農業化學分析

❶ 魯東農業生態地球化學調查

一、目標任務

在我國構建和諧社會的過程中，社會經濟的發展對資源開發、環境保護、農產品質量安全等提出了更高的要求。地質工作不僅要提供經濟保障，而且要關注生態環境問題；不僅要健康服務於經濟建設，而且要更多地服務於農業、環境發展，實現經濟社會同資源環境協調發展。為此，中國地質調查局於2002年開始，在全國逐步試點的基礎上，啟動了多目標區域地球化學調查和農業地質環境調查工作。山東省首先啟動了省部合作項目「山東省黃河下游流域生態地球化學調查」，並取得了一系列成果。

魯東地區是山東半島藍色經濟區的主體部分，也是山東經濟最發達地區。改革開放以來，區內經濟持續快速穩定發展，城市化進程步伐加快，開發資源導致重金屬污染環境問題、「工業三廢」排放問題、農葯化肥大量使用和污水灌溉問題及由此引發的生態環境污染問題日趨嚴重，導致與人類生活密切相關且關繫到人類生存的生態環境問題不斷出現。為查明區內生態環境現狀及發展趨勢，為區內社會經濟可持續發展提供科學依據，山東省人民政府於2006年部署了「山東省東部地區農業生態地球化學調查與評價」（魯國土資字［2006709］）。項目歸口管理部門為山東省國土資源廳，項目實施單位為山東省地質調查院。工作項目起止時間為2007～2011年。

「山東省東部地區生態地球化學調查與評價」的總體目標是：通過開展生態地球化學調查，全面實施多目標區域地球化學調查和生態地球化學評價與研究，為社會經濟可持續發展規劃提供科學依據，為生態管護、農業種植適宜性、農產品質量安全、環境污染治理等各方面服務。

總體任務是：

一是開展多目標區域地球化學調查，調查內容主要包括系統採集並測定土壤和淺層地下水中元素含量並查明其分布、分配特徵；確定整個工作區及其各類子區的土壤地球化學基準值、背景值；圈定環境類、農業類、礦致類等各類地球化學異常，並對重要異常進行查證。

二是根據調查結果，依據相關的標准、方法，開展區域評價、綜合評價，包括土壤地球化學分區和生態地球化學環境分區，區域土壤環境質量、淺層地下水環境質量、大宗農產品及人居環境安全性評估，獲得對農業地質環境質量現狀的全面認識；進行區域農業地質環境適宜性評價，並提出規劃建議。

三是以多學科理論為指導，運用多種方法、技術，針對重大農業地質環境問題開展多層面、多角度的綜合研究。研究有毒有害元素或有益元素組成、存在方式、分布特徵與成因來源，准確把握影響系統安全性的危害要素，進行地球化學預測預警；研究元素在岩石-土壤-植物中的遷移轉化規律及影響機制；綜合研究區域地球化學條件對於農業環境的生態效應及影響模式，建立區域評價指標和評價模型。

二、技術思路與實施

（一）技術思路

山東省東部地區農業生態地球化學調查范圍涉及青島、煙台、威海、日照及濰坊、臨沂市6個地級市，共46個縣市（區）、1198個鄉鎮，面積54 370km²。

堅持以地學為基礎，以地質科學、農業科學、環境科學等為理論指導，以多部門協作、多學科聯合的合作形式開展是基本的技術思路。以調查為基礎、評價為核心、研究為紐帶，是總體技術路線。

（二）主要技術指標

1）1：25萬表層土壤地球化學調查。系統採集表層土壤樣品（地表0～20cm深）進行化驗分析，查明表層土壤中54種元素或指標全量的分布、分散富集特徵，采樣密度1件/km²，以偶數方里網格內的4件樣品等量組合成1件樣品進行分析。

2）1：25萬深層土壤地球化學調查。系統採集自然環境土壤樣品（原則采樣深度為1.5m以下，低山丘陵區樣品採集按照2007年2月中國地質調查局下發的《關於我國低山丘陵與黃土高原地區多目標區域地球化學調查采樣技術有關要求的通知》執行）進行化驗分析，查明深層土壤中54種元素或指標全量的分布、分散富集特徵，采樣密度為1件/4km²，以2倍偶數方里網格內的4件樣品等量組合成1件樣品進行分析。

