成都市土壤中元素地球化學(xué)基準(zhǔn)值研究及其意義(唐文春,金立新,

1、成都市土壤中元素地球化學(xué)基準(zhǔn)值研究及其意義唐文春1,2,金立新2,周雪梅2(1.成都理工大學(xué),四川成都 610059;2.四川省地質(zhì)調(diào)查院化探所,四川德陽 618000摘要:通過系統(tǒng)的土壤深層(第Ñ環(huán)境取樣調(diào)查,研究并給出了成都市土壤中元素系列地球化學(xué)基準(zhǔn)值及其基本特征,包括全區(qū)及不同景觀區(qū)、不同流域、不同土壤類型、不同用地、不同行政區(qū)土壤中元素地球化學(xué)基準(zhǔn)值,為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和資源與環(huán)境評價(jià)提供了實(shí)用的基礎(chǔ)地球化學(xué)信息。關(guān)鍵詞:成都市;土壤;元素;地球化學(xué)基準(zhǔn)值中圖分類號:P631.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號:1000-8918(200501-0071-13土壤既是人類生存發(fā)展

2、最基本的、最重要的自然資源,也是與人類關(guān)系密切的自然環(huán)境要素。這里研究的土壤中元素地球化學(xué)基準(zhǔn)值(以下簡稱基準(zhǔn)值是指基本未受人類活動(dòng)影響,代表第Ñ環(huán)境(原生環(huán)境特征的土壤中元素含量。土壤中元素基準(zhǔn)值研究是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作,對資源、環(huán)境評價(jià)和國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃具有重要意義。1 研究方法由于人類生產(chǎn)活動(dòng)已經(jīng)歷了相當(dāng)長的時(shí)期,特別是現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展,表層土壤已普遍遭受不同程度的污染影響。因此選擇基本未受人類活動(dòng)影響和現(xiàn)代工業(yè)污染的深層土壤為研究對象,通過系統(tǒng)的樣品采集,采用高精度的分析測試技術(shù),以統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法研究土壤元素基準(zhǔn)值。研究區(qū)位于四川盆地西部,包括成都市所轄的整個(gè)地區(qū),面積

3、12400km 2。涉及龍門山區(qū)、盆地丘陵區(qū)、盆地平原區(qū)3個(gè)主體地貌單元。1.1 樣品采集以每16km 2為一個(gè)采樣單元,每個(gè)采樣單元采集1件樣品。根據(jù)成都市區(qū)污染元素垂向分布特征,污染元素一般分布在地表下01m 范圍內(nèi),1m 以下基本沒有受到污染,因此樣品一般取至地表下100180cm 的土壤層,西部龍門山區(qū)及部分淺覆蓋丘陵區(qū)選擇山間較平坦的地段采集,深度為80100cm 。共采集正點(diǎn)樣品832件,重復(fù)采樣23件。1.2 樣品分析樣品分析以X 熒光光譜法和等離子體光量計(jì)法為主,輔以原子吸收法、等離子體發(fā)射光譜、原子熒光法、催化極譜法等方法體系,以國家一級土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW 系列進(jìn)行準(zhǔn)確度和

4、精密度監(jiān)控,按比例隨機(jī)檢查和異常點(diǎn)抽查進(jìn)行樣品分析質(zhì)量監(jiān)控,以重復(fù)采樣、重復(fù)分析來評定采樣和分析誤差是否對區(qū)域地球化學(xué)變化有顯著影響。1.3 土壤元素基準(zhǔn)值的確定深層土壤由于基本未受到人類活動(dòng)影響,可以反映原生環(huán)境特征,其元素含量的平均值既代表該區(qū)域土壤元素的基準(zhǔn)值。在數(shù)據(jù)處理過程中首先計(jì)算研究區(qū)土壤深層樣元素平均值 X 1、標(biāo)準(zhǔn)離差S 1,將研究區(qū)數(shù)據(jù)經(jīng) X 1?2S 1反復(fù)剔除后再計(jì)算其平均值 X 2,即為研究區(qū)土壤元素基準(zhǔn)值。1.4 相對豐度值K 1、K 2、K 3的確定K 1=全區(qū)元素基準(zhǔn)值/地殼元素豐度C 1(黎彤,1976,用來衡量研究區(qū)土壤元素含量相對于地殼元素豐度的相對豐度。K

5、 2=全區(qū)元素基準(zhǔn)值/全國土壤元素平均值C 2(鄢明才,1996,用來衡量研究區(qū)元素基準(zhǔn)值相對于全國土壤元素含量背景的相對豐度。K 3=研究單元基準(zhǔn)值/全區(qū)基準(zhǔn)值,用來衡量研究單元元素基準(zhǔn)值相對于全區(qū)土壤元素基準(zhǔn)值的相對豐度。2 土壤元素基準(zhǔn)值特征2.1 成都市全區(qū)土壤元素基準(zhǔn)值特征成都市土壤中53種元素(包括氧化物、pH 值的基準(zhǔn)值見表1。表中 X 1、S 1、C v1和 X 2、S 2、C v2分別收稿日期:2003-11-11基金項(xiàng)目:中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(F.3.1.2資助第29卷第1期物 探 與 化 探Vol.29,No.1 2005年2月GEOPHYSICA L &G

