植物园建设前期土壤和水质本底调查报告分析与研究

植物园建设前期土壤和水质本底调查报告分析与研究

何康康

北京师范大学-香港浸会大学联合国际学院

摘要：植物园区域项目地块（以下简称为“项目地块”）位于珠海市香洲区唐家湾金唐西路（现香山路），项目地块未来长远期拟规划为北师大-港浸大联合国际学院（简称UIC）植物园。由珠海市园林和林业科学研究院委托，北师大-港浸大联合国际学院和华南农业大学于2023年6月共同承担了该项目地块的土壤和水资源本底调查工作。项目组根据国家土壤和水资源本底调查相关技术规范的要求，在2023年6月至8月对项目地块开展土壤、水资源调查取样工作，并根据检测结果编制完成《UIC植物园区域土壤和水资源本底调查报告》，旨在以学校一级的植物园规划建设为起点，延申开将周边山体赤花山打造为市一级的植物园选址推荐。

关键词：植物园；土壤和水质；本底查报告

一、研究地概况

（1）地理位置

北师大-港浸大联合国际学院（简称UIC）规划植物园项目地块位于珠海市香洲区唐家湾镇会同北路西侧、金唐路南侧，地块中心坐标为N-22.36490416°，E-113.51923469°，周边主要为正在开发的UIC校园板块、科技园区以及未被开发利用的区域以及市政道路，项目地块地理位置示意图如图2-1-1。

图1、项目地块地理位置示意图

（2）历史沿革

据查阅相关资料显示，项目地块曾经是一个大型养猪场，于1986年建成并投入生产，是当时珠海市菜篮子基地之一，直到2011年9月，珠海市香洲区出台《珠海市香洲区畜禽养殖禁养区限养区划定方案》，金鼎猪场位于禁止饲养范围内而停止生产。项目地块除了金鼎猪场外，还包括猪场周围的附属设施、农作物耕作区和果园。

（3）现状分析

据实地调查，由于养猪场的拆除，遗留下来的建筑垃圾残留在项目地块内，有部分被表土覆盖，也有大部分裸露于表土层，被外来植物覆盖。项目地块的植被主要包括弃耕撂荒后入侵植物如白花鬼针草（Bidens pilosa）、微甘菊（Mikania micrantha）、马缨丹（Lantana camara）等，迅速占领区域内空间，形成了优势群落。乔木层树种主要有杧果（Mangifera indica）、龙眼（Dimocarpus longan）、波罗蜜（Artocarpus heterophyllus）、黄皮（Clausena lansium）、白兰（Michelia alba）、非洲楝（Khaya senegalensis）、潺槁木姜子（Litsea glutinosa）、石栗（Aleurites moluccanus）等。

项目地块内有四口水塘，分布与项目地块的北面和西南面低洼地，水塘水质清，但有臭味散发。凤眼莲、大薸等水生植物覆盖水面。

二、研究方法

（1）调查取样

根据甲方提供的地图进行计算，项目地块面积约为145347m2。根据项目地块的土地类型和面积规模，项目组在全面踏查的基础上，剔除位于南面靠中心区域（该区域由于原猪舍地板没被拆除导致无法取样），选取具有代表性的8个样点采集土样，对项目地块内的4个水塘全部采集水样。

（2）样品采集

1）采集土壤样品

①技术标准。土壤样品采集参照《建设用地土壤污染状况调查技术导则》 （HJ25.1--2019）、《建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则》（HJ25.2--2019）、《土壤环境监测技术规范》（HJ/T166--2004）等规范执行。

②采集工具。铁锹、小铁铲、米尺、小土刀、环刀套装、样品袋（布袋、纸袋或塑料袋）、样品标签、铅笔等。

③采集过程。到达采样现场后，采样人员穿上工作服和工作鞋，佩戴防护用品安全帽、口罩、橡胶手套等，做好防护措施。根据现场情况在确定具有代表性的合适取样点进行采样，做好土壤采样现场记录，包括采样点位置，地表是否有植物、植物种类、表土覆盖物等，并进行现场照相等。取样后，封存并做好样品标记和现场记录：采样时间、采样人、采样工具和方法、现场监测结果等。

2）采集水样品

①技术标准。根据《地表水环境质量标准》（GB3838--2002）进行采样和评价。基本项目按照《地表水环境质量评价方法（试行）》（环办〔2011〕22号）进行评价，补充项目、特定项目采用单因子评价法进行评价。

