟化物[J].水文地质工程地质技术方法动态，2009 （3）：1-6.
[4] 张福存等.中国主要地方病区地质环境研究进展与展望[J].中国地质，2010，37 （3）：551-562.
[5] 吕建树等.日照市土壤重金属来源解析及环境风险评价[J].地理学报 ， 2012 ， 67 （7） ：109-122.
[6] 国家环境保护局.土壤环境质量标准（GB 15618-1995）[S].北京：中国标准出版社，1995：1-21.
[7] 中国环境监测总站.中国土壤元素背景值[M].北京：中国环境科学出版社，1990.330-382 .
作者简介：马纯玉（1985-），女，硕士研究生，工程师，研究方向为土壤监测，生态遥感监测等。
摘要：本文对6个东莞市典型地形地质点位进行土壤环境质量监测，结果显示绝大部分点位及土层中的无机元素含量低于土壤环境质量标准规定的自然背景值，但普遍受到轻微有机污染。本文是对东莞市土壤环境背景水平初探，其研究结果能够为东莞市土壤环境质量管理提供可靠的科学依据。
关键词：土壤；无机；有机；背景
中图分类号：X833 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2017）04-0023-04
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.04.011
Abstract： In this paper， the soil environmental quality monitoring of six typical terrain geological sites in Dongguan City was carried out. The results showed that the content of inorganic elements in most points and soil layers was lower than that of soil environmental quality standard， but it was generally slight Organic pollution. This paper is a preliminary study on the background of soil environment in Dongguan City， and its research results can provide a reliable scientific basis for soil environmental quality management in Dongguan City.
Key words：Soil；Inorganic； Organic； Background
土壤是人類赖以生存和发展的最重要的资源环境之一，随着工业发展和城镇化进程加快等，人类活动不可避免的对土壤环境质量造成了破坏。由于土壤污染具有累积性和不可逆性等特点，因此，了解土壤环境背景水平，并利用土壤环境背景值科学评估土壤环境质量现状及变化趋势，对土壤环境质量的治理及修复具有重要的意义。
成土母质是地球化学基准和背景浓度的重要控制因素，不同的成土母质或地质背景形成不同的土壤环境背景水平[1]。本次调查选取了东莞市不同成土母质的山脉及村庄等相对清洁区域，采集剖面土壤进行典型化学元素的分析，并与国家标准（自然背景）、中国土壤元素背景值及其他地区进行对比，初步探索东莞市不同成土母质区域的土壤环境背景水平，为土壤修复及环境管理提供数据支持。
1 材料与方法
1.1 地质概况与点位分布
东莞市位于广东省中南部，珠江口东岸，东江下游的珠江三角洲，毗邻广州市、深圳市和惠州市。地势东南高、西北低，地貌以丘陵台地、冲积平原为主。地形上，东莞东南部多山，其中银瓶嘴山主峰高898.2米，是东莞市最高山峰；中南部低山丘陵成片，为丘陵台地区；东北部接近东江河滨，岗地发育，陆地和河谷平原分布其中，为易于积水的埔田区；西北部是东江冲积而成的三角洲平原，是地势低平、水网纵横的围田区；西南部是濒临珠江口的江河冲积平原，地势平坦而低陷，是受潮汐影响较大的沙咸田地区。本次调查在东莞市典型地形地质区域各布设1～2个采样点，力求采样点具备代表性，采样点信息如表1所示，采样点位分布如图1所示。
1.2 样品采集与分析
各采样点分别选取1个相对洁净的点位进行剖面取样，。每个剖面按土壤发育层次采集 A（0～20cm）、B（40～60cm）、C（100～120cm）三层土样，剖面每层样品采集 2kg 左右。采样次序自下而上，共采集土壤样品18个。样品经风干、研磨、过筛后进行化学元素分析测试。
本次研究涉及的土壤化学元素，除了测定pH、阳离子交换量 、镉、铬、汞、砷、铅、铜、锌、镍、六六六、滴滴涕等12个常规项目外，还根据东莞市环境特点、主要污染物类型等另外选取了有机质含量、锰、钴、硒、钒、氟化物、多环芳烃类、苯并（a）芘、石油烃、土壤机械组成等10个特征项目进行测定。
2 结果与分析
2.1 理化性质分析