6、EO CHEM ICAL EXPL ORAT IO NFeb.,2005表1 成都市土壤地球化學(xué)指標(biāo)基準(zhǔn)值特征指標(biāo) X 1,ma x X 1,min X 1S 1C v1 X 2S 2C v2C 1C 2K 1K 2Ag 3.800.0400.0820.13 1.640.0690.010.130.080.0770.860.89Al 2O 324.0 4.2313.4 2.590.1913.9 1.490.1115.712.60.88 1.11As 66.10.459.66 5.980.62 6.84 2.330.34 2.2010.0 3.110.68Au 1170.62 2.75 5.83

7、2.12 2.010.330.17 3.99 1.400.50 1.43B 24510.562.927.50.4461.418.00.2913.040.0 4.72 1.53Ba 86164.24451250.284421000.23390499 1.130.89Be 5.630.45 2.230.600.27 2.210.450.20 1.30 1.80 1.70 1.23Bi 1.770.020.300.120.400.290.080.270.0040.3072.20.96Br 18.50.10 2.26 2.080.92 1.440.640.44 4.4 3.500.330.41C 9.

8、120.050.85 1.08 1.280.280.110.410.280.23 1.00 1.22CaO 39.90.05 2.32 3.84 1.650.660.330.507.28 3.190.090.21Cd 1.180.050.170.110.660.120.030.230.200.090.62 1.38Ce 20511.467.618.40.2767.311.70.1743.071.9 1.560.94Cl 1190 1.0077.973.90.9551.610.00.1928068.20.180.76Co 96.2 4.2216.1 6.480.4014.9 3.030.2025

9、.013.00.60 1.15Cr 33719.783.430.20.3676.410.40.1411065.00.69 1.18Cu 971 3.3031.548.0 1.5226.4 5.270.2063.023.90.42 1.11F 23601166312260.366011060.18450480 1.33 1.25Ga 51.0 4.9017.9 5.880.3316.3 3.490.2118.017.00.900.96Ge 2.080.25 1.390.230.17 1.390.160.11 1.40 1.300.99 1.07Hg 1.660.010.060.07 1.260.

10、040.010.390.0890.0410.440.90I 7.280.24 1.230.910.740.800.320.400.60.593 1.33 1.34K 2O 4.620.60 2.230.640.28 2.100.410.20 2.4 2.510.880.84La 1048.4534.87.850.2334.8 4.910.1439.038.00.890.92Li 13214.437.812.60.3335.67.830.2221.030.0 1.70 1.19M gO 15.00.30 1.77 1.220.69 1.490.500.34 4.67 1.800.320.83M

11、n 427276.77373980.546861980.2913006000.53 1.14M o 11.00.130.810.590.720.650.230.35 1.300.800.500.82N 473394.06524980.764091110.2718.064022.710.64Na 2O 3.540.060.880.590.680.520.240.46 3.9 1.610.130.32Nb 51.2 5.5018.3 4.170.2318.4 2.920.1619.016.00.97 1.15Ni 1948.6136.015.70.4433.6 6.520.1989.026.00.

12、38 1.29P 21291224812460.514231660.3912005200.350.81Pb 1588.0027.313.60.5023.2 5.450.2312.023.0 1.93 1.01Rb 22121.610531.30.3010123.60.237899.5 1.29 1.01S 431238.3190360 1.8983.418.00.224001500.210.56Sb 2.810.040.680.370.540.530.180.350.600.800.890.67S c 35.0 2.5111.7 3.410.2911.6 2.170.1918.011.00.6

13、4 1.05S e 2.780.010.150.22 1.440.090.030.370.080.14 1.120.63SiO 283.219.765.67.140.1165.7 3.750.066265.0 1.06 1.01Sn 8.30 1.72 3.190.790.25 2.850.390.14 1.70 2.50 1.68 1.14S r 60713.911867.00.5780.919.50.244801700.170.48Fe 2O 313.0 1.33 5.64 1.540.27 5.580.880.168.38 3.390.67 1.65T h 2110.4013.68.35

14、0.6212.8 3.610.28 5.812.5 2.2 1.03T i 176701039470313110.2845406930.156*.71 1.06T l 1.270.210.730.150.210.740.110.150.480.60 1.54 1.23U 11.670.46 2.72 1.070.39 2.510.620.25 1.70 2.60 1.480.96V 35130.610431.30.3010218.20.1814082.20.73 1.24W 4.100.35 1.780.630.35 1.650.430.26 1.10 1.80 1.500.92Y 70.91

15、3.627.5 4.760.1727.5 3.150.1124.023.0 1.14 1.19Zn 52027.381.331.10.3878.99.820.1294.068.00.84 1.16Zr 54815.325564.80.2525631.50.121302501.971.02pH8.624.217.370.890.127.790.380.05注:w (C 、氧化物/%,w (Au/10-9,w (其余元素或氧化物/10-6,下同。#72#物 探 與 化 探29卷為剔除離散數(shù)據(jù)(小于X1-2S1,大于X1+2S1前后的平均值、標(biāo)準(zhǔn)離差和變異系數(shù)(標(biāo)準(zhǔn)離差/平均值,X1,max、X1,

16、min分別為原始數(shù)據(jù)剔除離散數(shù)據(jù)前的最大值和最小值。由表1可知,K1>1.2的元素有17個(gè),這些元素基準(zhǔn)值明顯高于地殼豐度,其中K1>1.5的有As、B、Be、Bi、Ce、Li、N、Pb、Sn、Th、T l、Zr等12個(gè)元素,其基準(zhǔn)值顯著高于地殼豐度。K1<0.8的元素或氧化物為21個(gè),其中,K10.5的有Au、Br、CaO、Cl、Cu、Hg、Mg O、Mo、Na2O、Ni、P、S、Sr等13個(gè)元素或氧化物,其基準(zhǔn)值顯著低于地殼豐度。與全國土壤元素平均值C2比較,K2>1.2的有Au、B、Be、C、Cd、F、I、Fe2O3、Tl、V,基準(zhǔn)值明顯高于全國土壤元素平均值,相

