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浙江大学硕士学位论文 城市土壤重金属污染和生态风险评价 中文摘要 城市土壤是城市生态系统的重要组成部分。人类活动促使城市土壤理化性质的强烈 改变，加剧了土壤污染的程度，由此产生了一系列生态和环境效应。本文以杭州市和洛 阳市的土壤为例，研究城市土壤的重金属污染状况，土壤重金属的主要载体和生态风险 评价。取得的主要结果如下： 1 洛阳城市工业区和道路污染表土样品的重金属含量变化很大。p b 的变化范围为 4 8 4 2 2 7 3 6 m g k g ，平均值为2 5 7 0 m g k g ；m n 的变化范围为3 3 0 3 1 1 9 7 2 m g k g ， 平均值为5 3 8 6 i i l g k g ；c r 的变化范围为5 1 1 4 6 0 1 m g k g ，平均值为1 0 4 2 m g k g ；c d 的变化范围为o 9 2 o i g k g ，平均值为1 3 m g k g ；z n 的变化范围为1 6 2 3 5 6 9 9 m g k g ，平均值为3 6 4 2 m g k g ；c u 的变化范围为4 7 1 2 7 8 9 m g k g ，平均值为 1 1 1 3 m g k g 。其中变幅最大的是p b 和c r ，变异系数分别为1 8 9 和8 9 ；其次为c u 和z n ，变异系数分别为4 8 和3 5 ：最小的是m n 和c d ，变异系数分别为3 4 和2 4 。 杭州城市工业区和道路污染表土样品中，p b 的变化范围为3 1 9 3 4 4 5 m g k g ，平 均值为1 3 4 1 m g k g ；m n 的变化范围为3 9 8 6 1 0 4 2 o m g 始，平均值为5 7 2 2 m g k g ；c r 的变化范围为2 9 3 1 1 9 6 m g k g ，平均值为6 3 3 m g k g ；c d 的变化范围为2 1 5 o g k g ，平均值为3 4 m g 始；z n 的变化范围为1 0 6 7 8 7 3 1 m g k g ，平均值为 2 8 2 9 m g k g ：c u 的变化范围为3 5 1 1 7 7 3 m g k g ，平均值为9 3 0 m g k g 。其中变幅最 大的是p b 和z n ，变异系数分别为5 5 和5 5 ；其次为c u 和c r ，变异系数分别为4 4 和3 5 ；最小的是m n 和c d ，变异系数分别为2 5 和2 2 。 2 采用超声分散和磁分离方法提取城市土壤中的磁性物质，结果表明：磁性物质的 含量与土壤磁化率在o 0 1 水平上呈极显著相关，相关方程为：洛阳( y = 0 0 0 3 5 x 一0 2 5 5 1 ，r = 0 9 2 0 ) 、杭州( y = 0 0 0 4 x 一0 0 5 6 3 ，r = o 9 7 3 ) 。磁性物质的矿物组成主要为石英( s i 0 2 ) 、 赤铁矿( - f e 2 0 3 ) 、磁铁矿( f e 3 0 4 ) 和高岭土( a 1 2 s i 2 0 5 ( o 田4 ) 。 浙江大学硕士学位论文 3 磁性物质中重金属元素的富集用富集系数表示。研究发现，磁性物质中重金属元 素的积累量很大。洛阳市土壤中磁性物质对重金属的富集系数为3 3 1 5 8 ，富集大小顺 序为f e c r c u m n p b z ，对f e 的富集最大，对z n 的富集最小；杭州市土壤的富集 系数为2 9 2 0 1 ，富集大小顺序为f e c r m n = c u z i i p b ，对f e 的富集最大，对p b 的 富集最小。同时，磁性部分与非磁性部分的重金属含量在o 0 1 水平下显著相关，相关系 数为：洛阳m n ( 0 7 7 8 ) 、z n ( o 8 3 9 ) 、p b ( 0 9 3 7 ) 、c r ( o 8 5 8 ) 、c u ( 0 8 8 0 ) ；杭州m n ( 0 8 0 2 ) 、z n ( o 8 1 6 ) 、p b ( o 9 1 3 ) 、c r ( o 9 6 3 ) 、c u ( 0 7 8 9 ) 。 