3）表層土壤有效態地球化學調查。系統採集表層土壤樣品進行化驗分析，查明表層土壤中元素有效態含量的分布、分散富集特徵，采樣密度1件/36km²，單樣分析。

4）淺層地下水地球化學調查。系統採集淺層地下水樣品，查明淺層地下水中相關地球化學指標的分布和分散富集特徵，采樣密度1件/16km²。

5）選擇煙台地區開展有機污染物地球化學調查，進行有機污染區域性評價，采樣密度1件/36km²，單樣分析。分析項目為DDT和HCH總量及分量共10項指標。

6）在青島市人口密集區 1500km²范圍內開展大密度土壤放射性核素（²³⁸U，²³²Th和⁴⁰K）和地表γ測量，對其放射性特徵和分布規律進行深入研究，對環境放射性質量進行全面評價。

（三）分析測試

湖北省地質實驗研究所承擔區域地球化學調查土壤元素全量、土壤重金屬形態和農產品等樣品的分析測試工作。所分析的全量54項指標是在1：20萬區域化探全國掃面計劃中規定分析的 Ag，As，Au，B，Ba，Be，Bi，Cd，Co，Cr，Cu，F，Hg，La，Li，Mn，Mo，Nb，Ni，P，Pb，Sb，Sn，Sr，Th，Ti，U，V，W，Y，Zn，Zr，Al，Ca，Mg，K，Na，Si，Fe 39種元素的基礎上，考慮農業和環境的研究需要，增加分析Br，C，Ce，Cl，Ga，Ge，I，N，Rb，S，Sc，Se，Tl 13種元素及有機碳（OrgC）和 pH 2 項指標；小麥（根系土、根、莖、葉）樣品分析As，Cd，Hg，Pb，Cr，Cu，Zn，Ni，Se，F共10項指標；小麥根系土重金屬形態分析As，Cd，Cr，Cu，Zn，Ni，Hg，Pb 8個重金屬元素的水溶態、離子交換態、碳酸鹽結合態、弱有機（腐殖酸）結合態、鐵錳結合態、強有機結合態、殘渣態共計56項指標。

山東省地質科學實驗研究院承擔淺層地下水、土壤有效量測試工作。淺層地下水分析項目為總硬度、溶解性總固體、氯化物（Cl^-）、亞硝酸鹽（

）、高錳酸鹽指數（COD）、氰化物（CN^-）、氟化物（F^-）、碘化物（I^-）、六價鉻（Cr^6＋）、As，Ba，Be，Ca，Cd，Co，Cu，Fe，Hg，Mg，Mn，Mo，Ni，Pb，Se，Zn，N，K，P，Sr，Th，U，pH 共32 項；土壤元素有效量分析項目為鹼解氮、速效磷、速效鉀、有效硼、有效鉬、有效（活性）錳、有效銅、有效鋅、有效鐵、有效硫、有效硒11項指標，同時分析相應指標的全量及陽離子交換量（CEC）、有機質和pH。

山東省農業科學院中心實驗室承擔土壤有機氯農葯殘留量（DDT和HCH總量及分量10項）的分析測試工作。這些高質量的海量數據，具多部門、多學科、多領域的長遠應用價值。

（四）綜合研究

在系統收集山東省農業、環保、國土資源等部門的以往研究成果，對國內外農業地質、農業環保等方面的研究現狀和進展進行調研的基礎上，相繼開展了土地環境質量評價、淺層地下水污染評價、土壤元素時空演變、土壤酸性緩沖能力、產品安全現狀、重金屬在土壤植物系統中遷移機理、農業地質環境評價方法體系、農業綜合區劃等方面的綜合研究工作。本書是對這些成果的集成總結與再研究。

