农业化学分析

❶ 鲁东农业生态地球化学调查

一、目标任务

在我国构建和谐社会的过程中，社会经济的发展对资源开发、环境保护、农产品质量安全等提出了更高的要求。地质工作不仅要提供经济保障，而且要关注生态环境问题；不仅要健康服务于经济建设，而且要更多地服务于农业、环境发展，实现经济社会同资源环境协调发展。为此，中国地质调查局于2002年开始，在全国逐步试点的基础上，启动了多目标区域地球化学调查和农业地质环境调查工作。山东省首先启动了省部合作项目“山东省黄河下游流域生态地球化学调查”，并取得了一系列成果。

鲁东地区是山东半岛蓝色经济区的主体部分，也是山东经济最发达地区。改革开放以来，区内经济持续快速稳定发展，城市化进程步伐加快，开发资源导致重金属污染环境问题、“工业三废”排放问题、农药化肥大量使用和污水灌溉问题及由此引发的生态环境污染问题日趋严重，导致与人类生活密切相关且关系到人类生存的生态环境问题不断出现。为查明区内生态环境现状及发展趋势，为区内社会经济可持续发展提供科学依据，山东省人民政府于2006年部署了“山东省东部地区农业生态地球化学调查与评价”（鲁国土资字［2006709］）。项目归口管理部门为山东省国土资源厅，项目实施单位为山东省地质调查院。工作项目起止时间为2007～2011年。

“山东省东部地区生态地球化学调查与评价”的总体目标是：通过开展生态地球化学调查，全面实施多目标区域地球化学调查和生态地球化学评价与研究，为社会经济可持续发展规划提供科学依据，为生态管护、农业种植适宜性、农产品质量安全、环境污染治理等各方面服务。

总体任务是：

一是开展多目标区域地球化学调查，调查内容主要包括系统采集并测定土壤和浅层地下水中元素含量并查明其分布、分配特征；确定整个工作区及其各类子区的土壤地球化学基准值、背景值；圈定环境类、农业类、矿致类等各类地球化学异常，并对重要异常进行查证。

二是根据调查结果，依据相关的标准、方法，开展区域评价、综合评价，包括土壤地球化学分区和生态地球化学环境分区，区域土壤环境质量、浅层地下水环境质量、大宗农产品及人居环境安全性评估，获得对农业地质环境质量现状的全面认识；进行区域农业地质环境适宜性评价，并提出规划建议。

三是以多学科理论为指导，运用多种方法、技术，针对重大农业地质环境问题开展多层面、多角度的综合研究。研究有毒有害元素或有益元素组成、存在方式、分布特征与成因来源，准确把握影响系统安全性的危害要素，进行地球化学预测预警；研究元素在岩石-土壤-植物中的迁移转化规律及影响机制；综合研究区域地球化学条件对于农业环境的生态效应及影响模式，建立区域评价指标和评价模型。

二、技术思路与实施

（一）技术思路

山东省东部地区农业生态地球化学调查范围涉及青岛、烟台、威海、日照及潍坊、临沂市6个地级市，共46个县市（区）、1198个乡镇，面积54 370km²。

坚持以地学为基础，以地质科学、农业科学、环境科学等为理论指导，以多部门协作、多学科联合的合作形式开展是基本的技术思路。以调查为基础、评价为核心、研究为纽带，是总体技术路线。

（二）主要技术指标

1）1：25万表层土壤地球化学调查。系统采集表层土壤样品（地表0～20cm深）进行化验分析，查明表层土壤中54种元素或指标全量的分布、分散富集特征，采样密度1件/km²，以偶数方里网格内的4件样品等量组合成1件样品进行分析。

2）1：25万深层土壤地球化学调查。系统采集自然环境土壤样品（原则采样深度为1.5m以下，低山丘陵区样品采集按照2007年2月中国地质调查局下发的《关于我国低山丘陵与黄土高原地区多目标区域地球化学调查采样技术有关要求的通知》执行）进行化验分析，查明深层土壤中54种元素或指标全量的分布、分散富集特征，采样密度为1件/4km²，以2倍偶数方里网格内的4件样品等量组合成1件样品进行分析。

3）表层土壤有效态地球化学调查。系统采集表层土壤样品进行化验分析，查明表层土壤中元素有效态含量的分布、分散富集特征，采样密度1件/36km²，单样分析。

4）浅层地下水地球化学调查。系统采集浅层地下水样品，查明浅层地下水中相关地球化学指标的分布和分散富集特征，采样密度1件/16km²。

5）选择烟台地区开展有机污染物地球化学调查，进行有机污染区域性评价，采样密度1件/36km²，单样分析。分析项目为DDT和HCH总量及分量共10项指标。

6）在青岛市人口密集区 1500km²范围内开展大密度土壤放射性核素（²³⁸U，²³²Th和⁴⁰K）和地表γ测量，对其放射性特征和分布规律进行深入研究，对环境放射性质量进行全面评价。

（三）分析测试

湖北省地质实验研究所承担区域地球化学调查土壤元素全量、土壤重金属形态和农产品等样品的分析测试工作。所分析的全量54项指标是在1：20万区域化探全国扫面计划中规定分析的 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种元素的基础上，考虑农业和环境的研究需要，增加分析Br，C，Ce，Cl，Ga，Ge，I，N，Rb，S，Sc，Se，Tl 13种元素及有机碳（OrgC）和 pH 2 项指标；小麦（根系土、根、茎、叶）样品分析As，Cd，Hg，Pb，Cr，Cu，Zn，Ni，Se，F共10项指标；小麦根系土重金属形态分析As，Cd，Cr，Cu，Zn，Ni，Hg，Pb 8个重金属元素的水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态、弱有机（腐殖酸）结合态、铁锰结合态、强有机结合态、残渣态共计56项指标。

