廈門市翔安區(qū)農田土壤和農作物的重金屬化學行為及其影響因素的研究.pdf

1、翔安區(qū)是廈門市主要農作物生產基地。本文通過采用電熱板消解法對土壤樣品進行消解，并用ICP-MS測定其中重金屬含量，測得金屬含量范圍和平均值分別為：Zn(45.520～229.080mg/kg，153.800mg/kg)，Pb(24.372～111.504mg/kg，73.258mg/kg)，Cr(6.249～134.400 mg/kg，48.504 mg/kg)，As(5.783～56.052 mg/kg,27.092mg/kg)，Cu

2、(4.573～46.032 mg/kg,18.399 mg/kg)，Ni(1.870-5.696 mg/kg,9.606mg/kg)，Cd(0.024～0.313 mg/kg,0.174 mg/kg)，Hg(0.002～1.261 mg/kg,0.108mg/kg)。元素的含量順序為：Zn>Pb>Cr>As>Cu>Ni>Cd>Hg。在調查范圍內土壤中的上述金屬基本符合中國土壤環(huán)境質量一級標準，為無污染土壤。在采集的水田柱狀樣中，研究發(fā)現(xiàn)

3、重金屬富集層出現(xiàn)在10-15cm，發(fā)生重金屬富集最為強烈的并未出現(xiàn)在0-5cm與5～10cm的上耕層土中。農業(yè)上的深層翻土以及表層(0～10cm)長時間的淹水或淋溶都可能致使元素流失，造成上耕層土重金屬含量的降低。在25cm以下的土層中，土壤中各重金屬的含量趨于穩(wěn)定。 翔安區(qū)主要農作物中，重金屬Ni的含量在0.002～0.147 mg/kg之間，其平均值為0.081 mg/kg；重金屬Pb的含量在0.004～0.556 mg/k

4、g之間，其平均值為0.208mg/kg；重金屬Cr的含量在0.168～1.688 mg/kg之間，其平均值為0.742 mg/kg：重金屬Cu的含量在0.169～1.428 mg/kg之間，其平均值為0.650 mg/kg；重金屬Zn的含量在0.709～12.425 mg/kg之間，其平均值為6.161 mg/kg；重金屬Cd的含量在0.001～0.138mg/kg之間，其平均值為0.037 mg/kg；As和Hg的含量僅在個別蔬菜上有

5、少量，其余均未檢出。各重金屬元素在作物中的含量呈現(xiàn)如下規(guī)律：Zn>Cd>Cr>Cu>Pb>Ni>Hg>As。對比土壤中的重金屬含量得出作物的富集系數(shù)為：Ni的富集系數(shù)在0.009～0.056之間，其平均值為0.032；Pb的富集系數(shù)在0.002～0.512之間，其平均值為0.056；Cr的富集系數(shù)在0.006～2.300之間，其平均值為0.386；Cu的富集系數(shù)在0.037～0.752之間，其平均值為0.326；Zn的富集系數(shù)在0.32

6、1～1.444之間，其平均值為0.759；Cd的富集系數(shù)在0.008～10.570之間，其平均值為2.856。 翔安區(qū)地區(qū)灌溉水與降雨中各金屬含量大都低于國家地表水Ⅰ類水質環(huán)境質量標準。與灌溉水相比，雨水中Cr和Ni含量低于灌溉水，降水對地表徑流中這兩種元素起沖稀作用。大氣沉降的年均總通量：Cr為23.2 g(hm2·a)，Ni為0.44g/(hm2·a)，Cu為12.1 g/(hm2·a)，Zn為1076 g/(hm2·a)，

7、Cd為1.88 g/(hm2·a)，Pb為34.2 g/(hm2·a)。其中Zn、Cd、Cu與Ni以濕沉降輸入為主，Cr與Pb則以干沉降為主。 參照連續(xù)萃取方法進行連續(xù)浸提并測定Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的可交換態(tài)、碳酸鹽結合態(tài)、鐵錳氧化物結合態(tài)、有機態(tài)和殘余態(tài)等5種形態(tài)的重金屬含量。除了Pb和Cd以外，其余的重金屬中殘余態(tài)的含量均在30％以上。Pb和Cu的有機態(tài)含量是5種中最高的，有機態(tài)含量最少的是Cd，但也有12.1

8、％。鐵錳氧化物結合態(tài)在重金屬的形態(tài)分布中占有百分比不大，僅在Cd中其占比達到36.7％，其余的重金屬元素的化學形態(tài)中，其占比均小于15％。除Cd的碳酸鹽結合態(tài)和可交換態(tài)分別占總Cd的9.7％和41.5％外，其余金屬的碳酸鹽結合態(tài)和可交換態(tài)含量所占比例都較低，均低于4％。采用Hakanson的潛在生態(tài)危害指數(shù)法對土壤重金屬污染進行了潛在生態(tài)風險研究，8種重金屬的潛在生態(tài)危害：Cd>Hg>As>Pb>Cu>Ni>Cr>Zn。結果表明：翔安區(qū)

9、土壤受到Cd的強污染和Hg、As的中等污染，其它重金屬的潛在生態(tài)危害系數(shù)均較低，重金屬的綜合潛在生態(tài)危害指數(shù)為216.8，潛在生態(tài)危害中等。 本研究并對翔安區(qū)土壤肥力及其理化環(huán)境進行分析測定，翔安區(qū)農田土壤有機質含量范圍為1.3459％～4.1749％，平均值為2.3994±0.59％。全氮量為(0.9420～1.1120)g/kg，平均值為0.9797g/kg。全磷量為(0.4073～1.7879)g/kg，平均值為0.984

10、2g/kg。翔安區(qū)土壤肥沃土地占絕大部分。對比了pH小于6.5與pH在6.5～7.5情況下各重金屬元素的總量，結果表明中性土重金屬全量均高于酸性土。本次研究所采集的翔安區(qū)土壤中，砂級全部由非粘土礦物組成，而且石英占大部分，粗粒部分出現(xiàn)較多的長石、白云母。而細粒部分出現(xiàn)較多的重礦物。 本文研究的目標可為翔安區(qū)土壤中重金屬的污染防治與治理提供科學依據(jù)，同時可作為評價農作物重金屬的安全性，預測未來的變化趨勢，為決策部門提供切實可行的防