②采集工具。聚乙烯容器瓶。

③采集过程。对于较浅的小河流和靠近岸边水浅的采样点，采样时从下游向上游方向采集水样，以避免涉水时搅动起水下沉积物而污染水样。采样时，应注意避开水面上的漂浮物进入采样器，正式采样前要用水样冲洗采样器2-3次，洗涤废水不能直接回倒人水体中，以避免搅起水中悬浮物：对于采集具有一定深度的河流等水体的水样时，应使用深水采样器，慢慢放入水中采样，并严格控制好采样深度。采集油类指标的水样时，要避开水面上的浮油，在水面下5-10cm处采集水样。样本的采集采用五点法，如图3所示，采集后的水样均混合后，进行试验，这种试验方法避免由于采样位置关系而引起的误差。

（3）检测指标和检测方法

1）土壤检测指标和检测方法

表1、土壤检测指标和检测方法

2）水质检测指标和检测方法

表2、水质检测指标和检测方法

（4）检测结果

1）土壤检测结果

本次调查选取了8个位置的表层土壤样品（S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8）进行实验室检测分析，检测项目为土壤的主要理化性质，包括：土壤机械组成（质地）、土壤水分、土壤容重及孔隙性、土壤pH值、土壤有机质、土壤氮磷钾等要素，以及土壤环境重金属背景指标（砷、镉、铜、铬、汞、铅、锌、镍）污染情况。

2）土壤物理性质

根据采样点土壤的实际干燥状态以及土壤砂粒、粉粒、粘粒的比例检测结果，参照LY/T 1225-1999进行判断，得知8个土壤取样点的土壤质地以砂质土为主（表2-3-1），其中砂土为S3、S4、S5、S6、S8，砂壤土为S1、S2、S7。

表3、土壤物理性质统计表

注：表中数据取三次重复实验的数学平均值，且取小数点后两位。

由表3可见，土壤含水量平均值为1.49%，项目用地8个样点的土壤含水量介于1.04%至1.87%之间，土壤容重平均值为1.62 N/m³，8个样点的土壤容重介于1.36-1.83 N/m³之间，土壤有总孔隙度平均为38.82%，毛管孔隙度的平均值为33.92%，土壤通气孔隙度平均值为38.79%。

表4、土壤化学性质统计表（注：表中数据取三次重复实验的数学平均值。）

3）土壤化学性质

有机质含量是土壤肥力的重要指标之一，从表4显示，项目地块内的8个样点，土壤有机质差别比较大，有机质含量最高的为S7，达到56.8g/kg，含量最低的为S8地块，有机质含量仅为18.8g/kg，有机质含量平均值为34.71g/kg。

氮磷钾是植物生长所需的大量元素，检测结果显示（表5）：项目地块内土壤的全氮含量变化幅度不大，平均值为0.16g/kg，全磷和全钾的指标值变化幅度较大，平均值分别为0.84g/kg和22.08g/kg；有效磷含量介于4.4mg/kg至313.9mg/kg之间，速效钾含量介于61mg/kg至186mg/kg之间；土壤的pH值在4.6至5.9之间变化。

表5、土壤重金属含量统计表（单位：mg/kg）

注：表中数据取三次重复实验的数学平均值。

4）土壤重金属含量

对土壤重金属进行含量检测，可以了解项目地块的重金属污染程度，对植物种植和利用有重要的参考价值。从检测结果（表5）显示，土壤总砷的含量平均值为3.91mg/kg，检出范围1.29至10.23mg/kg；总汞的含量平均值为0.08 mg/kg，检出范围0.0526至0.169mg/kg；铜的含量平均值为0.01mg/kg，检出范围0.0078至0.034mg/kg；铬的含量平均值为0.02 mg/kg，检出范围0.014至0.033mg/kg；镉的含量平均值为0.65 mg/kg，检出范围0.043至3.0mg/kg；铅的含量平均值为42.23 mg/kg，检出范围8.92至85.22mg/kg；镍的含量平均值为0.03mg/kg，检出范围0.01至0.019mg/kg；锌的含量平均值为0.12mg/kg，检出范围0.045至0.29mg/kg。

编号S4地块的镉指标有较高超标，三次检测结果为3.33mg/kg、3.00mg/kg和2.67mg/kg，大约是五类用地第5级筛选值的3倍。

6） 水质检测结果

本次调查选取了4个位置的水质样品（W1、W2、W3、W4）进行了实验室检测分析，检测项目为水质的主要理化性质，包括：pH值、粪大肠菌群、高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量、氨氮、氯化物、和总磷。

