长春市土壤重金属污染特征及其潜在生态风险评价
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土壤重金属污染调查报告一、引言土壤是人类赖以生存的重要自然资源之一,它为植物生长提供了必要的养分和支撑。
然而,随着工业化、城市化进程的加速以及农业生产中化学物质的大量使用,土壤重金属污染问题日益严重,对生态环境和人类健康构成了潜在威胁。
为了深入了解土壤重金属污染的现状、来源和危害,我们进行了本次调查。
二、调查目的本次调查的主要目的是:1、了解研究区域土壤重金属的含量水平和分布特征。
2、分析土壤重金属的来源,包括自然来源和人为来源。
3、评估土壤重金属污染对生态环境和人类健康的潜在风险。
4、提出针对性的土壤重金属污染防治措施和建议。
三、调查区域概况本次调查选择了具体区域名称作为研究区域,该区域位于地理位置,面积约为具体面积。
该区域具有多样化的土地利用类型,包括农田、工业用地、居民区和林地等。
区域内的气候条件为气候类型,年平均降水量为具体降水量,年平均气温为具体气温。
四、调查方法1、土壤样品采集根据研究区域的土地利用类型和地形地貌特征,采用网格布点法和随机布点法相结合的方式,共采集了具体数量个土壤样品。
每个采样点采集表层土壤(0 20 cm),使用不锈钢土钻采集,将多个子样混合为一个样品。
2、样品处理与分析土壤样品带回实验室后,经过自然风干、去除杂质、研磨过筛等预处理步骤。
采用电感耦合等离子体质谱法(ICPMS)和原子吸收分光光度法(AAS)等方法测定土壤中重金属(如铅、镉、汞、铬、砷等)的含量。
3、数据处理与分析运用统计分析软件对土壤重金属含量数据进行描述性统计分析,包括平均值、标准差、最大值、最小值等。
采用地统计分析方法(如克里金插值法)绘制土壤重金属含量的空间分布图。
五、调查结果1、土壤重金属含量水平研究区域土壤中重金属含量的测定结果表明,铅、镉、汞、铬、砷等重金属的平均含量分别为具体含量。
与国家土壤环境质量标准(GB 15618-2018)相比,部分采样点的镉、汞等重金属含量超过了标准限值。
2、土壤重金属分布特征空间分布上,土壤重金属含量呈现出明显的不均匀性。
第46卷第庁期2021年5月Vol.46No.5May2021环境科学与管理ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT文章编号:1674-6139(2021)05-0055-04土壤重金属污染特征及生态风险监测研究倪洁(河北省衡水生态环境监测中心,河北衡水053000)摘要:土壤重金属污染问题日益严峻,影响生态环境的可持续发展,因此,提出对土壤重金属污染特征及生态风险展开监测,根据土地利用现状图与遥感影像等数据资料,结合地势走向与土壤特征等情况,在研究区域中设立监测点,基于国家土壤质量二级标准的重金属含量,利用单因子指数法与内梅罗综合污染指数法,评价土壤当前污染状态。
经分析发现,Cu元素对土壤污染程度的影响最大,依据土壤潜■在生态风险系数与风险指数可知,该元素具有超高的生态风险,是土壤重金属污染的主要元素。
关键词:土壤;重金属浓度;污染特征;潜在生态风险指数;单因子指数法;重金属元素中图分类号:X53文献标志码:ACharacteristics of Soil Heavy Metal Pollution and Ecological Risk MonitoringNi Jie(Hebei Province Ecology Environmental Monitoring Center,Hengshui053000,China) Abstract:The problem of heavy metal pollution in soil is becoming more and more serious and affects