铜陵市表层土壤硒含量及其分布特征与影响因素研究_罗娇.pdf

DOI:10 19807/j cnki DXS 2023 03 058铜陵市表层土壤硒含量及其分布特征与影响因素研究罗娇(安徽省地质矿产勘查局 332 地质队，安徽 黄山 245000)摘要对铜陵市表层土壤硒含量、分布特征及影响因素进行研究。结果表明:铜陵市表层土壤硒含量以高等级为主，含量范围 0 184 8 341 mgkg 1，平均值为 0 547 mgkg 1，远高于区域土壤硒含量。变异系数为1 004，区域分布不均匀，变化起伏大。铜陵市土壤硒元素分布特征与该地区的地质背景密切相关，区内基岩、岩浆岩大都属于硒高背景岩石，其风化更易形成富硒土壤。区内不同土壤类型全硒含量相差较大，石质土 石灰土 黄壤 水稻土 紫色土 潮土。硒元素与有机质极显著正相关，与 pH 值显著负相关。关键词表层土壤;硒;分布特征;影响因素中图分类号S153 6+1文献标识码A文章编号1004 1184(2023)03 0174 03收稿日期2022 09 15作者简介罗娇(1990 )，女，云南宣威人，工程师，主要从事水工环与地球化学调查研究工作。Study on selenium content distribution characteristicsand influencing factors in surface soil of Tongling CityLUOJiao(Geological Team 321，Anhui Bureau of Geology and Mineral Exploration，Huangshan Anhui 245000)Abstract:The content distribution characteristics and influencing factors of selenium in surface soil of Tongling City werestudied The results showed that the content of selenium in surface soil of Tongling City was mainly of high grade The contentrange is 0 184 8 341 mgkg 1，an average of 0 547 mgkg 1，It is much higher than the soil selenium content in the re-gion The coefficient of variation is 1 004，the regional distribution is uneven，and the variation is large The distributioncharacteristics of soil selenium in Tongling City are closely related to the geological background of the area Most of the bed-rock and magmatic rocks in the area belong to selenium high background rocks，The weathering of the area is more likely toform selenium rich soil The total selenium content of different soil types in the area is quite different，Stone soil Lime soil Yellow soil ice soil Purple soil Tide soil Selenium is significantly positively correlated with organic matter and neg-atively correlated with pHKey words:Surface soil;Selenium;Distribution characteristics;Influence factors硒(Se)元素是人体所必需的微量元素之一，现已证实，硒是生物体多种酶和蛋白质的重要组成成分，具有提高人体免疫力、抗衰老、预防癌变、保护与修复营养细胞、解毒排毒、提高红细胞的携氧能力等 6 大生物学功能1。研究表明癌症、心脑血管疾病、儿童智力低下、老年痴呆、克山病、大骨节病等多达60 余种疾病都与缺硒有关2 3。在一定范围内，植物含硒量随土壤总硒含量的增加而增加4 5。生长在高硒土壤上的植物硒含量显著高于缺硒或低硒土壤上的植物6 7。