4 用t c l p 法评价污染土壤重金属的环境生态风险。同t c l p 法的国际标准比较，丝 盍壹l 筮工业区和道路污染的土壤超标，c d 和p b 的污染最为严重，其次为z n 污染，所有 土壤的c u 含量均小于国际标准( 1 5 m g k g ) 规定。测定的洛阳土壤中8 0 的c d 超标 ( 0 5 m g k g ) ，所有的铅超标( 5 m g k g ) ，3 0 的z n 超标( 2 5 m g k g ) ；测定的杭州土壤中 7 5 的c d 超标( 0 5 m g k g ) ，所有的p b 超标( 5 m g k g ) ，4 0 的z n 超标( 2 5 m g k g ) 。同 土壤环境质量评价相比，t c l p 法评价能更有效的说明土壤重金属污染对环境的风险和对 人们健康水平的影响。 关键词：城市土壤重金属磁性物质富集系数生态风险评价 浙江大学硕士学位论文 1 文献综述 城市土壤并不是土壤分类学上的术语，它是出现在城市和城郊地区，受多种方式人 为活动的强烈影响，原有继承性得到强烈改变的土壤的总称。s 仃o g n o v a 等( 1 9 9 8 ) 将城 市土壤定义为：具有由城市产生的物质的混合、填充、埋藏和污染而形成的，厚度大于 5 0 c m 的人为表层的土壤。城市土壤广泛分布在公园、道路、体育场、城市河道、城郊、 垃圾填埋场、废弃工厂、矿山周围，或者简单地成为建筑、道路、铁路等城市和工业设 旌的“基础”而处于埋藏状态。 城市土壤是城市生态环境系统的有机组成部分，对城市的可持续发展有着重要的意 义。近几十年来，城市化进程在全球范围内极为迅速，随着工业文明的到来和普及，工 业化的影响遍及大多数国家。1 9 0 0 年至今，全球城市人口从1 5 亿增加到现在的2 2 亿，城 市化程度的提高，使目前全球约有4 5 的人口生活在城市，在发达国家则高达7 0 以上 ( w j r l dr e s o u r c e sh l s t i t u t e ，1 9 9 6 ) 。中国城市化已进入加速发展期，城市化率已由1 9 9 3 年的2 8 提高到2 0 0 3 年的4 0 5 。到2 0 2 0 年，中国的城市化将达到6 0 。 全球范围内只有不到2 的地表为城市所覆盖，但8 0 的工业和生活污染物来源于城 市，这其中的很大一部分污染物都直接或间接地进入城市和周边地区的土壤生态系统 中，造成城市土壤污染、侵蚀、酸化和硬化以及土壤生物和植被退化等一系列较为严重 的城市环境问题，直接危及到城市居民的健康和安全。目前，国内外对城市土壤重金属 污染、有机物污染、生源要素污染及其相应的生态风险评价等诸多研究成为全球环境问 题研究的热点内容。 1 1 城市土壤重金属污染的研究进展 1 1 1 城市土壤重金属污染状况 重金属是指比重大于5 o g c m 3 的金属元素，在自然界中大约存在4 5 种。土壤重金 属污染是指由于人类活动将重金属带入到土壤中，致使土壤中重金属含量明显高于背景 含量、并可能造成现存的或潜在的土壤质量退化、生态与环境恶化的现象( 陈怀满，2 0 0 5 ) 。 早在2 0 世纪7 0 年代，英国就对伦敦等大城市土壤和灰尘中p b 、c u 、z n 、c r 等重金属 含量开展研究，发现土壤重金属污染与工业活动、汽车尾气的排放密切有关，城市表土 浙江大学硕士学位论文 和道路灰尘的重金属可作为城市大气污染的指示。