the sustainable development of the ecological environment.Therefore,the characteristics of soil heavy metal pollution and ecological risks are monitored.According to data such as land use status maps and remote sensing images,combined with terrain trends and soil characteristics,etc.,the paper establishes the monitoring points in the study area,based on the heavy metal content of the national soil quality secondary standard.It uses the single factor index method and the Nemeiro comprehensive pollution index method to evaluate the current soil pollution status.It is found that Cu element has the greatest impact on the degree of soil pollution.According to the soil potential ecological risk coefficient and risk index,it can be known that this element has a super high ecological risk and is the main element of soil heavy metal pollution.Key words:soil;heavy metal concentration;pollution characteristics;potential ecological risk index;single factor index method;heavy metal elements***刖旨经济与工农业快速发展,城市化进程加快,导致环境问题备受关注,土壤重金属污染造成的环境污染程度已严重威胁农产品安全与农业健康的可持续发展,其来源主要是自然环境与人为活动⑴,前者是土壤母质与残落的生物物质,对生态收稿日期:2021-02-15作者简介:倪洁(1978-),女,在职研究生,工程师,研究方向:环境监测。
文章编号:1006-446X(2007)08-0013-05地积累指数法及生态危害指数评价法在土壤重金属污染中的应用及探讨彭 景1 李泽琴1 侯家渝2(11成都理工大学环境与土木工程学院,四川 成都 610059;21天津市地质调查研究院,天津 300191)摘 要:将近年常用于重金属污染的地积累指数法及生态危害指数评价法进行了对比分析,并对西南某铅锌矿矿区表层土壤中重金属(Zn、Pb、Cd、Cu)污染情况进行了评价。
结果表明,该区Cd为极严重污染,Pb为中等污染,Zn和Cu为轻微污染。
地积累指数评价法和生态危害指数评价法两者各有侧重点,对于重金属污染的系统评价各具合理性;但两种方法都是基于沉积学理论提出,在对土壤重金属污染进行评价时,有其局限性,建议在对其参数修正后综合应用。
关键词:土壤;重金属污染;地积累指数评价法;生态风险评价法中图分类号:X825 文献标识码:A近年来,土壤污染问题日渐突出,在不同种类的污染物中,重金属因其持续性和毒性,显得尤为危险。
土壤中的重金属能从土壤迁移到其它生态系统组成部分中,如地下水、植物等,并通过饮用水和食物链影响人类健康[1]。