课题组在前期的研究发现铜陵地区土壤以足硒、富硒为主，本文主要研究表层土壤硒含量、分布特征及影响因素，以期为当地开发富硒土壤资源、土地规划及富硒特色农产品提供依据。1研究区概况铜陵市位于安徽省东南部，为皖南山区北部、长江南岸的沿江丘陵平原。研究区面积 1 113 km2，本研究区不包含枞阳县、普济圩，地理坐标东经 1174200 118106，北纬304512 310756。铜陵市地处中纬度区，属亚热带湿润季风气候，水、热资源充足，具温暖湿润、春夏多雨、秋季干旱、冬季温和特点。地势由东南向西北倾斜，呈带状展布。其北部为临江冲积平原，地势开阔平坦;南部及东南部为剥蚀低山区;中部以剥蚀丘陵为主，呈起伏之丘岗。本区水系发达，西北部河网密集，东南部山河枝状分布，中部河湖相连，最终汇入长江。区域地层划属扬子地层区下扬子地层分区芜湖 安庆地层小区。区内基岩地层发育较全，出露最老地层为志留系，除缺失下中泥盆统外，从志留系至第三系均较发育。区内岩浆岩较发育，出露面积较大的侵入岩有铜官山石英二长闪长岩体、金口岭花岗闪长岩体、天鹅抱蛋山石英二长闪长岩体、狮子山辉石闪长岩体及闪长岩岩体等。4712023 年 5 月第 45 卷第 3 期地下水Ground waterMay，2023Vol.45NO.3研究区地质状况较复杂，成土母质类型多种多样，主要有各种岩性的残、坡积物;湖相沉积物;第四纪红色粘土，江河冲积物等。残、坡积物分布在南部的丘陵山地，分布范围较广，湖相沉积物分布在中部偏北的东湖、西湖周边，第四纪红色粘土分布在研究区中部，是区内面积最大、最主要的成土母质，江河冲积物分布在研究区北部，长江沿岸及江心洲。据铜陵市第二次土壤普查结果8，本区土壤共分为 6 个土类，13 个亚类，分布有水稻土、潮土、红壤、石灰土、紫色土、石质土。2研究方法2 1土壤样品采集按照1:250000 多目标区域地球化学调查规范 DD2005 019要求，表层土壤样品采样密度为 1 个点/4km2，垂直采集地表至 20 cm 深的土壤，弃除动、植物残留体、砾石、肥料团块等，在采样点周围 100 m 范围内 3 5 处多点采集组合，保证原始重量大于 1 000 g。每 50 个样随机采集一个重复样。本次共收集铜陵市表层土壤硒数据 239 个，数据来源安徽省多目标区域地球化学调查。2 2土壤样品加工与分析测试样品加工由加工组专门负责，土壤样品在日光下干燥或50 以下烘干，干燥过程中要经常揉搓，避免胶结，用木槌轻轻敲打恢复至自然粒级状态，用尼龙筛截取 0 8 mm(20目)粒级样品 500 g，装袋贴标签。本次样品分析工作由国土资源部合肥矿产资源监督检测中心承担。土壤样品分析测试了 N、P、K2O、SiO2、As、Hg、Cr、Ni、Cu、Pb、Zn、Cd、Mn、TFe2O3、B、Se、Corg、pH 共计 18 项。Se 元素用原子荧光法(AFS)测定。3结果与讨论3 1土壤硒含量分布特征3 1 1土壤硒含量特征铜陵市表层土壤硒元素含量统计结果见表 1。铜陵市表层土 壤 硒 含 量 为 0 184 8 341 mg kg 1，中 值 0 440mgkg 1，平均值为 0 547 mgkg 1，是全国土壤硒含量平均值(0 29 mgkg 1)10的 1 886 倍，是华东地区土壤硒含量平均值(0 218 mgkg 1)的 2 51 倍11，远高于区域土壤硒含量。标准差 0 550，变异系数为 1 004，说明区域分布不均匀，变化起伏大。表 1铜陵市表层土壤硒含量统计样品数量/个最小值/mgkg1最大值/mgkg1均值/mgkg1中值/mgkg1标准差变异系数2390 1848 3410 5470 4400 5501 0043 1 2土壤硒含量等级根据土地质量地球化学评价规范(DZ/T 0295 2016)12中土壤硒划分标准，从图 1 可以看出:铜陵市土壤硒含量以高等级为主，占比 60 7%，适量等级占比 39%，有一件样品硒过剩，无缺乏、边缘等级样品。图 1表层土壤硒含量分级统计直方图3 1 3土壤硒分布特征依据 1:50000 地 球 化 学 普 查 规 范(DZ/T 0011 2015)13，采用累积频率分级法，绘制了研究区地球化学图(见图 2)。铜陵市表层土壤硒总体呈高背景含量分布，主要的含量区间为 0 403 0 687 mgkg 1，江心洲主要分布低背景土壤，强高值区分布在铜官山、寨山山顶，高背景区 高值区呈椭圆状成片分布于铜官山、寨山 大城山、殷坑山等低山丘陵区，平原区主要分布背景 高背景土壤。图 2表层土壤硒地球化学图3 2土壤硒含量影响因素分析前人已对土壤硒含量影响因素做过大量研究14 15，结果表明:硒含量主要受地质背景、成土母质、土壤类型、土壤理化性质、pH 值、沉积环境、海拔等的影响。