17、對富集,這些元素主要反映中酸性巖漿巖或粘土的巖的成土母巖特征。其中C、Fe2O3、B、I為農(nóng)作物營養(yǎng)組分,表明原生環(huán)境可為農(nóng)田提供相對充足養(yǎng)分,但在微弱堿性(pH=7 8的條件下,B、Fe2O3等營養(yǎng)組分有效性較低,應(yīng)適當(dāng)降低土壤PH值,增加養(yǎng)分有效供給能力。僅有Be、Cd、F、Tl等有毒元素相對偏高,但未達(dá)土壤污染標(biāo)準(zhǔn),因此區(qū)域原生土壤地球化學(xué)環(huán)境相對潔凈,無明顯區(qū)域自然污染。K2<0.8的有As、Br、CaO、Cl、N、Na2O、S、Sb、Se、Sr,明顯低于全國土壤元素平均值,其中Br、CaO、Na2O、Sr的K2<0.5,顯著低于全國土壤元素平均值。這些元素中除As、Sb外

18、均為農(nóng)作物有益元素,土壤原生環(huán)境有益元素相對貧乏可能導(dǎo)致農(nóng)田養(yǎng)分缺失,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中需要采取合理施肥等手段提高養(yǎng)分供給。農(nóng)作物主要營養(yǎng)元素N、P、K的基準(zhǔn)值與四川土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)比較,N的基準(zhǔn)值(0.041%僅為五、六級土壤標(biāo)準(zhǔn)(全氮量小于0.075%,P的基準(zhǔn)值0.042%為三、四級土壤標(biāo)準(zhǔn)(全磷量0.04%0. 08%,K2O的基準(zhǔn)值2.1%為三、四級土壤標(biāo)準(zhǔn)(全鉀量1.41% 2.82%,因此土壤原生環(huán)境為農(nóng)田提供主要養(yǎng)分的能力較弱。K2值在0.81.2之間的元素或氧化物有31個(gè),占全部52個(gè)元素或氧化物的59.6%,即多數(shù)元素基準(zhǔn)值與中國土壤元素豐度較為接近。2.2不同景觀區(qū)土壤元素基準(zhǔn)

19、值特征成都市不同景觀區(qū)土壤元素基準(zhǔn)值列于表2,表中n為樣本數(shù)(表36同。從表中可以看出:平原區(qū)的K3值在0.811.96之間,最低為Sb 元素,最高為Na2O。其中As、CaO、Na2O、Sr等K3值在1.22之間,相對富集明顯。As的富集與區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境有關(guān),是尋找油氣資源的指示元素,但該元素對農(nóng)作物是有毒元素,應(yīng)注意調(diào)查其局部富集特征和遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。CaO、Na2O、Sr等化學(xué)性質(zhì)活潑,易于遷移,因此在平原區(qū)相對富集。丘陵區(qū)的K3值在0.761.29之間,其中P相對較低(K3=0.76,Sb、Na2O的相對較高,分別為1.29和1.25。其余的在0.81.2之間,其基準(zhǔn)值與全區(qū)基準(zhǔn)值接近

20、。丘陵區(qū)P相對貧乏,與一套紫紅色碎屑巖成土母巖有關(guān),其基準(zhǔn)值僅為四川土壤養(yǎng)分分級三、四級標(biāo)準(zhǔn)(全磷0.04%0.08%,成土母質(zhì)為耕作層土壤提供P的能力較弱,因此這些地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)注意結(jié)構(gòu)調(diào)整和種植技術(shù)改良。Sb的富集可能與地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境有關(guān)。山區(qū)的K3值在0.713.28之間,最低值為T h,最高值為C,變化較大。K3> 1.2的有Br、C、Cd、Cl、Hg、I、N、P、S、Se,這些相對富集的元素反映出龍門山區(qū)特有的地質(zhì)地球化學(xué)環(huán)境特征;Br、C、I、N、P是由于區(qū)內(nèi)植物生命活動(dòng)造成聚集,而Cd、Cl、Hg、S、Se的高含量主要與含煤巖系等有關(guān),有毒元素富集的煤系地層分布區(qū)要避免種植經(jīng)

21、濟(jì)作物,以恢復(fù)植被為主。Na2O、Th相對貧乏(K3<0.8, Na2O的低含量與其易遷移的地球化學(xué)性質(zhì)有關(guān),而T h的低含量與其在有機(jī)質(zhì)中不富集的生物地球化學(xué)特征有關(guān)。2.3不同流域土壤元素基準(zhǔn)值特征表3列出了不同流域土壤中52個(gè)元素(或氧化物的基準(zhǔn)值數(shù)據(jù),主要特征如下:岷江流域的K3值在0.692.98之間,最低為Hg,最高為Na2O。相對富集(K3> 1.2的有As、Ba、CaO、Ga、K2O、M gO、Na2O、P、Sr等。其余的K3值在0.81.2之間,基準(zhǔn)值與全區(qū)接近。相對富集的元素主要反映了物源區(qū)特征和元素的遷移能力, Ba、CaO、K2O、Mg O、Na2O、Sr的