因此,有必要对土壤中重金属污染程度、危害性进行合理的评价,根据其对环境危害的轻重缓急,采用相应的方法对污染土壤实施科学管理、修复和治理,防止污染的进一步发展和扩大。
重金属污染评价方法种类繁多,从环境地球化学角度出发,应用于土壤重金属污染评价中的有单因子指数评价法、内梅罗综合污染指数法、地积累指数法(MULLER,1979)[2]、生态危害指数法(HAK ANS ON,1980)[3],另外,还有引入富集因子的标准化方法(滕彦国等, 2003)[4]、结合模糊数学理论产生的模糊综合评价法[5-6]和改性灰色聚类法[7-9]等。
这些评价方法各具特色,适用范围不一,目前尚未对这些评价方法进行分类系统化。
本文就近几年我国土壤重金属评价中使用最为广泛的地积累指数评价法和生态危害指数评价法进行比较探讨。
-.生态危害系数评价法:生态危害指数法由瑞典科学家Hankanson根据重金属的性质和环境行为特点提出的,是一种定量地计算土壤或沉积物中重金属生态危害的方法.该方法最初是为了评价表层沉积物中重金属的生态风险水平,目前也广泛应用于评价土壤中重金属的生态风险水平. 为了使区域质量评价更具有代表性和可比性,Haka nson从重金属的生物毒性角度出发建议对重金属元素进行评价. 根据这一方法,某区域土壤中单一重金属第i种重金属的潜在生态危害系数Eir计算公式如下图所示:(:二D//;_ f i1-⑵■T ■气. J.(3)' ■BHE. = 7 x C⑷Jb Rl 二S 氏i -]⑸式中,Cfi为单项污染系数,Ci为样品中污染物i的实测含量,Cni为污染物i的参比值,Eri为污染物i的单项潜在生态风险指数,Tri为污染物i的毒性系数(见表11),R I为综合潜在生态风险指数.Er i和R I可分别评价某种污染物和多种污染物的潜在生态风险程度.表2重金属的参照值利歪性系数1廉i£Jt呻Jt *<12 f#践»ti* t i 电艇$1.评价.高虹镇农田重金属102个土样表层沉积物重金属的潜在生态危害指数见表由上表所知,各重金属污染系数平均值如图所示,,图中可知Cu,Pb,Zn,Cr 的重金属含量较高,属于很强程度污染,Co, As和Ni达到强污染范围,Hg和Cd属于中度程度污染。
污染程度排序为:Zn>Pb >Cr >Cu >Ni>Co>AS>Hg>Cd,与重金属的富集程度大小排序一致.由单个重金属的潜在生态危害系数平均值可以看出:Cd和Hg的潜在生态危害系数平均值平均值分别为14.463和72.906.属于很强程度污染, As、Cu、Pb、Zn、Cr、Ni 的潜在生态危害系数平均值平均值分别为 0.889、 1.757、1.093、0.350、0.331、、1.282.其中,Hg污染最为严重,达到了极强危害程度,其最高生态危害系数达232.015 ,位于高虹泥马村南山坞 . 元素 Cr 、 Cu、 Pb、 Zn、 Ni 在研究区域的平均值显示各元素均处于轻度危害程度,各地危害程度相差较小。
第37卷第7期2021年4月甘肃科技Gansu Science and TechnologyV〇1.37N〇.7Apr. 2021基于潜在生态风险指数法评价农用地土壤重金属环境风险杨仲玮,王剑峰(兰州新区环境监测站,甘肃兰州730300)摘要:利用潜在生态风险指数法对兰州新区部分农用地土壤中铜、铅、锌、镉、铬、镍、汞、砷等8种重金属元素进行潜在生态风险评价。
评价结果表明,被调查的10个农用地地块土壤中8种重金属元素的平均含量均低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB15618-2018)农用地土壤污染风险筛选值;所有被调查地块中铜、铅、锌、铬、镍、砷6种元素的潜在生态风险因子均小于40,均属于轻微生态风险,镉、汞2种元素的潜在生态风险因子介于40与80之间,属于中等生态风险。
