長江三角洲典型城鄉(xiāng)交錯區(qū)土壤重金屬平衡及生態(tài)效應.pdf

1、隨著中國城市化進程的加快，城鄉(xiāng)交錯區(qū)重金屬污染問題越來越受到人們的關注。在具體的農業(yè)生產系統(tǒng)內，通過研究重金屬輸入、輸出的途徑及各途徑的量化分析，能準確了解該系統(tǒng)中重金屬污染及平衡情況，從而掌握重金屬元素的積累趨勢，為生態(tài)污染風險和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的評估提供重要依據。城鄉(xiāng)交錯區(qū)既是城市食物的王要供給區(qū)，又是接納城市廢棄物的主要場所，強烈的人為活動影響著該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。其中在這些地區(qū)零散分布的小型蔬菜生產系統(tǒng)，由于高投入、高輸出的生產模式

2、以及暴露于各種工業(yè)活動下，其生態(tài)環(huán)境已受到了不良影響，有可能危及到生產者和消費者的健康。本文以經濟高速發(fā)展長三角地帶的南京和無錫兩個城鄉(xiāng)交錯區(qū)為例，通過兩年的野外調查、輸入輸出物定量觀察、系統(tǒng)內物質的重金屬分析等工作，研究了典型農業(yè)型和典型工業(yè)型城鄉(xiāng)交錯區(qū)小型蔬菜生產系統(tǒng)重金屬平衡狀況，探討了在目前重金屬污染情況下的生態(tài)效應，做了相關的生態(tài)效應評價。主要結論如下： (1)城鄉(xiāng)交錯區(qū)蔬菜生產系統(tǒng)種植管理過程中重金屬輸入途徑包括化

3、肥，有機肥和灌溉水的輸入，其中有機肥的施用是生產系統(tǒng)中重金屬輸入的最主要來源。 南京觀察菜地種植管理過程中重金屬輸入通量Cu為1382+1292 g/hm<'2>，Pb為248±144 g/hm<'2>，Zn為4342+2768 g/hm<'2>，Cd為6.6±4.1 g/hm<'2>。無錫觀察地輸入通量Cu為3864±2002g/hm<'2>,Pb為245.3±156.5g/hm<'2>,Zn為6175±2690g/hm<'

4、2>、Cd為7.86±4.4g/hm<'2>。與歐洲地區(qū)農業(yè)生產系統(tǒng)重金屬年輸入量情況(Landner，et al，2004：Moolenaar，1998；van Noort，et al．，2001)相比，研究區(qū)重金屬輸入通量比較高。 (2)城鄉(xiāng)交錯區(qū)蔬菜生產系統(tǒng)重金屬平衡通量方面，綜合大氣沉降、土壤徑流淋溶等因素進行生產系統(tǒng)風險評價結果表明，觀察地塊土壤重金屬Cu、Zn、Cd存在較高污染風險。 南京觀察蔬菜地四種

5、重金屬年平衡量都表現出盈余，即輸入量大于輸出量，各菜地盈余量Cu為1300.1±1254.9 g/hm<'2>，Pb為222.8±138.1 g/hm<'2>，Zn為3804.5±2620.4 g/hm<'2>，Cd為 4.9±3.9 g/hm<'2>。不同強度管理地塊由于有機肥施用量的差異導致菜地土壤重金屬平衡量差異，高強度的種植管理會加劇土壤重金屬污染。 無錫觀察蔬菜地的重金屬Cu、Zn、Pb輸入量大于輸出量，表現為盈余

6、，平衡通量Cu為3577±2150g/hm<'2>、Pb為511.3±234.8g/hm<'2>、Zn為4922±3504g/hm<'2>。由于施用的肥料尤其是有機肥量較大和接受較多的大氣沉降量，露天地塊Cu、Zn、Pb盈余量明顯大于大棚地塊(p<0.05)，而且種植年限短的表現更明顯。露天地塊Cd平衡表現為盈余，平衡通量為6.35±3.12g/hm<'2>。。而大棚地塊Cd輸出量大于輸入量，輸出量是總輸入量的3.9-4.9倍。管理方式

7、不同造成平衡量的差異，露天地塊比大棚地塊風險更大。 (3)參照國家土壤環(huán)境二級標準(GB15618-1995)，平衡試驗初期觀察地塊土壤重金屬含量均未超過此安全標準，但平衡試驗后期部分表層土壤重金屬含量已出現污染超標的現象。通過研究區(qū)蔬菜地土壤與水稻土壤分析比較，說明高強度的蔬菜種植管理不僅導致了土壤酸化，還導致了土壤重金屬的明顯積累。 (4)南京和無錫研究區(qū)蔬菜重金屬污染狀況不同，但主要都是葉菜類存在污染現象。