22、富集與物源區(qū)的碳酸鹽巖地層有關(guān),且這些元素或氧化物多以真溶液形式遷移,易于在富水的深層土壤中富集;而Ga和P的富集分別與物源區(qū)三疊系含煤地層和寒武系含磷地層有關(guān)。有毒元素As雖然偏高,但9.54的含量低于一級土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(<15,而有毒元素Hg為低含量分布,因此岷江流域地球化學(xué)環(huán)境無自然污染,土壤原生地球化學(xué)環(huán)境潔凈。蒲江流域的K3值在0.631.3之間,絕大多數(shù)元素或氧化物在0.81.2之間,基準(zhǔn)值與全區(qū)基準(zhǔn)值接近。僅有H g、Na2O相對富集,Mn、M o相對貧乏。H g基準(zhǔn)值為0.05,相對偏高,但遠(yuǎn)低于一級土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(<0.15,因此土壤原生地球化學(xué)#73#1期唐

23、文春等:成都市土壤中元素地球化學(xué)基準(zhǔn)值研究及其意義表2 成都市不同景觀區(qū)土壤地球化學(xué)指標(biāo)基準(zhǔn)值指標(biāo)測區(qū)平原(n =384丘陵(n =276山區(qū)(n =228 X 2 X 2S 2C v2K 3 X 2S 2C v2K 3 X 2S 2C v2K 3Ag 0.070.070.010.13 1.010.070.010.090.950.070.010.16 1.02Al 2O 313.914.2 1.590.11 1.0113.7 1.240.090.9813.8 1.560.110.99As 6.848.72 3.360.38 1.28 6.84 2.060.30 1.00 5.73 2.340.

24、410.84Au 2.01 2.030.350.17 1.01 1.970.240.120.98 1.930.330.170.96B 61.463.214.60.23 1.0360.321.80.360.9855.623.60.420.91Ba 44249189.60.18 1.1142664.10.150.9635678.00.220.81Be 2.21 2.290.500.22 1.04 2.210.430.19 1.00 2.030.320.160.92Bi 0.290.290.080.27 1.010.290.060.21 1.000.290.090.30 1.01Br 1.44 1.

25、360.580.430.94 1.390.620.450.96 3.09 1.580.51 2.14C 0.280.280.100.350.990.230.090.400.830.920.510.56 3.28CaO 0.660.800.370.46 1.230.530.290.560.800.550.240.440.84Cd 0.120.120.020.160.930.120.030.240.990.160.050.30 1.32Ce 67.370.112.10.17 1.0467.810.10.15 1.0162.010.20.160.92Cl 51.647.7 6.890.140.925

26、6.010.90.19 1.0969.520.80.30 1.35Co 14.915.0 2.910.19 1.0114.0 3.550.250.9315.4 2.930.19 1.03Cr 76.478.410.50.13 1.0372.811.80.160.9578.2 6.400.08 1.02Cu 26.427.4 5.540.20 1.0422.8 6.970.310.8624.9 3.780.150.94F 60162288.80.14 1.045771650.290.965481080.200.91Fe 2O 3 5.58 5.930.860.14 1.06 5.10 1.250

27、.240.91 5.180.900.170.93Ga 16.317.5 3.610.21 1.0814.5 2.650.180.8916.8 4.660.28 1.03Ge 1.39 1.410.150.11 1.01 1.350.140.100.97 1.430.210.15 1.03Hg 0.040.040.020.41 1.000.030.010.370.910.060.030.47 1.57I 0.800.730.260.360.920.780.330.420.98 1.150.570.49 1.45K 2O 2.10 2.140.500.23 1.02 2.160.470.22 1.

28、03 2.100.350.17 1.00La 34.837.1 3.800.10 1.0734.2 3.590.110.9834.5 6.120.180.99Li 35.635.6 5.920.17 1.0034.78.750.250.9740.611.40.28 1.14M gO 1.49 1.680.330.20 1.13 1.270.550.440.85 1.420.150.110.95M n 6866902270.33 1.016441780.280.947312170.30 1.07M o 0.650.610.200.320.930.630.240.380.970.780.270.3

29、5 1.19N 4084061020.250.993841160.300.949624410.46 2.35Na 2O 0.52 1.020.560.55 1.960.650.320.49 1.250.400.110.260.77Nb 18.418.4 2.490.14 1.0017.5 3.530.200.9519.0 3.340.18 1.03Ni 33.435.67.160.20 1.0633.0 6.760.200.9830.2 4.350.140.90P 4234251690.40 1.003211190.370.765571010.18 1.32Pb 23.224.0 5.040.

30、21 1.0420.8 4.930.240.9026.07.650.29 1.12Rb 10110427.50.26 1.0310418.20.17 1.0391.819.10.210.91S 83.580.916.30.200.9782.717.60.210.992161270.59 2.58Sb 0.530.430.120.270.810.690.200.30 1.290.490.170.360.91S c 11.612.8 1.700.13 1.1110.7 1.760.170.9210.4 2.160.210.90S e 0.090.090.030.330.970.090.040.43

31、 1.040.150.070.46 1.74SiO 265.764.7 2.360.040.9966.5 4.500.07 1.0166.6 5.260.08 1.01Sn 2.85 3.020.420.14 1.06 2.610.170.070.91 3.380.860.25 1.19Sr 80.911339.80.35 1.3985.622.70.27 1.0676.215.60.200.94T h 12.814.2 3.180.22 1.1114.0 2.990.21 1.099.09 1.800.200.71T i 454047915800.12 1.0642437710.180.93