表6、水质指标检测统计表（单位：MPN/100mL，mg/L）

注：1）COD和BOD5分别是化学需氧量和生化需氧量的缩写；2）表中数据取三次重复实验的数学平均值。

水质样品检出指标统计与评价表见表6所示。可见，水质的pH值正常（检出6.60-6.80）。检测水质样品中对影响水质健康较大的指标，结果如下：粪大肠菌群（检出263-3133MPN/100mL）、高锰酸盐指数（5.8--21.8mg/L）、化学需氧量（COD）（18.7-61.3mg/L）、生化需氧量（BOD5）（7.1-23.8mg/L）、氨氮（0.28-3.45mg/L）、氯化物（6.09-33.46mg/L）、总磷（0.088-1.35mg/）。

在上述检测结果中发现样品编号W1和样品编号W3的高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量指标均超过《地表水环境质量标准》（GB 3838--2002）中V类水的最低标准，而化学需氧量、高锰酸盐指数是作为直接表示水体中还原性物质和有机物相对含量的指标，生化需氧量是作为间接表示水体中有机物含量的指标，均为判断水质质量的重要参数，因此反映出该地方水质有机物污染较为严重，需要进行净化处理。并且W1水质氨氮与总磷的指数较高，超过《地表水环境质量标准》（GB 3838--2002）中V类水的最低标准，说明在有机物污染的同时，水体富营养化明显，容易导致整个水生系统失衡，生物多样性减少。另外样品编号W2的总磷指标和样品编号W4的生化需氧量指标皆超过最低标准，需要加强水质管理与净化处理。

三、结论

经过调查，项目地块历史沿革清楚，区域内除了保存有大量建筑垃圾外，未发现有明显或潜在的污染源和污染途径存在。部分区域土壤重金属镉超标。区域内地表水集聚到水塘，部分水塘由于有养殖的历史，存在一定的有机物污染，化学需氧量、高锰酸盐指数、生化需氧量等指标超标，需要采取净化措施。部分区域土壤重金属铅含量高于二类用地筛选值（教育用地划拨前土壤污染物调查也有表述此问题，并将此区域列为禁止用于饮用水源地用途的开发利用），对此08编号区域50米X 8米面积，建议规划种植向日葵进行土壤改良，并对由学部对此经济进行回收和无害化处理闭环处置，此方法在欧美国家有适用实例。

（1）土壤方面

1）项目地块土壤类型以砂土和砂壤土为主，土壤质地呈过紧实至坚实等级，土壤pH值呈酸性至微酸性。

2）项目地块的土壤肥力总体属于中上等肥力水平。土壤有机质平均值为34.71 g/kg，全氮含量平均值为0.16%，高于0.1%，表明项目地块的土壤供氮能力强。

3）项目地块原表土层未被扰动或破坏的区域，总体肥力水平较高。位于东北角S7和西边S4有机质含量均超过50 g/kg，全氮含量均超过0.2%，属于上等肥力。

4）土壤的重金属污染砷、镉、铜、铬、汞、铅、锌、镍均有不同程度检出。其中，除了位于西边区域S4的镉超标，约为五类用地第5级筛选值的3倍，除此以外，其他重金属污染指标均未超标。

（2）水质方面

1）pH值为6.60至6.80之间，对大部分植物的生长无影响。

2）粪大肠菌群未超标。

3）区域范围内的水塘水质均存在不同程度的有机物污染。位于西面W1和北面W3两个水塘的高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量指标均超过V类水的最低标准。西面W1水塘水质氨氮与总磷的指数超过V类水的最低标准，说明该水塘在有机物污染的同时，水体富营养化明显。位于西北面的W2水塘总磷指标和W4水塘的生化需氧量指标皆超标。

（3）不确定性分析

1）调查报告是基于目前所掌握的调查资料、工作范围以及地块当下情况等。多种因素做出的专业判断，调查工作的开展存在一定的局限性。由于人为及自然因素的影响，报告基于现阶段的实际情况进行分析得出结论。

2）土壤环境存在较大的异质性，本次地块第一阶段土壤污染状况调查结论是依据地块现状以及地块现有采集到的样品检测分析得出。

3）监测因子选用不同的检测方法在前处理、测定过程中具有一定的局限性，检测结果在允许的范围内具有一定的误差性。

参考文件：《建设用地土壤污染状况调查技术导则》 （HJ25.1--2019）、《建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则》（HJ25.2--2019）、《土壤环境监测技术规范》（HJ/T166—2004）等