2 0 世纪9 0 年代城市土壤研究逐渐成为 国际土壤学研究的新领域，对英国主要城市( d a v i e se ta l ，1 9 8 7 ；k e l l yje ta l ，1 9 9 6 ) 、 美国主要大城市( c h i r e n j ee ta l ，2 0 0 4 ) 、意大利n a p l e s 和s i c i l y ( g 扪n a me ta l ，2 0 0 4 ； i m p e r a t o me ta l ，2 0 0 3 ) 、西班牙s e v i l l e ( m a d r i dle ta l ，2 0 0 2 ) ，德国慕尼黑、越南 河内、泰国曼谷等城市土壤重金属污染进行了研究。如意大利s i c i l y 市以p b 、z n 和h g 污 染为主，p b 的富集系数达5 1 0 ，h g 为3 5 。这些研究测定了城市土壤重金属含量及其与土 壤性质的相关性，也探讨了城市规模、人口密度、交通流量、土地利用方式和历史等因 素与城市土壤重金属污染的关系。为此，国际土壤联合会于1 9 9 8 年成立了“城市、工业、 交通和矿区土壤工作组” ( s o i l si nu r b a na n di n d u s t r i a l ，t r a f f i ca n dm i n i n ga r e a s ， s u i t m a ) ，目前已召开三次国际学术会议，其中城市土壤的重金属污染是主要议题。 我国的城市土壤环境质量研究始于2 0 世纪9 0 年代，主要研究集中在城郊蔬菜地和郊 区土壤重金属污染调查方面。部分学者( 卢瑛等，2 0 0 2 ；吴新民等，2 0 0 3 ；陈同斌等， 1 9 9 7 ；郑袁明等，2 0 0 2 ；管东生等，2 0 0 1 ) 开展了香港、南京、广州、北京等城市的重 金属含量和化学形态测定。其中香港城市土壤重金属污染研究比较系统，分析了不同功 能区的重金属分布、公园建成时间与重金属污染的关系等。对南京市各城区的土壤重金 属污染调查表明，超过7 0 的采样区域存在重金属污染；成都市区主要污染元素为h g 、p b 、 z n 和c u ：北京市的公园也存在着不容忽视的土壤重金属污染。根据对不同城市土壤重金 属含量测定数据，中国城市土壤重金属污染形势总体处于不断恶化过程中。城市环境中 有机污染也十分突出，莫斯科炼油厂厂区内的土壤中苯并( a ) 芘高达1 9 l ，4 0 0 微克公斤， 莫斯科其它地区的土壤中b ( a ) p 为7 9 3 3 4 6 5 微克公斤。南京一些工业区( 如石油、化 工、炼钢、焦化、垃圾处理等行业) 及周围居民区环境中存在多环芳烃( p a h s ) 污染现象十 分明显。长江三角洲地区已经测出1 6 种多环芳烃类物质，1 0 0 多种多氯联苯，还有1 0 余种 其它毒性更强的持久性有机污染物。 1 1 2 城市土壤重金属污染的来源 在城市土壤重金属来源研究方面，认识到城市土壤中的重金属一部分来源于成土母 质，另一部分则为外源人为输入。成土母质是城市土壤中重金属含量的重要来源，是决 定城市土壤中重金属元素含量含量与分布特征的重要因素之。例如，北京市土壤中c r 、 n i 的含量就主要受成土母质的影响，只是个别地区存在明显的c r 、n i 含量严重偏高的 浙江大学硕士学位论文 现象( 郑袁明等，2 0 0 3 ) 。另一方面，城市土壤重金属污染则主要来源于家庭活动、废弃 物处理、交通运输、金属矿开采和冶炼、制造业、加工业、发电厂、肥料场等外源污染。 其中，矿物加工和冶炼、电镀、塑料、电池、化工等行业是排放重金属的主要工业源， 它们以“三废”形式不断向城市土壤排放重金属，在某些工厂企业周围的土壤z n 、p b 含量甚至高达3 0 0 0 m g k g 。城市交通运输则是城市土壤重金属污染的另一个重要来源， 汽车尾气排放、轮胎添加剂中的重金属元素均可影响到土壤中p b 、z n 、c u 的含量，且 这些元素的积累量都与交通流量有关( 刘廷良等，1 9 9 6 ：菲尔汗汉杰尔等，2 。0 2 ) 。据 估计，中国到2 0 l o 年的汽车保有量将达4 8 0 0 万辆，而大部分将在城市，这必然会进一 步增加城市环境的压力。