32、41866920.170.92T l 0.740.730.120.160.980.720.100.140.970.770.110.15 1.05U 2.51 2.230.580.260.89 2.530.550.22 1.01 2.820.560.20 1.12V 10210815.30.14 1.0790.919.60.220.8995.219.00.200.94W 1.65 1.840.500.27 1.11 1.540.400.260.94 1.490.320.210.91Y 27.529.5 2.100.07 1.0727.7 3.410.12 1.0125.1 1.850.070.9

33、1Zn 78.979.98.40.11 1.0172.612.50.170.9281.312.00.15 1.03Zr 25625628.30.11 1.0025643.60.17 1.0025131.00.120.98pH7.797.680.380.050.998.200.130.021.057.370.600.080.95#74#物 探 與 化 探29卷表3 成都市不同流域土壤地球化學(xué)指標(biāo)基準(zhǔn)值指標(biāo)測區(qū)岷江流域(n =122蒲江流域(n =58沱江流域(n =101X 2 X 2S 2C v2K 3 X 2S 2C v2K 3 X 2S 2C v2K 3Ag 0.070.070.010.1

34、3 1.070.060.000.050.930.070.010.16 1.04Al 2O 313.914.5 1.730.12 1.0411.6 3.010.260.8314.5 1.130.08 1.04As 6.849.54 3.620.38 1.40 6.34 2.060.330.937.82 2.940.38 1.14Au 2.01 2.000.390.20 1.00 2.000.450.230.99 1.900.150.080.94B 61.470.713.30.19 1.1563.29.630.15 1.0350.413.90.280.82Ba 44255072.00.13 1.2

35、437480.40.210.8551863.00.12 1.17Be 2.21 2.540.430.17 1.15 2.000.520.260.91 2.080.520.250.94Bi 0.290.320.070.21 1.110.260.100.400.900.260.090.320.91Br 1.44 1.180.560.480.82 1.440.540.37 1.00 1.780.730.41 1.23C 0.280.340.110.32 1.200.280.090.31 1.000.300.140.46 1.07CaO 0.66 1.040.140.14 1.590.570.090.

36、160.87 1.140.610.54 1.75Cd 0.120.120.020.180.950.130.030.21 1.020.120.020.160.93Ce 67.375.012.10.16 1.1164.911.90.180.9664.812.10.190.96Cl 51.647.7 5.510.120.9252.212.10.23 1.0169.826.80.38 1.35Co 14.915.2 2.660.18 1.0214.3 4.000.280.9616.6 3.070.19 1.11Cr 76.477.89.660.12 1.0283.817.10.20 1.1085.91

37、4.20.17 1.12Cu 26.430.6 3.940.13 1.1622.6 6.650.290.8626.4 5.140.19 1.00F 60066971.90.11 1.115031400.280.8458373.30.130.97Fe 2O 3 5.58 5.900.690.12 1.06 4.830.970.200.87 6.110.880.14 1.10Ga 16.320.9 3.320.16 1.2817.3 3.760.22 1.0617.2 1.640.10 1.06Ge 1.39 1.470.120.08 1.06 1.440.170.12 1.04 1.320.09

38、0.070.95Hg 0.040.030.010.300.690.050.010.29 1.300.040.010.36 1.03I 0.800.670.220.330.840.830.260.31 1.040.850.330.39 1.06K 2O 2.10 2.540.510.20 1.21 1.850.470.250.88 1.970.160.080.94La 34.839.3 3.990.10 1.1332.3 6.040.190.9333.47.210.220.96Li 35.634.7 4.640.130.9733.78.190.240.9534.17.210.210.96M gO

39、 1.49 1.810.190.10 1.21 1.340.370.280.90 1.450.480.330.97M n 6867591910.25 1.114301070.250.638342370.28 1.22M o 0.650.680.210.32 1.030.510.160.320.780.590.200.330.91N 40943894.70.22 1.074651260.27 1.1436695.50.260.90Na 2O 0.52 1.550.210.14 2.980.650.090.15 1.24 1.120.650.58 2.14Nb 18.418.7 1.510.08

40、1.0218.0 4.110.230.9717.4 3.320.190.94Ni 33.636.4 6.490.18 1.0830.4 5.290.170.9138.99.020.23 1.16P 4235101770.35 1.213901180.300.924261880.44 1.01Pb 23.227.0 6.210.23 1.1624.2 5.210.22 1.0422.2 4.200.190.96Rb 10111425.20.22 1.1393.726.90.290.9393.224.60.260.92S 83.579.612.60.160.9582.711.40.140.9984

41、.015.70.19 1.01Sb 0.530.470.100.210.880.630.230.36 1.190.310.070.210.58S c 11.612.4 1.420.11 1.0710.8 2.820.260.9313.7 1.420.10 1.18S e 0.090.090.030.31 1.020.100.030.36 1.080.090.030.380.97SiO 265.765.1 2.960.050.9968.1 4.690.07 1.0464.3 2.190.030.98Sn 2.85 3.240.590.18 1.14 2.830.260.090.99 2.930.