山东省地质科学实验研究院承担浅层地下水、土壤有效量测试工作。浅层地下水分析项目为总硬度、溶解性总固体、氯化物（Cl^-）、亚硝酸盐（

）、高锰酸盐指数（COD）、氰化物（CN^-）、氟化物（F^-）、碘化物（I^-）、六价铬（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 项；土壤元素有效量分析项目为碱解氮、速效磷、速效钾、有效硼、有效钼、有效（活性）锰、有效铜、有效锌、有效铁、有效硫、有效硒11项指标，同时分析相应指标的全量及阳离子交换量（CEC）、有机质和pH。

山东省农业科学院中心实验室承担土壤有机氯农药残留量（DDT和HCH总量及分量10项）的分析测试工作。这些高质量的海量数据，具多部门、多学科、多领域的长远应用价值。

（四）综合研究

在系统收集山东省农业、环保、国土资源等部门的以往研究成果，对国内外农业地质、农业环保等方面的研究现状和进展进行调研的基础上，相继开展了土地环境质量评价、浅层地下水污染评价、土壤元素时空演变、土壤酸性缓冲能力、产品安全现状、重金属在土壤植物系统中迁移机理、农业地质环境评价方法体系、农业综合区划等方面的综合研究工作。本书是对这些成果的集成总结与再研究。

三、主要成果及创新点

通过项目的实施，获取了鲁东地区丰富的区域地球化学资料，查明了农业地质环境现状，较深入地研究了重金属对农业地质环境的影响，探讨了元素从土壤-农作物的迁移转化规律及影响因素，提升了环境地球化学的研究水平；根据调查研究成果，结合调查区实际进行了农业综合区划和环境预测预警，并对农业地质环境的保护提出了一系列建议与对策。所获得的调查、研究成果具有重要的科学意义和多领域的实际应用价值，展示了广泛的应用前景。

（一）主要成果

1）获得多介质、多元素或指标的高精度实测数据，编制了系列基础性地球化学图件，全面更新和充实了区域地球化学资料。

2）建立了鲁东地区54种元素（指标）的土壤地球化学基准值、背景值和10种元素有效态含量平均值，总结了元素分布特点与规律，同时对控制土壤元素分布的主要因素进行了分析。

3）查明了鲁东地区农业地质环境现状，达到了“摸清家底”的目的。①查明了土壤环境质量现状和土壤污染问题。②查明了浅层地下水的环境质量状况和污染现状。③查明了土壤营养元素的丰缺现状，探讨了影响元素有效性的控制因素。④进行省级土地质量地球化学评估；圈定绿色及无公害食品生产基地，圈定了找矿远景区。

4）研究了土壤Se的丰缺分布状况和Se生物有效性的控制因素，为发展高效生态农业，实现农民增收提供了新思路。

5）开展了具有针对性的有关土壤污染、区域生态安全、环境变化的预测预警工作，深化了对农业地质环境的认识，提高了综合研究水平。

6）研究表层与深层土壤元素间相关关系，利用富集系数进行土壤污染评价，为甄别人为活动导致土壤污染提供了一条新思路。

7）在青岛地区开展了大密度放射性环境地质调查。查明了青岛市环境γ辐射吸收计量率的分布、来源及其影响因素。为城市未来的规划和建设及长远发展提供了依据。

8）建成了“生态地球化学调查数据库”，全面更新了区域地球化学调查资料。

（二）主要创新点

本次调查充分考虑到勘查地球化学调查资料的社会需要，实现了元素地球化学总量与有效量和形态分析的结合、无机元素与有机污染物的结合、地球化学环境调查与生物效应调查的结合，既丰富了调查内容，又大大提高了资料的有效利用程度，缩短了认识过程。表现在以下几个方面：

1）通过土壤重金属元素的形态研究发现，不同重金属元素的富存形态，对作物的生物活性和迁移能力各有差异，以Cd的离子交换态和水溶态（活动态）比例最高，这是决定土壤重金属污染生态风险的重要因素。不同的pH、有机质、CEC、黏粒等环境下土壤元素形态组成也有很大差异，预示着土壤环境变化有可能引起土壤中重金属活化而导致生态风险。

2）研究了As，Cr，Cd等有害元素从土壤-农作物的迁移转化规律及其影响因素，从而为元素的生态环境效应评价提供了依据，具有学术意义和应用价值；探讨了提高粮食生产安全的各项措施，为确保农产品安全、保障人类健康提供了科学依据。

3）首次在省级层次（1：25万尺度）利用国家各项食品卫生标准，对研究区小麦质量进行安全性预测。结果表明，研究区90.15%的区域可种植绿色、无公害小麦，其中3.47%的区域可种植富硒小麦。

4）通过对烟台市有机污染物（六六六、DDT）的调查，推进了环境综合评价的深度和广度，使评价成果更具有实用性。

5）通过对土壤盐基离子（K，Ca，Na，Mg之和）与pH关系的研究，首次建立了土壤酸化缓冲能力预警模型。

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❸ 土壤农业化学分析方法

土壤有机质(高温外热重铬酸钾氧化-容量法或低温外热重铬酸钾氧化-比色法)、全氮(开氏消煮法)、全磷（碳酸钠熔融法＼硫酸－高氯酸消翥法）、速效氮(碱解扩散法)、有效磷（碳酸氢钠法）.土壤农业化学分析方法，中国土壤学会编，中国农业科技出版社．希望对你有用？