从表2可以看出，本次调查的背景点A层土壤pH范围为4.34～6.34， B层土壤pH范围为4.40～5.70，C层土壤pH范围为4.63～5.83，总的来说，本次土壤背景点均属于酸性土壤；A层土壤有机质含量在0.58%～1.43%之间，B层土壤有机质含量在0.27%～1.26%之间，C层土壤有机质含量在0.49%～2.87%之间，按照全国第二次土壤普查及有关标准，除麻涌镇东太村C层土壤有机质含量达到三级（中等）水平外，其余点位土壤有机质含量均处在四级（较低）及以下水平；A、B、C层土壤阳离子交换量的范围分别为4.98～10.4 cmol/kg、5.66～13.60 cmol/kg和6.35～13.8cmol/kg，除麻涌镇东太村A层土壤外阳离子交换量略小于5 cmol/kg外，其他点位A、B、C层土壤阳离子交换量均大于5 cmol/kg，各土层之间差异不大；按照国际制土壤质地分类标准，从土壤机械组成测试结果可以看出，砂粒的含量在50.43%～71.5%之间，比例最高，且粗砂粒含量明显大于其他粒级；黏粒和粉粒含量分别在9.86%～27.91%之间和13.13%～26.55%之间，比例较低。
2.2 无机元素分析
图2可以看出，大部分无机元素在各点位的垂直变化不大。Cu、Zn、Ni、Cr、As、Mn、Co等大部分重金属元素在麻涌镇东太村呈现出随采样深度增加，浓度先略微降低再升高的趋势，且麻涌镇东太村点位除Pb和V元素外，其余无机元素的浓度都不高或较低。有研究指出[2]，土壤金属含量与机械组成关系密切，土壤粘粒成分越大， 金属含量较高的趋势， 反之则相反。可能是由于该点位地质属于第四系沉积物，土壤机械组成中砂粒的比例明显较高，而黏粒的比例较少，因此土壤金属含量普遍较低。石排镇燕窝村除A、B层Mn元素略高于其它点位外，其余各元素在该点位垂直几乎无变化，且无含量很高或很低的元素，说明该点位土壤化学成分较稳定。砷、氟化物在塘厦镇电光村含量较高，可能由于该采样点位于水库附近，成土母质为沉积岩（湖积物），有研究表明[3][4]，砷、氟化物在沉积岩中更容易富集。大岭山森林公园点位的Cu、Ni、Cr、Co、V等元素的含量较高，这与吕建树等的研究结果相吻合[5]，说明这些元素受成土母质的控制。谢岗镇银瓶山点位所有元素均处于较低水平，而成土母质同属花岗岩的南城区水濂山点位元素含量均显著高于银瓶山，说明银瓶山作为自然保护区，其土壤受环境污染的程度很小，能够较好的反映该成土母质的土壤背景水平，而水濂山作为城市中的自然风景区，难免受到人为污染的影响。值得注意的是，镉和汞作为土壤中毒性较强的污染物，在本次的调查中含量少或未检出，说明选取的点位能够较好地代表东莞市土壤背景值。
2.3 与国家标准（自然背景）、中国土壤元素背景值及其他地区对比
将本次调查结果与土壤环境质量标准（GB15618-1995）[6]中一级标准即自然背景值对比，绝大部分点位及土层中的无机元素含量低于土壤环境质量标准规定的自然背景值。大岭山森林公园土壤中铜含量略高于标准，麻涌镇东太村、石排镇燕窝村土壤中锌、总砷含量略高于标准；南城区水濂山土壤中锌和塘厦镇电光村土壤中砷与标准相比含量较高；全部点位土壤中的铅含量都不同程度的超过标准，可以初步推测铅是东莞市土壤元素污染源之一。与全国背景值[7]相比结果跟土壤环境质量标准接近，即绝大多数点位及土层中的无机元素较接近或低于全国背景值。但与广东省及深圳市[7]相对比，调查的多数点位元素背景水平均高于广东省和深圳市背景值，这可能是由于东莞市工业发展水平较高，来自于企业等人为污染比较大，一定程度上已经对东莞市土壤造成了污染；同时也说明，在目前的环境质量条件下，清洁区域也只能是相对的，人为污染已经无法避免。
2.4 有机元素分析
由表4可以看出，六六六、滴滴涕在各点位各土层均未检出，而石油烃和多环芳烃类检出率则为100%，说明东莞市土壤背景点位可能普遍受到轻微污染。但这两种元素检出的含量都很低，可能是由于水体或大气的扩散作用迁移至土壤中造成的污染。
3 结论
（1）本次调查点位土壤背景点均属于酸性土壤；除麻涌镇东太村C层土壤有机质含量达到三级（中等）水平外，其余点位土壤有机质含量均处在四级（较低）及以下水平；土壤机械组成为砂粒比例较高。
（2）大部分无机元素在各点位的垂直变化不大，而每个点位土壤中无机元素含量的高低与其成土母质类型有明显相关。
（3）将本次调查结果与国家标准（自然背景）、中国土壤元素背景值及其他地区对比，除了铅元素外，绝大多数点位及土层中的无机元素较接近或低于国家标准（自然背景值）及全国背景值，说明本次调查选取的点位，基本能够代表东莞市不同地质类型土壤的背景水平。
（4）可能是由于水体或大气的扩散迁移作用，导致本次调查中有机元素石油烃和多环芳烃类检出率为100%。
（5）本文是对东莞市土壤环境背景水平初探，其研究结果能夠为东莞市土壤环境质量管理提供可靠的科学依据。
参考文献
[1]成杭新等.中国城市土壤化学元素的背景值与基准值[J].地学前缘，2014，21（3）：265-306.
[2]周守明等.河南土壤重金属含量与机械组成[J].河南科学，1995， 13（4）：355-359.
[3] Armienta等.墨西哥地下水中的砷和氟化物[J].水文地质工程地质技术方法动态，2009 （3）：1-6.
[4] 张福存等.中国主要地方病区地质环境研究进展与展望[J].中国地质，2010，37 （3）：551-562.
[5] 吕建树等.日照市土壤重金属来源解析及环境风险评价[J].地理学报 ， 2012 ， 67 （7） ：109-122.
[6] 国家环境保护局.土壤环境质量标准（GB 15618-1995）[S].北京：中国标准出版社，1995：1-21.
[7] 中国环境监测总站.中国土壤元素背景值[M].北京：中国环境科学出版社，1990.330-382 .
作者简介：马纯玉（1985-），女，硕士研究生，工程师，研究方向为土壤监测，生态遥感监测等。
