名山河小流域土壤重金屬污染特征及生態(tài)風(fēng)險評估.pdf

1、我國土壤重金屬污染態(tài)勢日益嚴(yán)峻，對生態(tài)環(huán)境和人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅，這一現(xiàn)象已引起人們的廣泛關(guān)注。當(dāng)前的土壤重金屬污染研究主要集中在污水灌區(qū)、礦業(yè)區(qū)、城市郊區(qū)等典型地區(qū)，以小流域為對象進(jìn)行土壤重金屬污染的研究還很少。
　　 本研究以名山河小流域約12km2范圍內(nèi)表層土壤為研究對象，選取Pb、Cd、Cu、Zn4種重金屬元素作為研究指標(biāo)，對4種重金屬的全量及各形態(tài)含量進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上評價該區(qū)土壤重金屬污染狀況及生態(tài)風(fēng)險。本研究中

2、以地統(tǒng)計學(xué)為基礎(chǔ)，以GIS為技術(shù)手段，探討了包括Pb、Cd、Cu、Zn等4種重金屬的污染現(xiàn)狀、產(chǎn)生的原因和途徑，合理評價了名山河小流域土壤重金屬污染現(xiàn)狀及生態(tài)風(fēng)險，可以為防止土壤質(zhì)量的退化提供基準(zhǔn)和預(yù)警，探索土地的合理利用途徑。主要研究結(jié)果如下：
　　 (1)名山河小流域土壤中Pb、Cd、Cu、Zn平均含量分別為7.75mg/kg、0.297mg/kg、13.04mg/kg、73.20mg/kg，與中國土壤背景值、雅安茶園土壤背

3、景值相比較，總體含量水平不高。土壤pH、速效磷含量、有機(jī)質(zhì)含量等理化性質(zhì)對重金屬含量有較深刻的影響。
　　 (2)由于各重金屬離子與土壤中各組分的親和勢不同，名山河小流域土壤中重金屬各形態(tài)分布有很大的差別，其中，可交換態(tài)占全量百分比依次為：Zn＞Pb＞Cd＞Cu，碳酸鹽結(jié)合態(tài)占全量百分比依次為：Pb＞Cu＞Cd＞Zn，鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)占全量百分比依次為：Zn＞Pb＞Cd＞Cu，有機(jī)結(jié)合態(tài)占全量百分比大依次為：Zn＞Pb＞Cd＞C

4、u。4種重金屬各形態(tài)都以殘渣態(tài)為主。對每種重金屬5種形態(tài)分別進(jìn)行相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)各形態(tài)之間彼此存在相關(guān)關(guān)系。
　　 (3)對名山河小流域土壤重金屬有效態(tài)含量的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，發(fā)現(xiàn)Pb、Cu、Zn數(shù)據(jù)經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)換后效果較好，Cd經(jīng)冪變換效果較好。利用4種土壤重金屬有效態(tài)含量的變異函數(shù)模型及參數(shù)在ArcGIS平臺上運用普通克里格方法對其進(jìn)行空間插值，發(fā)現(xiàn)：4種重金屬有效態(tài)高值區(qū)都分布在名山河階地，分別為耕作條件較好的水田和早地、人類生

5、活的城市、工業(yè)園區(qū)。這說明，重金屬有效態(tài)含量與人類生產(chǎn)生活有著十分緊密的聯(lián)系。
　　 (4)通過污染指數(shù)法進(jìn)行評價，可看出：Pb、Cd、Cu、Zn平均單項污染指數(shù)分別為0.22、1.48、0.37、0.73。從綜合污染指數(shù)來看，有33.33％的土壤樣品綜合污染指數(shù)在0～1之間，屬無污染；66.67％的樣品綜合污染指數(shù)在1～2之間，為輕污染。4種重金屬污染貢獻(xiàn)率最高的為Cd，其平均單項污染指數(shù)為1.48。
　　 采用地累積

6、指數(shù)法進(jìn)行評價，Pb、Zn指數(shù)均小于0，其中Pb、Cd、Cu、Zn平均地累積指數(shù)分別為-1.88、1.47、0.51、-0.64。據(jù)此可得出，Cd屬中度污染；其次為Cu，19.61％的土壤樣本Cu污染屬于無污染到中度污染；而土壤中無Zn、Pb污染。
　　 (5)從潛在生態(tài)危害單項系數(shù)(Ei)可看出：Pb、Cu、Zn單項污染指數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于40，屬輕度生態(tài)危害；而Cd單項污染指數(shù)在64.37～196.79之間，平均指數(shù)為129.02，

7、其中68.63％屬強(qiáng)度生態(tài)危害，21.57％屬很強(qiáng)生態(tài)危害，9.80％屬于輕度生態(tài)危害。從全區(qū)潛在生態(tài)危害指數(shù)來看，小于150的樣本數(shù)有35個，即有68.63％的土壤屬于輕度生態(tài)危害，另有16個樣本指數(shù)在150-300之間，即31.37％的土壤屬于中度生態(tài)危害。因此，應(yīng)對Cd元素可能產(chǎn)生的潛在危害應(yīng)引起重視。
　　 采用風(fēng)險評估編碼法進(jìn)行評估，可看出：土壤樣品中Cd全為低風(fēng)險；Pb有84.31％土壤樣品屬于低風(fēng)險，而無風(fēng)險與中風(fēng)