42、380.13 1.03Sr 80.913710.30.08 1.6984.711.10.13 1.0513866.60.48 1.71T h 12.813.6 2.620.19 1.0615.1 3.170.21 1.1812.8 3.870.30 1.00T i 454047454660.10 1.0547639030.19 1.0548696130.13 1.07T l 0.740.700.150.210.950.700.140.200.940.770.080.10 1.03U 2.51 2.130.520.240.85 2.590.700.27 1.03 2.470.770.310.99

43、V 10210914.70.14 1.0797.423.70.240.9611511.00.10 1.13W 1.65 1.950.290.15 1.18 1.780.530.30 1.08 1.550.530.340.94Y 27.529.3 1.460.05 1.0729.8 4.690.16 1.0826.7 3.500.130.97Zn 78.982.79.650.12 1.0574.815.50.210.9579.47.550.10 1.01Zr 25624720.20.080.9727042.50.16 1.0624051.10.210.94pH7.797.700.340.040.

44、997.820.320.041.007.500.320.040.96#75# 1期唐文春等:成都市土壤中元素地球化學(xué)基準(zhǔn)值研究及其意義環(huán)境是潔凈的。有益元素M n、Mo相對偏低,應(yīng)進(jìn)一步調(diào)查它們對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。沱江流域的K3值在0.582.14之間,最低為Sb,最高為Na2O。Na2O、Br、CaO、Cl、Mn、Sr等相對富集,其余元素或氧化物的K3值在0.81.2之間,基準(zhǔn)值與全區(qū)接近。該流域相對富集的元素反映了碳酸鹽巖物源區(qū)特征和元素較強(qiáng)的遷移能力。流域內(nèi)土壤原生環(huán)境無有毒有害元素富集。2.4不同用地土壤元素基準(zhǔn)值特征表4列出了不同用地土壤52個(gè)元素或氧化物的基準(zhǔn)值數(shù)據(jù),主要特征如下:旱

45、地的K3值在0.70 1.40之間。CaO、Na2O、Sb等基準(zhǔn)值比全區(qū)明顯偏高;H g和V的基準(zhǔn)值明顯低于全區(qū),其K3值分為0.70和0.79。其余元素或氧化物的K3值在0.81.2之間,基準(zhǔn)值與全區(qū)接近。居民地及工礦用地的K3值在0.41 2.56之間。N、Br、Se明顯貧乏,K3值分別為0.77、0.55和0.41。As、Au、CaO、Ce、Ga、La、Na2O、P、Sb、Sr、W、Zr等明顯富集,K3值大于1.2,其中CaO、Na2O基準(zhǔn)值是全區(qū)的2.25和2.56倍。林地的K3值在0.704.61之間,最低為Th,最高為C。明顯富集的有Br、C、CaO、Cd、Cl、Hg、I、Mo、N

46、、P、S、Se、Sn,K3值大于1.2,其中Br、C、CaO、N、S基準(zhǔn)值是全區(qū)的2倍以上。水田土的K3值在0.822.08之間。明顯富集的有As、CaO、Na2O、Sr,K3值大于1.2,其中Na2O基準(zhǔn)值是全區(qū)的2.08倍。不同用地類型土壤元素基準(zhǔn)值特征,反映了不同的環(huán)境條件和元素的地球化學(xué)性質(zhì)。旱地和水田相對富集的元素較少,主要是CaO和N2O等;水田As的基準(zhǔn)值相對偏高,但低于一級土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),且旱地H g和V等有毒元素基準(zhǔn)值明顯偏低,因此旱地和水田土壤原生環(huán)境是潔凈的。林地明顯富集的元素較多,其中Br、C、CaO、Cl、I、N、P等與植物生命活動(dòng)較強(qiáng)烈有關(guān),而Cd、Hg、Mo、S

47、、Se、Sn等元素的富集與含煤地層成土母巖有關(guān);林地土壤元素基準(zhǔn)值僅有T h偏低,與其在有機(jī)質(zhì)中不聚集的生物地球化學(xué)特性有關(guān)。居民及工礦用地富集元素在一定程度上受人類活動(dòng)影響,但其主要有毒元素含量仍低于一級土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),因此總體上土壤原生環(huán)境是潔凈的,而農(nóng)作物有益元素N、Br、Se相對貧乏與植物生命活動(dòng)較弱有關(guān)。2.5不同土壤類型元素基準(zhǔn)值特征表5列出了不同土壤類型52個(gè)元素或氧化物的基準(zhǔn)值數(shù)據(jù),主要特征如下:黃壤中Br、C、Cd、Cl、Co、H g、I、Mo、N、Pb、S、Se 明顯富集,其中Br、C、N是全測區(qū)基準(zhǔn)值的2倍以上。而CaO、Na2O、Th明顯貧乏,特別是CaO顯著貧乏,基

48、準(zhǔn)值僅為全區(qū)的0.49倍。黃棕壤中Br、C、CaO、Cd、Cl、Hg、I、K2O、MgO、M n、N、Na2O、P、S、Se、Sr明顯富集,其中Br、C、CaO、I、N、Na2O、S、Sr是全區(qū)基準(zhǔn)值的2倍以上。而As、B、Bi、Sb、W、Zr明顯貧乏,基準(zhǔn)值為全區(qū)的0.8倍以下。黃褐土中As、I、Mo、Sb、Th明顯富集,其中As、Sb是全區(qū)基準(zhǔn)值的2倍以上。而B、Br、C、H g、M gO、M n、N、P明顯貧乏,基準(zhǔn)值為全區(qū)的0.8倍以下。暗棕壤中Br、C、CaO、Cd、Cl、H g、I、Mg O、Mn、M o、N、Na2O、P、Pb、S、Sr、Se、Sn、Sr、Zr明顯富集,其中Br、