城市生活垃圾与工业废弃物的堆放及填埋对其附近城市土壤中 重金属的含量与形态特征有着明显的影响，其附近土壤中重金属含量与形态分布特征与 垃圾中的重金属含量及其有效态含量呈明显的正相关( 张辉，2 0 0 1 ) 。在不同工矿企业周 围，土壤重金属含量还表现出明显的特异性，如z n 矿冶炼厂废弃的排放即可导致其在周 边城市土壤z n 含量特异( g a l l e g o ，e ta l ，2 0 0 2 ) 。同时公园与花园绿化过程中污水、污 泥堆肥的广泛使用也明显影响到城市土壤中的重金属组成与含量( m i g u e l ，e ta l ，1 9 9 8 ) 。 大气干湿沉降也是城市中土壤重金属积累的途径，目前对大气的汞沉降研究较多，而其 它重金属的干湿沉降研究较少。如太原市重金属h g 、c d 、p b 沉降量分别为4 4 8 、6 3 4 、 3 4 9 4 9 ( h m 2 a ) 1 1 3 城市土壤重金属污染的空间分布 城市内不同的土地利用方式，对土壤中的重金属含量有着显著的影响。总体来说， 城市土壤中重金属含量要明显高于郊区及远离城市的农田土壤的含量，城市是郊区土壤 重金属污染的源。而相同土地利用方式下的土壤重金属污染状况则表现出明显的同一性 ( 妇d em ，2 0 0 1 ) 。随着蔬菜地与城市距离的增加，南京市郊菜地土壤中重金属含量从 城区到郊区呈下降趋势，郊区到农区则基本不变( 房世波等，2 0 0 2 ) 成都市区主要污染 元素为h g 、p b 、z n 和c u ，其污染状况市区及工厂区比城郊严重( 赵琦等，2 0 0 2 ) 。山西 太原市区土壤中c u 、c d 、c r 、z n 、m n 等5 种元素含量均高于郊区( 郭翠花等，1 9 9 5 ) 。 市区内部土壤重金属分布呈现一定的规律，表现为交通干线两侧，人类活动密集的 闹市区、广场，老工业区，居民区污染较为严重，而公园、风景区等受人为活动影响较 少的功能区，污染则较轻。吴新民等( 2 0 0 3 ) 在对南京城市土壤的重金属研究表明，城 浙江大学硕士学位论文 市土壤重金属污染较为严重，p b 、c u 、z n 、c d 四种重金属元素在不同区域都超过土壤背 景值，综合污染指数以老工业区含量最高，依次为老居民区、商业区、风景区、城市广 场、开发区。菲尔汗汉杰尔等( 2 0 0 2 ) 对乌鲁木齐市市区交通主干道两侧土壤中p b 、 c d 等重金属元素的含量作了研究调查结果表明，在交通密集易形成堵车的路段，土壤中 重金属富集的量较高，在交通顺畅或车流量少的路段，土壤中重金属含量相对较低。p b 污染的主要来源是汽车尾气。 城市公园是人群与土壤直接接触较多的地方，其土壤质量的好坏对人体健康尤其是 儿童生长发育会有直接影响。郑袁明等( 2 0 0 2 ) 测定了北京市市区3 0 个典型公园表层土 壤中p b 的含量，结果表明，北京市区已有部分公园存在p b 污染问题，用增长曲线拟合 的结果表明，土壤铅含量随着公园建园时间的延长呈不断增加的趋势，尤其是近几十年 来土壤铅含量的增加较快，尤其以故宫、颐和园、北海为代表的著名公园污染指数远远 高于其它公园，且这些公园客流量大，对人健康造成的影响也大。 在形态特征方面，城市生态系统中，城市土壤为城市绿化植物提供生长基础，供应 营养物质。活性态金属易在土壤中迁移和被植物吸收而影响植物的生长，非残渣态总量 可以作为活性态重金属的一种指标。与农业土壤相比，城市土壤重金属可移动态比例增 大，生物有效性提高。南京市土壤重金属形态分析表明，活性态比例大m n p b z n c u c o n i v c r f e ，与非城区相比，其主要来源为人为输入的m n 、c u 、z n 、p b 残渣态 所占比例低，活性态比例大( 卢瑛，2 0 0 2 ) 。 1 1 4 城市土壤重金属污染对人体健康的危害 城市( 郊) 蔬菜是城市居民重金属污染暴露的主要途径，对于其形态及其在土壤蔬 菜中的转化特征，国内外已做了深入而系统地研究。