西安市郊農(nóng)田土壤重金屬污染及形態(tài)分析.pdf

1、土壤重金屬污染因其隱蔽性、不可逆性、后果嚴(yán)重性等特點(diǎn)越來(lái)越受到重視。本文經(jīng)過(guò)野外調(diào)查和資料收集，在西安市周邊農(nóng)田分東郊、南郊、西郊和北郊共69個(gè)采樣點(diǎn)采集土壤樣品，每個(gè)采樣點(diǎn)分0～10cm、10～20cm和20～30cm3層共采集207個(gè)土壤樣品。測(cè)定了土壤理化性質(zhì)(土壤粒徑、有機(jī)質(zhì)含量、pH值、磁化率)，用原子熒光光度計(jì)測(cè)量了土壤中As和Hg元素的含量，用原子吸收分光光度計(jì)火焰法測(cè)定土壤樣品中Cu、Cr、Pb、Zn、Mn.和Ni含量，

2、用連續(xù)萃取法分析測(cè)定了土壤中重金屬cu、cr、zn、Mn和Ni的賦存形態(tài)，討論了影響土壤重金屬含量及形態(tài)的因素，以期為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和防治重金屬污染提供參考依據(jù)。本文主要結(jié)論如下： 1.西安市郊農(nóng)田土壤粒徑組成平均是黏粒為11.16％，粉沙粒為63.44％，沙粒為25.41％，土壤質(zhì)地類型為粉沙質(zhì)壤土。土壤pH值平均為8.6，為堿性土壤：土壤中有機(jī)質(zhì)的含量平均為2.69％，屬于Ⅲ級(jí)，尤其南郊和西郊土壤中有機(jī)質(zhì)含量比較高：土壤低頻磁化率

3、、高頻磁化率和頻率磁化率平均值分別為126.45(10<'-8>m<'3>/kg)、11 8.49(10<'-8>m<'3>/kg)和6.04(％)。 2.西安市郊農(nóng)田土壤中重金屬元素平均含量Cu為34.02 mg/kg(10.56～115.30mg/kg)，Zn為157.03 mg/kg(63.61～382.80 mg/kg)，Cr為67.87 mg/kg(26.4～156.3mg/kg)，Mn為541.15 mg/kg(34

4、1～818.98 mg/kg)，Ni為58.67 mg/kg(30.55～113.80mg/kg)，Pb為67.41 mg/kg(2.32～1 82.4l mg/kg)，As為7.75 mg/kg(2.08～15.94mg/kg)，Hg為1.42 mg/kg、(0.01～17.50 mg/kg)。在采集的垂直剖面上，Cu、Zn、Mn、Cr大致表現(xiàn)出隨深度的增加而下降的趨勢(shì)，Pb、As、Hg、Ni則沒(méi)有明顯的隨深度變化的規(guī)律，重金屬元素在

5、垂直方向上的分布除了受人類活動(dòng)、作物等的影響外，還受水的浸漬、流失和滲透等諸多作用的影響。 3.西安市郊農(nóng)田土壤中重金屬元素多種污染評(píng)價(jià)指標(biāo)平均為，單因子污染指數(shù)除了As(0.66)、Zn(1.04)、Mn(1.0)小于1，表明尚未造成污染，其余Hg(11.26)、Cu(1.51)、Pb(3.51)、Ni(2.32)和Cr(2.4)的單因子指數(shù)均超過(guò)1，其中Hg(11.26)和Pb(3.51)比較突出；綜合污染指數(shù)為8.85，說(shuō)

6、明重金屬污染已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重：以地質(zhì)累積指數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，Hg(1.37)和Pb(1.23)處于偏中度污染，Ni(0.61)和Cr(0.66)處于輕度污染，而As(-1.21)、Cu(-0.11)、.Zn(-0.56)和Mn(-0.59)尚未造成污染；以潛在生態(tài)危害系數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)，除了Hg(450.12)污染比較嚴(yán)重，達(dá)到極強(qiáng)程度，具有很強(qiáng)的潛在生態(tài)危害外，As(6.61)、Cr(4.81)、Cu(7.54)、Pb(17.55)、Mn(1.99