被调查农用地地块土壤中重金属污染总体呈现轻微生态风险,其中汞和镉元素的贡献率分别达到46.1%和31.9%,需要引起充分关注。
关键词:潜在生态风险指数;农用地土壤;重金属;环境风险中图分类号:X53土壤是构成生态系统的基本环境要素,是经济 社会可持续发展的物质基础,土壤环境尤其是农用 地土壤环境的质量状况关系人民群众身体健康,保 护好土壤环境是推进生态文明建设和维护国家生 态安全的重要内容M。
重金属污染物具有潜在性危 害,分布在土壤中的重金属元素不仅不能被土壤微 生物分解,而且容易在生物体中富集,使得重金属 元素在土壤环境中逐渐积累,通过食物链在植物、动物及人体内蓄积,严重危害生态环境和人体健 康I3-'因此研究土壤重金属污染特征,评价其潜在 生态风险十分必要。
兰州新区位于黄土高原的西北 部,拥有大量土地资源,作为典型黄土高原城市,已有研究对毗邻的兰州市、金昌市、白银市、张掖市等 地区土壤环境质量进行了调查研究1^,然而关于兰 州新区土壤环境质量的研究较少,因此本文利用潜 在生态风险指数法对兰州新区范围内的部分区域 农用地土壤中重金属的污染特征和潜在生态风险 进行了评估研究,为当地的土壤重金属污染防治提 供科学依据。
大气沉降物中有害重金属的潜在生态风险大气沉降物是指悬浮在空气中的微小颗粒物质,它们随着空气流动而沉降到地面上。
这些颗粒物质中可能存在有害重金属,如铅、汞、镉等。
这些重金属具有极高的毒性,对人体健康和生态环境都构成潜在的风险。
首先,大气沉降物中的有害重金属可能对土壤产生较大影响。
当沉降物降落到土壤表面时,重金属中的微粒可能会渗入土壤中,引起土壤污染。
而土壤是生态系统的重要组成部分,直接影响植物的生长和发育。
一旦土壤被有害重金属污染,将对植物的生长、养分吸收和代谢过程产生不可逆的影响。
此外,重金属还可能通过土壤进入水体,引发水污染,对水生生物造成毒害。
其次,有害重金属的沉降物还可能对大气环境产生负面影响。
气溶胶是大气中的一种重要沉降物,它携带了大量的有害物质,包括重金属。
当气溶胶沉降到地面时,其中的有害重金属可能会被释放到大气中,进一步污染空气。
空气污染不仅会对人类健康产生危害,还会威胁野生动物和植物的生存。
例如,过量的重金属可以破坏植物叶片的光合作用,导致植物生长受阻甚至死亡。
对于野生动物来说,它们在摄食过程中也可能摄入含有重金属的食物,进而积累重金属,给其健康带来潜在的风险。
另外,大气沉降物中的有害重金属也会对人类健康产生潜在威胁。
空气中的颗粒物被人们吸入后可能对呼吸系统产生刺激和损害。
特别是重金属微粒,由于其较小的粒径,更容易进入人体的深部呼吸道,对肺部产生损害。
某些重金属,如铅、汞等,经过长期积累,可能引发潜在的慢性中毒。
此外,还有一些研究表明,重金属微粒还可能通过血液循环进入脑部,对神经系统造成损伤。
为了减少大气沉降物中有害重金属的潜在生态风险,需从源头进行控制。
首先要加强工业和交通尾气的净化处理,减少大气中的颗粒物排放量。
其次,需要加强环境监测,及时掌握大气沉降物的情况。
通过监测数据,可以评估环境风险,并采取相应的措施进行治理。
另外,提高公众的环境保护意识也是关键,促使人们行动起来,减少对大气沉降物的贡献。
潜在生态危害指数法
本研究使用的是由瑞典科学家Hakanson 提出的潜在生态危害指数法(the potential ecologicalrisk index )。
这是根据重金属性质及环境行为特点,从沉积学角度提出来的, 对土壤或沉积物中土壤重金属污染进行评价的方法。
该法不仅考虑土壤重金属含量,而且综合考虑了多元素协同作用、毒性水平、污染浓度以及环境对重金属污染敏感性等因素,因此在环境风险评价中得到了广泛应用[6]。
潜在生态危害指数法的表达式如下:
i n
i s i
f C C C /=(1) i
f i r i r C T E ⨯=(2)