49、C、CaO、Hg、I、N、S是全區(qū)基準(zhǔn)值的2倍以上。僅Th明顯貧乏。棕色針葉林土中Ag、Br、C、CaO、Cd、Cl、Co、Cu、Fe2O3、Hg、K2O、M gO、M n、Mo、N、Na2O、Nb、P、S、Sc、Se、Sn、Sr、Ti、U、V明顯富集,其中C、CaO、Cd、M gO、N、Na2O、S、Se、Sr是全區(qū)基準(zhǔn)值的2倍以上。As、B、Bi、Th、I、W明顯貧乏。紫色土中K3值在0.81.2之間,各元素基準(zhǔn)值與全區(qū)基準(zhǔn)值基本一致。潮土中Ag、Ba、Br、C、CaO、Cl、Cr、Ga、I、MgO、M n、N、Na2O、Ni、P、Se、Sn、Sr明顯富集,其中CaO、Na2O是全區(qū)基準(zhǔn)值

50、的2倍以上。Ce、Sb、U基準(zhǔn)值明顯低于全區(qū)。水稻土中As、CaO、Na2O、Sr明顯富集,其中Na2O基準(zhǔn)值是全區(qū)基準(zhǔn)值的2.02倍。沒有相對貧乏的元素分布。不同土壤類型元素基準(zhǔn)值特征與土壤的分布環(huán)境和性狀有直接聯(lián)系,也受土地利用的影響。區(qū)域內(nèi)占優(yōu)勢的紫色土和水稻土元素的分布特征不顯著,其它土類盡管分布面積小,統(tǒng)計(jì)樣本較少,但可以初步總結(jié)元素的分布規(guī)律。通過不同土類原生環(huán)境農(nóng)作物有益元素和微量元素分布的研究,可為農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展特色農(nóng)業(yè)提供重要依據(jù)。土類中有些重金屬元素相對富集,但多數(shù)未達(dá)一級土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限制值,總體上主要土類原生地球化學(xué)環(huán)境是潔凈的。其中暗棕壤的Pb含量、棕色針葉

51、林土的Cu含量、潮土的Cr和Ni的含量達(dá)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二級含量,為輕微污染,但不足以危及動(dòng)植物生長及人體健康。棕色針葉林土的Cd含量值已達(dá)三級,為中度污染。 1期 唐文春等: 成都市土壤中元素地球化學(xué)基準(zhǔn)值研究及其意義 # 81 # # 82 # 物 探 與 化 探 29 卷 2. 6 不同行政區(qū)土壤元素基準(zhǔn)值特征 表 6 列出了不同行政區(qū)土壤 52 個(gè)元素或氧化物 基準(zhǔn)值及 K 3 值, 各指標(biāo)相對豐度分布特征見表 7。 表7 行政區(qū) 成都市 市 區(qū) 崇州市 大邑縣 金堂縣 龍泉驛區(qū) As ( 40 50 外, 其它均小于一級土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限 制值, 因此土壤原生環(huán)境總體是潔凈的, 無區(qū)

52、域自然 污染。農(nóng)作物主要營養(yǎng)元素 N、 K 2O 等基準(zhǔn)值與 P、 四川土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)比較, 總體偏低, 耕地養(yǎng)分供 給能力較低; 金堂縣、 彭州市及青白江區(qū) B 等微量 元素相對缺失對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響可開展專項(xiàng)調(diào)查。 成都市各行政區(qū)土壤地球化學(xué)指標(biāo)相對豐度特征 K 3 2 K 3 = 1. 2 2 K 3 = 0. 5 0. 8 K 3 0. 5 Ba、Be、CaO、Ce、 Hg、 I、La、Na 2 O、 P、 C、 Se R b、 Sr、 W Sb、 Th、 Cd、M gO 、N 、P、 Pb、 S r Se、 Br、 Hg、 、 Cd、 N P、 CaO 、 Th I、 Se A s、

53、 a2 O、 N Sb B、 Cu、 M gO 、 M o、 Pb P、 3 土壤元素基準(zhǔn)值研究意義 成都市以及不同景觀區(qū)、 不同流域、 不同用地、 C C 不同行政區(qū)、 不同土壤類型土壤基準(zhǔn)值, 基本反映了 元素自然本底含量, 是不同地質(zhì)背景、 物質(zhì)來源、 沉 積環(huán)境的具體反映, 體現(xiàn)了特定的 地球化學(xué)環(huán)境。 既具有重要的理論意義, 更具有現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用價(jià)值, 將 在農(nóng)業(yè)環(huán)境評價(jià)、 生態(tài)環(huán)境評價(jià)、 基礎(chǔ)地質(zhì)研究、 礦 產(chǎn)調(diào)查、 地方病研究等方面得到廣泛應(yīng)用。 ( 1 豐富地球化學(xué)理論研究。通過土壤中元素 基準(zhǔn)值研究, 了解土壤的化學(xué)組成; 不同條件土壤中 元素基準(zhǔn)值特征和元素組合分布與分配規(guī)律研