3 2 1地质背景研究区硒元素分布特征与该地区的地质背景密切相关。研究区丘陵山地出露基岩主要是三叠系的碳酸盐岩(灰岩、白云岩)，二叠系的钙质、碳质页岩及灰岩，石炭系的灰岩，泥盆系、志留系的页岩、粉砂岩;区内岩浆岩较发育，属于侵入岩，其形成时期多属燕山期。安徽省内侏罗纪燕山期侵入岩对应的表层土壤硒元素含量高，含碳质岩石的地层硒含量相对较高，硒元素高背景岩石常和碳酸盐岩地层分布于同一地区，岩石风化过程中土壤基质组分大量淋失，形成粘质土壤，硒元素易被吸附富集16。上述基岩、岩浆岩大都属于硒高背景岩石，其风化更易形成富硒土壤。3 2 2土壤类型根据铜陵市第二次土壤普查资料，对区内 6 种土壤类型全硒含量进行统计，由表 2 可以得出:不同土壤类型全硒含量相差较大，石质土 石灰土 黄壤 水稻土 紫色土 潮土。石质土、石灰土、黄壤的硒含量超过研究区的平均值，其余三类低于研究区均值。石质土、石灰土的成土母质主要为残、坡积物，土壤硒主要来源是下伏基岩风化、迁移，而下伏基岩均为高硒含量岩石，所以表层土壤硒含量高。本区黄壤主要发展林业，部分为耕地，该土层深厚，有机质、全氮含量高，成土母质主要为燕山期的侵入岩，因此硒含量较高。但571第 45 卷第 3 期地下水2023 年 5 月该类型土壤硒含量分布不均匀，变异系数大。水稻土是本区最主要的耕作层，硒含量与本区均值相比略低，但仍属于高硒等级。该类型土壤分布于山前冲积平原区，其物源区上游分布有硒含量高背景的地层。潮土分布于江心洲及长江沿岸，砂质土壤，保水保肥性能差，有机质含量低，硒含量均值是研究区最低。表 2不同土壤类型表层土壤硒含量统计土壤类型样品数量/个最小值/mgkg 1最大值/mgkg 1均值/mgkg 1中值/mgkg 1标准差变异系数水稻土650 2241 1390 4460 3940 1750 393黄壤890 2848 3410 6770 4790 8681 282石质土110 4111 8570 9160 6800 4930 538石灰土350 3432 3130 6830 6130 3480 509潮土340 1840 4810 3040 2890 0730 239紫色土50 2050 4040 3460 3720 0730 2103 2 3土壤有机质、pH 值根据土地质量地球化学评价规范(DZ/T 0295 2016)中土壤养分分级标准，由表 3 可知:研究区表层土壤有机质含量属于中等级别，含量范围 7 413 55 168 gkg 1，变异系数为 0 318，介于 0 25 0 50 之间，显示分布较均匀;表层土壤以弱酸 中性为主，均值 6 81，含量范围 4 68 8 39，变异系数为 0 146，小于 0 25，显示分布均匀。由表 4 的相关性可知:硒元素与有机质极显著正相关，与 pH 值显著负相关。表 3表层土壤有机质、pH 值统计项目最小值最大值均值中值标准差变异系数有机质7 41355 16822 44722 2400 4140 318pH4 688 396 816 830 990 146注:元素含量单位:有机质为 gkg 1，pH 无量纲。表 4表层土壤硒含量与有机质、pH 值相关性项目有机质pHSePearson 相关性0 263 0 137*显著性(双侧)00 023注:在 0 01 水平(双侧)上显著相关;*在 0 05 水平(双侧)上显著相关。4结语(1)铜陵市表层土壤硒含量为 0 184 8 341 mgkg 1，平均值为 0 547 mgkg 1，是全国土壤硒含量的 1 886 倍，是华东地区的 2 51 倍，远高于区域土壤硒含量。变异系数为 1 004，区域分布不均匀，变化起伏大。土壤硒含量以高等级为主，占比超过一半，其次为适量等级。(2)铜陵市表层土壤硒总体呈高背景含量分布，江心洲主要分布低背景土壤，强高值区分布在铜官山、寨山山顶，高背景区 高值区呈椭圆状成片分布于铜官山、寨山 大城山、殷坑山等低山丘陵区，平原区主要分布背景 高背景含量土壤。(3)铜陵市土壤硒元素分布特征与该地区的地质背景密切相关，区内基岩、岩浆岩大都属于硒高背景岩石，其风化更易形成富硒土壤。(4)铜陵市不同土壤类型全硒含量相差较大，石质土 石灰土 黄壤 水稻土 紫色土 潮土。石质土、石灰土、黄壤的硒含量超过研究区的平均值，其余三类低于研究区均值。造成硒含量差异大的主要原因是成土母质。(5)铜陵市表层土壤有机质含量属于中等级别，分布较均匀;土壤以弱酸 中性为主，均值 6 81，含量范围 4 68 8 39，分布均匀。硒元素与有机质极显著正相关，与 pH 值显著负相关。参考文献 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