i n i s n i i r
i f n i i r n i i r C C T C T E RI ⨯=⨯==∑∑∑===111(3) 式中:RI 为多元素环境风险综合指数;
i r E 为第i 种重金属环境风险指数;i
f C 为重金属i 相对参比值的污染系数;i s C 为重金属i 的实测浓度;i n C 为重金属i
的评价参比值;i r T 为重金属i 毒性响应系数,它主要反映重金属毒性水平和环境对重金属污染的敏感程度。
在本次研究中,这4种土壤重金属毒性响应系数i r T 参
照Hakanson 研究结果设定[6](表1);为方便同类研究结果间比较,评价参比值i n
C 以重庆市环境科研监测所与西南大学研究分析得出的重庆市土壤中重金属元素含量背景值为参考[7](表2)。
潜在环境风险指数评价结果分级见表4。
某废铅蓄电池冶炼场地土壤铅污染特征及健康风险评价某废铅蓄电池冶炼场地土壤铅污染特征及健康风险评价近年来,废旧电池的处理问题成为环境保护领域的一大难题。
废铅蓄电池的冶炼过程中产生的副产品,如金属铅和铅渣,常常被排放到周围环境中,引发土壤铅污染问题。
某废铅蓄电池冶炼场地作为一个典型的污染源,其土壤铅污染特征及对人体健康的风险评价具有重要意义。
为了深入了解该冶炼场地土壤铅污染的严重程度和分布特征,我们对其进行了全面的调查和采样分析。
结果显示,冶炼场地土壤中的铅含量普遍较高,超过了环境质量标准规定限值。
特别是在冶炼过程中排放出的铅渣通常严重污染周围土壤,使其成为一个主要的铅污染源。
此外,由于铅污染物具有较强的迁移能力,我们还发现了一定距离内土壤铅含量的递减趋势,这也暗示了污染物的扩散过程。
土壤铅污染与人体健康之间存在着密切的关系。
人体摄入含铅土壤或饮用含铅水源后,会引发一系列的健康问题。
铅是一种有害重金属,对人体健康造成的影响主要表现为中毒症状,如神经系统损害、肾脏损伤、血液系统异常以及免疫功能下降等。
尤其对孕妇和儿童的危害更为严重,可能导致智力发育受限和行为异常等长期影响。
为了评估冶炼场地土壤铅污染对人体健康的潜在风险,我们采用了健康风险评价模型。
通过分析铅的摄入途径、土壤铅含量以及人体暴露情况,我们计算出冶炼场地污染对人体潜在风险的风险值。
结果显示,该场地存在较高的风险值,意味着人们接触到该土壤铅污染物后,有可能面临慢性中毒的风险。
因此,采取有效的污染治理和防护措施势在必行。
针对该冶炼场地土壤铅污染问题,我们提出了以下一些建议:首先,应加强废铅蓄电池冶炼场地的环境监管,强制落实相关污染防控措施。
其次,对已经污染的土壤应采取合适的修复措施,以降低铅的含量。
此外,建议周边居民减少接触污染源,合理使用土地资源,避免直接暴露于铅污染土壤中。
综上所述,某废铅蓄电池冶炼场地土壤铅污染严重影响了环境质量和人体健康。
土壤重金属污染的勘查与评估技术在当今社会,随着工业化和城市化进程的加速,土壤重金属污染已成为一个备受关注的环境问题。
了解和掌握土壤重金属污染的勘查与评估技术,对于保护环境、保障农业生产和人类健康具有至关重要的意义。
一、土壤重金属污染的来源与危害土壤重金属污染的来源广泛,主要包括工业活动(如采矿、冶炼、化工等)、农业生产(如化肥和农药的使用)、交通排放(如汽车尾气)以及城市垃圾和污水排放等。
这些来源使得重金属(如汞、镉、铅、铬、砷等)在土壤中积累,超过了正常的环境背景值。
土壤重金属污染带来的危害是多方面的。
首先,它会影响土壤的物理、化学和生物学性质,导致土壤肥力下降,影响农作物的生长和产量。
其次,重金属可以通过食物链在生物体内富集,对人体健康造成潜在威胁,如引发癌症、神经系统疾病、心血管疾病等。
此外,重金属污染还会破坏生态平衡,影响土壤微生物群落和土壤生态系统的功能。
二、土壤重金属污染的勘查技术(一)现场调查与采样在进行土壤重金属污染勘查时,首先需要进行现场调查。