54、究, 進(jìn)一步了解元素成土過程的地球化學(xué)行為, 以及成 土后元素的遷移和轉(zhuǎn)化規(guī)律等。 ( 2 為基礎(chǔ)地質(zhì)研究和地質(zhì)找礦服務(wù)。以土壤 基準(zhǔn)值為背景, 利用土壤元素豐缺分布及共生組合 規(guī)律, 發(fā)現(xiàn)區(qū)域或局部地球化學(xué)異常。通過異常特 征的研究, 為土壤形成環(huán)境、 沉積盆地演化、 區(qū)域構(gòu) 造分布研究以及礦產(chǎn)資源潛力評價(jià)等提供依據(jù)。 ( 3 為防治地方病提供依據(jù)。地方病的病因一 般與微量元素的豐缺有關(guān), 通過區(qū)域土壤基準(zhǔn)值研 究, 了解微量元素的豐缺對人體健康的影響, 研究地 方病的病因, 并獲得微量元素引起地方病的閾值。 ( 4 為提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)層次服務(wù)。土壤中元素基 準(zhǔn)值是了解地表耕作層土壤養(yǎng)分供給能力

55、的重要依 據(jù)。因此基準(zhǔn)值的研究, 對農(nóng)業(yè)規(guī)劃布局、 配方施 肥、 調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)等具有科學(xué)的指導(dǎo)作用。表 8 為 成都市平原區(qū)土壤中農(nóng)作物主要營養(yǎng)組分含量, 表 中 X 表 為地表 0 20 cm 耕作層土壤中組分含量( 采 樣 1 件/ 1 km , 4 km 組合為 1 件分析 樣, 共 為 1 494 個(gè)分析樣本的平均值 , X 基 為基準(zhǔn)值, K = X 表 / X 基。從表中可以看出, 多數(shù)組分地表含量高于基 準(zhǔn)值, 主要與施肥和耕種技術(shù)有關(guān), 也有人類其它活 動(dòng)的影響。其中 N 和 P 含量分別接近 0. 15% 和 0. 08% 的四川土壤養(yǎng)分分級一、 二級標(biāo)準(zhǔn), 較為豐富; K2

56、 O 較貧乏, 其含量為三、 四級土壤標(biāo)準(zhǔn), 區(qū)內(nèi)應(yīng)適 量補(bǔ)充該養(yǎng)分; C、 CaO、 Se 等養(yǎng)分豐富, 但要調(diào)查 S、 S、 的來源, 防止過量; B、 o 地表含量略高于基準(zhǔn) Se M 值, 而 M n、 e2 O3 略低于基準(zhǔn)值, 滿足農(nóng)作物養(yǎng)分需 F 2 2 A s、 M o、Na 2 O、 C、 、 I、 Br、 CaO Hg、 Se S b、 W Br、 Ga、 Cl、 Hg、 I、 M o、 Pb、 Se、 P、 S、 Sn Br、 C、Cl 、 Hg、 I、 B、 Sb Be、 M gO 、 、 S c、 N P、 Se A g、 s、 Ba、 A B、 Be、 CaO、 G

57、 a、 2 O、 Cu、 K M gO 、 Pb、 P、 Rb、 S n、 Sr A s、 Br、 g、 Bi、 H I、 C、F、M n、N 、 CaO 、 gO 、 M S 、 S e、 h、 Sb、 T Ti、 N a2 O 、 Sr P U A s、 Cl、 2 O、 Bi、 Na B、 Se S b、 r S Se Ba、 、 CaO P A s、 I、 o、 B、 M Sb、 C、 、 n、 CaO M P T h、 W A s、 Ba、 CaO、 B、 C、 Cu、G a、F、K 2 O、 Hg、 M o I、 La、 gO 、 n、 M M P、 S e、 Sr、 Sn、 W

58、A s、C、CaO 、Cr、 M o、 Sb Hg、 n、 i M N A s、Cd、M gO 、I、 Br、 Hg Na 2O 、 Th Sr、 都江堰 C、 N CaO 、 Na 2 O、 Sr 彭州市 郫縣 Na 2 O 蒲江縣 青白江區(qū) 邛崍縣 雙流縣 溫江縣 Na 2 O 新都縣 新津縣 Na 2 O C、 CaO 不同行政區(qū)土壤元素基準(zhǔn)值特征是土壤環(huán)境的 綜合反映, 包括成土母巖和母質(zhì)特征、 成土環(huán)境、 以 及成土后元素遷移轉(zhuǎn)化條件等, 也受現(xiàn)代土地利用 的影響。如成都市區(qū)土壤基準(zhǔn)值反映了岷江流域物 源特征, 同時(shí)由于強(qiáng)烈的人類活動(dòng)造成重金屬元素 As、 稀有稀土元素 Rb、 La

59、, 以及放射性元素 Hg, Ce、 T h 等相對富集; 而植物生命元素 C、 、 等明顯貧 P Se 乏。又如 崇州 市相 對富 集 元素 Cd、 Se 和 Sr、 Pb、 Mg O 分別反映了煤系地層和碳酸鹽巖成土母巖特 征, 而 C、 P 相對富集與植物生命活動(dòng)有關(guān)。 N、 各行政區(qū)土壤中部分重金屬元素基準(zhǔn)值偏高, 除新都縣 Ni 的含量 42. 24 達(dá)到二級環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 1期 唐文春等: 成都市土壤中元素地球化學(xué)基準(zhǔn)值研究及其意義 # 83 # 求, 可調(diào)節(jié)土壤 pH 值, 降低堿度, 提高養(yǎng)分有效性, 或適量施用微肥, 但要注意合理調(diào)節(jié), 減少元素之間 的拮抗作用。 表 8 成都市 平原區(qū)土壤中農(nóng)作物主要營養(yǎng)組分含量 指標(biāo) N X 基 406 P K