中国的郊区为市区蔬菜的主要供应 基地，其土壤重金属含量将对城市人群健康城市直接影响，目前的很多研究( 李其林等， 2 0 0 0 ；张勇，2 0 0 1 ；张乃明等，1 9 9 6 ) 表明，中国的城市郊区菜地土壤己受到了不同程 度的重金属污染，许多向大城市供应的蔬菜中，重金属含量都已超过相应标准。 城市土壤重金属对人类的危害途径主要是通过人体直接接触( 如公园土壤与游人直 接接触、儿童摄取等) 或风起扬尘被人体直接吸入。t o n g 和l a m ( 2 0 0 2 ) 及r a s 叫s s e n ( 2 0 0 1 ) 分别对香港和加拿大温哥华城市室内灰尘的研究表明，居室内灰尘重金属可来 源于周边道路和裸露的土壤，室内灰尘中重金属元素的含量与室外土壤重金属含量有关， 其含量可数倍或数十倍于室外土壤。颗粒物来源分析表明，重庆城区道路两侧土壤尘土 6 浙江大学硕士学位论文 对大气t s p ( 总悬浮颗粒物 c l l m n p b z n ，对f e 的富集最 大，对z n 的富集最小。从图4 4 中，我们也可以很直观的看出，各种重金属在磁性物质 中的积累量很大。 李海峡( 2 0 0 0 ) 对武汉市东湖道路尘埃样品的分析研究表明，磁性物质( 磁性矿物) 的磁参数( 低频磁化率如与饱和等温剩磁s i r m ) 与重金属元素( f e 、c u ) 质量分数之间 存在一定的相关性，例如f e 质量分数与舢、s i r m 的相关系数分别为0 8 8 ，o 9 1 。重金 属元素之间也存在着相关性，同源元素的相关性高( 例如东湖道路尘埃m n 与c o 的相关 系数为0 8 8 5 ) ，异源元素的相关性低。c h a r l e s w o r t h 等( 1 9 9 7 ) 认为，在城市道路土壤 中，若颗粒介于6 3 2 0 0 0 um 问，则重金属元素( p b 、c d 、c u ) 质量分数与磁性参数x 浙江大学硕士学位论文 存在着相关关系，其关系可以用线性回归方程表示，二者的相关系数为o 7 8 ；若颗粒小 于6 3um ，则它们之间的关系不明显。 城市道路土壤( 尘埃) 的物源甚多，所含矿物也多种多样，它们在迁移过程中，会 与其他物质发生物理化学反应，如生物细菌作用等。一种元素的渗入就可能改变整个城 市道路土壤( 尘埃) 的物质成分，进而改变其磁性特征。有机质、石英、碳酸盐和水是 抗磁性物质，当这些物质渗入到城市道路土壤( 尘埃) 中时，将导致其磁性特征发生变 化、若有机质中含有能将铁化合物转化为磁铁矿的趋磁细菌，则物质的磁性将会增大。 由于分子力或类质同像作用，城市道路可以吸收有机质和铁、锰化合物或在其颗粒( 2 6 3 um ) 表面吸附一些重金属元素( 如p b 、v 等) ，这样城市道路土壤物质的重金属元素 与磁性矿物之间就可能具有某种程度的相关性。对于闪锌矿( z n s ) 微粒，当它遇到铁离 子时，铁离子与锌离子发生交换反应而形成铁的硫化物；当赤铁矿( f e ：0 3 ) 颗粒表面具 有巨大的表面能而带电荷时，就能吸附v 、c r 、a s 、c d 等元素。由于道路土壤( 尘埃) 所吸附的离子无论数量还是种类都是不固定的，且受多种因素( 重金属元素质量分数、 迁移距离等) 的影响，不同时空城市道路土壤的磁性参数和重金属之间的相关性具有复 杂性。许世远等( 1 9 9 7 ) 认为，潮滩沉积物的粒级组成是影响重金属元素质量分数的重 要因素，一般随着沉积物变细，重金属元素质量分数升高，在上海潮滩沉积物中6 0 的 重金属存在于小于1 6 um 的粒级中，2 um 是重金属质量分数峰值的粒级。刘振东( 2 0 0 5 ) 认为，城市道路土壤吸附重金属离子的能力不仅与其颗粒表面积的大小、性状、类型以 及分子极性有关，而且还与重金属离子的大小、性状、类型、质量分数以及所带电荷有 关，它们之间的关系比较复杂，无法确切地用一个数学表达式描述。 磁性物质富集重金属元素的机理研究的甚少，从环境磁性的角度来看，可能与土壤 磁性增加的物理机制有关，包括磁性增加的载体、磁性矿物的粒度特征以及土壤中有机 质的含量等因素( 王学松，2 0 0 5 ) 。