这包括了解土地的使用历史、周边环境、污染源分布等情况。
在此基础上,制定合理的采样方案。
采样点的布设要具有代表性,能够反映出污染区域的整体情况。
采样深度通常根据农作物根系分布和污染物可能的迁移深度来确定。
(二)实验室分析方法采集的土壤样品需要送到实验室进行分析。
常用的分析方法包括原子吸收光谱法(AAS)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICPOES)、电感耦合等离子体质谱法(ICPMS)等。
这些方法能够准确测定土壤中各种重金属的含量。
(三)地球物理勘查技术地球物理勘查技术在土壤重金属污染勘查中也有应用。
例如,电磁法可以探测土壤的导电性差异,从而推断重金属的分布情况;高密度电阻率法可以提供土壤电阻率的分布信息,有助于识别污染区域。
(四)遥感技术遥感技术通过获取地表的光谱信息,来监测大面积的土壤重金属污染状况。
多光谱遥感和高光谱遥感能够捕捉到土壤中重金属含量变化引起的光谱特征差异,但这种方法通常需要与实地采样和实验室分析相结合,以提高精度。
第25卷第1期2005年02月地理科学SCIENTIAGEOGRAPHICASINICAV01.25No.1Feb.,2005
长春市土壤重金属污染特征及其潜在生态风险评价
郭平1,谢忠雷1’孙,李军1,周琳峰3(1.吉林大学环境与资源学院,吉林长春130026;2.吉林大学地球科学学院,吉林长春130026;3.吉林乙醇燃料有限责任公司,吉林吉林132101)
摘要:以长春市区土壤为对象,研究土壤中重金属污染的特征,并采用Hakanson提出的潜在生态危害指数法对土壤中重金属的潜在生态危害进行了评价。结果表明,长春市区土壤重金属污染较重,尤其是铅和镍。污染源的空间差异性引起不同功能区土壤中重金属元素的含量不同。长春市土壤达到轻微生态危害,且铅、铜和锌对土壤生态危害达到轻微生态危害;不同功能区达到生态危害程度的顺序依次是公园>郊区耕地>工业区>住宅区>开发区。关键词:重金属污染;生态危害;危害指数;功能区中图分类号:X132文献标识码:A文章编号:1000—0690(2005)01—0108—05
随着工业发展和城市化进程的加剧,通过交通运输、工业排放、市政建设和大气沉降等造成城市土壤重金属的污染越来越严重u’2j。土壤中的重金属不仅影响和改变城市土壤的生态功能,而且通过扬尘或者直接接触危害人体健康。据报道,许多城市中的儿童通过手与口途径从城市的尘土中摄人大量的重金属【3’4],并且大量的事实表明环境中高含量的铅影响儿童的血铅含量、智力和行为[5’6】。因此,研究城市土壤重金属污染特征,评价其潜在生态危害是必要的。近几年,国内外学者已经研究了一些城市土壤重金属的污染状况,但是对于长春市土壤重金属的污染及潜在生态危害评价尚未见报道。长春市是我国重要老工业基地之一,现在基本形成以交通运输设备制造业为主体、门类比较齐全的工业体系。长春市总面积2.05×104km2,总人口705.7’×104人,其中市区面积3600km2,市区人口292.8×104人。随着长春经济的发展和土地利用形式多样化,形成了不同城市功能区,这些功能区在人居环境质量、城市生态功能等方面有着重要的作用L『7|。本文以长春市区不同功能区的土壤为研究对象,综合研究长春市区土壤重金属的污染特征,分析了污染的空间分异性,并利用Hakanson提出的潜在生态危害指数法【81评价了重金属的潜在生态危害,为合理地规划和利用城市土壤、改善和提高城市环境质量、保障人群健康提供重要的科学依据。