三、主要成果及創新點

通過項目的實施，獲取了魯東地區豐富的區域地球化學資料，查明了農業地質環境現狀，較深入地研究了重金屬對農業地質環境的影響，探討了元素從土壤-農作物的遷移轉化規律及影響因素，提升了環境地球化學的研究水平；根據調查研究成果，結合調查區實際進行了農業綜合區劃和環境預測預警，並對農業地質環境的保護提出了一系列建議與對策。所獲得的調查、研究成果具有重要的科學意義和多領域的實際應用價值，展示了廣泛的應用前景。

（一）主要成果

1）獲得多介質、多元素或指標的高精度實測數據，編制了系列基礎性地球化學圖件，全面更新和充實了區域地球化學資料。

2）建立了魯東地區54種元素（指標）的土壤地球化學基準值、背景值和10種元素有效態含量平均值，總結了元素分布特點與規律，同時對控制土壤元素分布的主要因素進行了分析。

3）查明了魯東地區農業地質環境現狀，達到了「摸清家底」的目的。①查明了土壤環境質量現狀和土壤污染問題。②查明了淺層地下水的環境質量狀況和污染現狀。③查明了土壤營養元素的豐缺現狀，探討了影響元素有效性的控制因素。④進行省級土地質量地球化學評估；圈定綠色及無公害食品生產基地，圈定了找礦遠景區。

4）研究了土壤Se的豐缺分布狀況和Se生物有效性的控制因素，為發展高效生態農業，實現農民增收提供了新思路。

5）開展了具有針對性的有關土壤污染、區域生態安全、環境變化的預測預警工作，深化了對農業地質環境的認識，提高了綜合研究水平。

6）研究表層與深層土壤元素間相關關系，利用富集系數進行土壤污染評價，為甄別人為活動導致土壤污染提供了一條新思路。

7）在青島地區開展了大密度放射性環境地質調查。查明了青島市環境γ輻射吸收計量率的分布、來源及其影響因素。為城市未來的規劃和建設及長遠發展提供了依據。

8）建成了「生態地球化學調查資料庫」，全面更新了區域地球化學調查資料。

（二）主要創新點

本次調查充分考慮到勘查地球化學調查資料的社會需要，實現了元素地球化學總量與有效量和形態分析的結合、無機元素與有機污染物的結合、地球化學環境調查與生物效應調查的結合，既豐富了調查內容，又大大提高了資料的有效利用程度，縮短了認識過程。表現在以下幾個方面：

1）通過土壤重金屬元素的形態研究發現，不同重金屬元素的富存形態，對作物的生物活性和遷移能力各有差異，以Cd的離子交換態和水溶態（活動態）比例最高，這是決定土壤重金屬污染生態風險的重要因素。不同的pH、有機質、CEC、黏粒等環境下土壤元素形態組成也有很大差異，預示著土壤環境變化有可能引起土壤中重金屬活化而導致生態風險。

2）研究了As，Cr，Cd等有害元素從土壤-農作物的遷移轉化規律及其影響因素，從而為元素的生態環境效應評價提供了依據，具有學術意義和應用價值；探討了提高糧食生產安全的各項措施，為確保農產品安全、保障人類健康提供了科學依據。

3）首次在省級層次（1：25萬尺度）利用國家各項食品衛生標准，對研究區小麥質量進行安全性預測。結果表明，研究區90.15%的區域可種植綠色、無公害小麥，其中3.47%的區域可種植富硒小麥。

4）通過對煙台市有機污染物（六六六、DDT）的調查，推進了環境綜合評價的深度和廣度，使評價成果更具有實用性。

5）通過對土壤鹽基離子（K，Ca，Na，Mg之和）與pH關系的研究，首次建立了土壤酸化緩沖能力預警模型。

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❸ 土壤農業化學分析方法

土壤有機質(高溫外熱重鉻酸鉀氧化-容量法或低溫外熱重鉻酸鉀氧化-比色法)、全氮(開氏消煮法)、全磷（碳酸鈉熔融法＼硫酸－高氯酸消翥法）、速效氮(鹼解擴散法)、有效磷（碳酸氫鈉法）.土壤農業化學分析方法，中國土壤學會編，中國農業科技出版社．希望對你有用？