论文摘要
污水灌溉是北京弥补农业用水不足的重要措施。污水中含有的大量有毒重金属元素随灌溉进入土壤中,不仅污染土壤环境,还会通过水-土壤-植物-动物等途径进入食物链危害人类的生命和健康。本研究采用GPS定位,在北京市凉水河污灌区采集土壤样品,进行土壤基本理化性质和重金属Cu、Zn、Cr、Hg、Cd、Pb、Ni总量和形态的测定。分析了污灌区主要土壤重金属含量的总体情况,采用单因子污染指数法、内梅罗综合指数法对土壤重金属污染进行了环境质量评价,并对重金属元素及其与土壤基本理化性质之间进行了相关性分析和主成分分析。结果表明:凉水河污灌区土壤重金属平均浓度分别为:Cu 66.2 mg/kg、Zn 86.4 mg/kg、Cr 66.98 mg/kg、Hg 0.46 mg/kg、Cd 0.07 mg/kg、Pb 109.5 mg/kg和Ni 28.4mg/kg。其中,Cu、Cr、Cd、Pb存在不同程度的污染,其浓度的几何平均值均明显高于北京市土壤背景值。从单因子污染评价指数和综合污染评价指数来看,土壤已受到Cu、Zn、Cd和Ni污染,而未受其它元素污染。元素与土壤基本理化性质的相关性分析表明:Fe、Mn、Zn、Ni、Cd、Pb和Hg元素浓度与粘粒含量均呈极显著负相关;Cu和Cr元素浓度与粉粒含量呈极显著负相关,与土壤pH和电导率呈显著负相关,与土壤有机质和全氮呈显著正相关,与速效磷呈极显著正相关;Zn与速效磷呈显著正相关;所有重金属元素的浓度与速效钾均未达到一定的显著水平。大多数重金属元素浓度之间相关性都达到了一定的显著水平,说明凉水河污灌区土壤存在重金属复合污染。主成分分析结果为:Cd、Ni和Zn元素为一类,Cu、Hg和Pb元素为一类,Zn和Hg元素为一类。Tessier形态分析结果表明:元素Cu的形态分布规律为:残余态>铁锰氧化物结合态>碳酸盐结合态>有机物结合态>可交换态;Zn:残余态>铁锰氧化物结合态>有机物结合态>碳酸盐结合态>可交换态;Cr:残余态>铁锰氧化物结合态>有机物结合态>碳酸盐结合态>可交换态;Cd:残余态>铁锰氧化物结合态>碳酸盐结合态>可交换态>有机物结合态;Pb和Ni:残余态>铁锰氧化物结合态>有机物结合态>碳酸盐结合态>可交换态。作物重金属含量与土壤重金属形态的相关性分析结果表明:植物中Zn元素浓度与碳酸盐结合态呈显著负相关,Pb元素的浓度分别与碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态呈极显著和显著负相关。重金属总体污染状况表明长期污灌可能会对土壤-植物体系带来环境污染风险。
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标签：凉水河论文; 重金属污染论文; 形态分析论文; 土壤环境质量评价论文; 主成分分析论文;