1材料和方法1.1样品的采集由于人为因素的影响,城市土壤分布往往具有非连续性,土层混乱,土壤物质来源复杂等特征p]。本研究于2003年春季在长春市代表性功能区——开发区(A)、工业区(B)、郊区耕地(C)、住宅区(D)和公园(E)分别选取了3、5、6、7、7个,共28个代表性的采样区,在各个采样区根据具体情况布设若干采样点,采集0~20cm表层土壤,混合均匀后按四分法获取足量的样品装入塑料袋中,于实验室内自然风干,剔除植物残体和石块,磨碎、过100目筛,保存于塑料瓶中备用。1.2分析测试方法’准确称取样品0.59,在100mL的三角瓶中用HNO,一HCl一HCIO。混酸消化,用5%硝酸浸提于50mL容量瓶中,稀释定容后用火焰原子吸收分光光度法测定Cu、Pb、zn、Ni、Fe、Mn等6种金属。
收稿日期:2004-03—27;修订日期:2004-08-30基金项目:吉林省环保局项目(2001017)资助。作者简介:郭平(1972一),女,吉林长春人,博士研究生,从事环境生态学研究。E一:gu叩ins@email.jlu.edu.cn。
}通讯联系人:谢忠雷E—mail:zhongleixie@163.com
万方数据1期郭平等:长春市土壤重金属污染特征及其潜在生态风险评价1.3潜在生态危害评价方法评价土壤重金属污染的方法较多,本文采用瑞典科学家Hakanson提出的潜在生态危害指数法。该法是Hakanson根据重金属性质及环境行为特点,从沉积学角度提出来的对土壤或沉积物中重金属污染进行评价的方法。该方法不仅考虑土壤重金属含量,而且将重金属的生态效应、环境效应与毒理学联系在一起,采用具有可比的、等价属性指数分级法进行评价。潜在生态危害指数涉及到单项污染系数、重金属毒性响应系数以及潜在生态危害单项系数,其公式为RI=∑E:(1)E=贮×c,‘(2)c/=c≥层/c。‘(3)式中:E为潜在生态危害单项系数,贮为某一种金属的毒性响应系数采用Hakanson制定的标准化重金属毒性系数为评价依据,重金属毒性水平次序为Pb=Cu>Zn,毒性系数为P6、Cu=5,Zn=1。cri为单项污染系数,c≥层为表层土壤重金属浓度实测值,C。‘为参比值,土壤参比值采用的是长春市A层土壤中重金属元素背景值u01。重金属单项污染系数分级标准参照文献[11]。重金属污染生态危害系数和生态危害指数分级标准列于表1。表1E:和彤的分级标准TablelGradestandardof霹andPd2结果与讨论2.1长春市土壤重金属含量及空间分布特征长春市土壤重金属含量测定结果列于表2。不同功能区土壤中重金属含量差别较大。公园土壤中Cu含量最高,其它功能区cu含量顺序是郊区耕地>住宅区>工业区>开发区。住宅区和公园土壤中zn的含量分别为142.45mg/kg(68.55—216.36mg/kg)、135.55(85.05~232.5mg/kg),其它功能区zn含量顺序是工业区>郊区耕地>开发区。Pb在城市公园土壤中含量最高,其它功能区顺序是工业区>住宅区>郊区耕地>开发区。Ni在公园土壤中含量最高,在住宅区土壤中含量最低。郊区耕地中Fe和Mn含量最高,而工业区Fe含量最低,住宅区Mn含量最低。其它功能区Fe含量顺序是公园>开发区>住宅区,Mn含量顺序是工业区>开发区>公园。同南京‘12】、香港‘131和广州‘“1土壤重金属污染状况比较发现,长春城市土壤Ni含量比广州的高,zn和Pb含量比其它城市的低,而Cu的含量比广州、香港的高,比南京的低。差异性检验结果表明,长春市土壤重金属Pb、Ni、Cu和zn含量与土壤背景差异性达到显著水平,且Pb和Ni平均含量均超过土壤背景值约2倍、cu和zn分别超过土壤背景值的1.3倍和1倍,而Fe、Mn平均含量在土壤背景值范围之内。比较城市土壤各个采样点重金属含量与长春市背景值发现,采样点土壤受Pb、Ni、Cu和zn的污染百分比分别为97.4%、82.1%、64.1%和20%。可见,长春市0—20cm土层受到重金属不同程度的污染,其中受Pb和Ni污染较重。2.2城市土壤重金属来源及空间分异性城市土壤重金属来源于成土母质和人类活动,同一来源的重金属之间存在着相关性,根据相关性可以判断土壤重金属污染来源是否相同u5|。