7、)、Ni(11.58)和Zn(1.04)具有輕微的潛在生態(tài)危害；綜合多種重金屬的潛在生態(tài)危害指數(shù)值為501.25，表明西安市郊農(nóng)田土壤重金屬污染達(dá)到強(qiáng)生態(tài)危害型，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)很高。 4. 西安市郊農(nóng)田土壤中重金屬元素的賦存形態(tài)各異。Cu主要賦存形態(tài)是殘留態(tài)為63.74％(51.98～78.90％)，其次是鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)為23.53％(7.01～42.59％)，碳酸鹽結(jié)合態(tài)為6.16％(0.42～23.75％)，有機(jī)物結(jié)合態(tài)為4.6

8、2％(0.36～10.55％)，可交換態(tài)所占百分比最少，平均為1.95％(0.49～3.75％)：Zn主要賦存形態(tài)是殘留態(tài)為65.96％(47.14～80.59％)，其次是鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)為22.78％(12.25～34.51％)，有機(jī)物結(jié)合態(tài)為5.37％(2.03～20.15％)，可交換態(tài)平均為2.42％(ND～11.89％)，碳酸鹽結(jié)合態(tài)為3.48％(0.89～13.40％)；Cr主要賦存形態(tài)是殘留態(tài)為75.35％(60.45～84

9、.13％)，其次是鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)為15.06％(8.71～21.89％)，有機(jī)物結(jié)合態(tài)為4.79％(2.23～10.89％)，碳酸鹽結(jié)合態(tài)為2.95％(ND～6.60％)，可交換態(tài)平均為1.85％(ND～3.37％)；Mn主要賦存形態(tài)是殘留態(tài)為82.57％(78.06～88.37％)，其次是鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)為14.34％(8.96～18.44％)，碳酸鹽結(jié)合態(tài)為2.12％(1.49～2.87％)，有機(jī)物結(jié)合態(tài)為0.73％(ND～1.5

10、3％)，可交換態(tài)所占比重最小，平均為0.36％(ND～1.03％)；Ni主要賦存形態(tài)是殘留態(tài)為72.05％(54.72～85.82％)，其次是鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)為16.36％(8.79～26.28％)，可交換態(tài)為5.24％(1.97～8.11％)，碳酸鹽結(jié)合態(tài)為3.84％(1.02～7.05％)，有機(jī)物結(jié)合態(tài)為1.88％(ND～4.66％)。 5.統(tǒng)計(jì)分析表明，Cu分別和Zn、Cr、Ni、Mn表現(xiàn)出較好的相關(guān)性；Zn分別和Cr、M

11、n、Pb、Ni表現(xiàn)出較好的相關(guān)性；Mn分別和Ni、Hg有較好的相關(guān)性；Ni和As、Hg，Pb和As，As和Hg等都表現(xiàn)出了較好的相關(guān)性；Cu、Zn、Cr、Mn、Ni、Pb等總量與低頻磁化率相關(guān)性較好；Cu、Cr、Ni、Pb等總量與土壤pH值相關(guān)性較好；Cu、Zn、Cr、Mn、Ni、Pb等總量與土壤黏粒所占比重相關(guān)性較好；Cu、Zn、Mn、Ni、Pb、Hg等總量與土壤有機(jī)質(zhì)含量相關(guān)性較好。 6.土壤理化參數(shù)也與重金屬各形態(tài)間有較好

12、的相關(guān)性。Cu的可交換態(tài)與高頻磁化率、黏粒含量有較好的相關(guān)性，殘留態(tài)與土壤黏粒含量有較好的相關(guān)性；Zn的可交換態(tài)與有機(jī)質(zhì)含量，碳酸鹽結(jié)合態(tài)與土壤黏粒，有機(jī)物結(jié)合態(tài)與有機(jī)質(zhì)含量，殘留態(tài)與有機(jī)質(zhì)含量有較好的相關(guān)性；Cr的鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)與高頻磁化率有較好的相關(guān)性，與土壤pH值、土壤黏粒負(fù)相關(guān)，有機(jī)物結(jié)合態(tài)與磁化率有較好的相關(guān)性，Cr的殘留態(tài)與高頻磁化率、土壤黏粒有較好的相關(guān)性；Mn的碳酸鹽結(jié)合態(tài)與低頻磁化率、土壤黏粒、有機(jī)質(zhì)含量有較好的相關(guān)