如果重金属之间存在显著正相关,来源可能相同,否则来源可能不止一个。由前面的结果可知,长春市土壤中Pb、Cu、zn和Ni的主要来源与人类经济活动密切相关。Pb、cu、zn和Ni之间呈现不同程度的正相关(表3),说明土壤中的Pb、Cu、zn和Ni一部分来源相同。交通运输和工业活动是引起长春城市土壤重金属污染的主要因素。汽车尾气和轮胎磨损产生的粉尘及工业生产产生的废弃物直接污染城市土壤,或者汽车尾气、城市建设工程、工业废气排放的重金属进入大气,再经大气沉降富集到土壤¨引。汽车尾气和轮胎磨损产生的粉尘属于非点源污染源。张志红L1列等人研究结果表明,汽车尾气颗粒物中铅和镍含量较高,在怠速状态下向大气的排放量分别为0.571mg/min和0.533rag/rain。锌是汽车轮胎硬度添加剂,汽车轮胎磨损会产生含锌粉尘ⅢJ。道路两边土壤中重金属含量能够反映交通运输的污染,如长春市主要街道旁土壤中重金属Pb、Cu、Zn和Ni的平均含量分别为71.16mg/
kg、47.93mg/kg、120.00mg/kg、68.43mg/kg。另
万方数据110地理科学25卷
注:‘代表金属含量的算术平均值;“代表金属含量范围;CV代表长春土壤外,建筑材料、油漆、塑料、涂料中也含有较高浓度的重金属,颜色鲜艳的涂料和油漆,其重金属种类和含量就越多【181。研究表明,粒径为0.8Van的燃煤烟尘中Pb、cu和Ni平均含量分别可达74.2mg/kg、82.1mg/kg、98.8mg/kg¨9|,长春市虽然已有部分地区改为集中供热,但是还有一些地区冬季采暖期仍在单独供热,而且部分家庭还在使用燃煤土坑,因此燃煤也可以释放大量的重金属进入城市土壤。不同功能区土壤中,重金属的来源和污染水平差别较大。公园土壤中Pb、Cu、zn和Ni的含量都比较高,可能是长春市公园土壤重金属来源复杂和长期积累的结果。因为长春大多数公园位于繁忙公路或者工业区附近。Tam等研究发现在公路附近公园土壤中重金属含量与交通流量有显著的相关性网J,所以汽车尾气排放和工业活动增加了公园土壤重金属的含量。有些公园中的水塘是工业废水排放口,有些公园内人文景观如假山是由工业废弃物和城市生活垃圾堆放而成,所有这些均可引起土壤重金属含量升高。郊区耕地土壤中Pb、Cu、zn和Ni含量也比较高,化肥、农药以及塑料薄膜是其重要来源。有文献报道,长期施用无机磷肥会引起土壤重金属Pb、Cu、zn和Ni的污染旧1。。开发区土壤中重金属含量比背景值高,说明虽然工业用地时间比较短,但是工业活动对土壤重金属影响比较大。住宅区土壤中的zn异常高,可能与居民产生的生活垃圾有关。比较背景值与长春市土壤中Fe和Mn的平均含量,可知长春市土壤中的Fe和Mn主要来源于成土母质。它们以氧化物、氢氧化物的形式广泛存在于土壤粘粒中瞄J。有文献表明铁锰氧化物能够吸附土壤中的重金属[231,Fe和Mn与重金属的相关性可以反映它们对重金属的吸附能力。长春城市土壤中Fe与Mn、Pb、Cu、Zn呈现不同程度的正相关(表3),说明Fe对进入土壤中的重金属具有不同程度的吸附能力,其中对zn的吸附能力最弱,对Ni的吸附能力最强,此结论与张淑香等人L241的研究结果一致。土壤中Mn与Cu和Zn相关性不显著,表明Mn氧化物对进入土壤中的Cu和zn吸附能力较弱,而Mn对Ni具有极强的吸附性(表3),此结论与张淑香等人的结论相反,可能是两地土壤内部环境差异引起Mn对Ni吸附性不同。
表3土壤重金属含量相关系数Table3CorrelationcoefficientofheavymetalconcentrationsinChangchun
soils
注:}代表在P<O.05水平显著,··代表在p<0.01水平显2.3城市土壤重金属污染评价及潜在的生态危害Adrimao‘251和Alloway‘冽指出,Pb、Cu和Zn是评价城市土壤污染程度的理想指标。由上述结果表明,长春市土壤已受到Pb、Cu、zn和Ni的污染,