磁性矿物中，特别是铁氧化物的表面特征( 提供羟基 化表面或可逆表面，是土壤中可变正电荷和负电荷的主要载体) 导致其具有较强的吸附 能力。研究表面，氧化铁表面主要有两类表面基团：表面羟基o h ( a 型羟基) 和水合基 o h 一，在一定条件下，可从溶液中解离质子，溶液中的金属离子与h 1 发生交换，从而在 氧化物表面形成配合物或鳌合物。a 型羟基较之别的表面基团具有更大的化学活性和较 高的电负性，更易与重金属离子反应。所以主要是这部分在吸附作用中作贡献( 周代华 等，1 9 9 7 ) 。氧化铁对重金属阳离子有很高的亲合性( b o i l n ， l l ) 。 浙江大学硕士学位论文 从表4 8 中，我们还可以看出，洛阳城市土壤中磁性物质部分和非磁性部分对重金 属元素的吸附在0 0 l 水平下，呈现极显著正相关，相关系数分别为0 7 7 8 、o 8 3 9 、0 9 3 7 、 o 8 5 8 、和o 8 8 0 。这与刘振东( 2 0 0 5 ) 的研究是一致的。城市土壤对重金属的吸附首先 取决于土壤本身的性质，城市土壤中磁性物质对重金属的富集也与土壤本身 苦切相关。 同时，z n 和p b ，c r 和m n 在磁性物质中也都呈现显著正相关，相关系数分别为0 5 8 1 ， o 5 8 2 。这说明这些元素来自同一污染源的可能性很大。城市汽车尾气释放的p b 以及轮 胎磨损产生的z n 是导致城市表土中p b ，z n 含量增加的重要来源。 奄 芒 o o 咖 抽 6 0 4 0 2 0 0 12345678 91 01 11 21 3 1 4151 61 71 81 92 0 样品编号 塑垩查兰堡主堂鱼堡兰 1 6 0 0 1 2 0 0 8 0 0 4 0 0 0 2 0 0 0 5 0 0 0 0 0 5 0 0 o 1 6 0 0 1 2 0 0 4 0 0 o 123456 7891 01 l1 21 3 1 41 51 6 1 7 1 81 92 0 样品编号 1234567891 01 l1 2 1 31 4 1 5 1 61 7 1 81 92 0 样品编号 一3唧扣口l 029l8765432 号编o 品样 9876 54 321 一堂古占埘扣on 一堂宣5唧扣占 浙江大学硕士学位论文 1 6 0 0 口非磁性部分 口 名1 2 0 0 孟8 0 0 n j l 从舢 缸 d4 0 0 _ 胁lj e 丌b 几层 u l234567891 01 11 2 1 31 41 5 1 61 71 8 1 92 0 样品编号 图4 4 洛阳城市土壤中磁性与非磁性部分的重金属含量比较 表4 7 洛阳城市土壤中磁性部分对重金属的富集系数 编号mn p b z nc u c r f e 16 13 74 34 83 8 2 2 9 2 4 67 47 41 0 61 9 91 6 7 35 31 32 23 6 14 9 2 1 6 4 3 95 93 35 96 11 1 8 54 71 23 47 42 8 1 2 4 6 6 53 41 76 63 81 2 9 74 10 8 1 33 6 2 s 1 0 5 85 2 2 52 13 46 61 6 6 95 2 2 92 64 96 41 6 1 1 04 2 3 44 14 77 31 4 6 1 1 5 0 1 92 63 64 61 7 0 1 2 3 43 23 53 77 11 3 3 1 33 12 42 52 51 4 7 1 1 o 1 4 5 24 24 13 96 51 8 8 1 56 11 91 72 95 8 1 9 8 1 6 3 32 45 35 86 31 4 4 1 72 23 53 74 24 7 1 2 3 1 8 4 19 53 73 ，02 ，41 4 2 1 94 15 4 3 46 8 1 1 3 1 8 7 2 04 5 2 ，53 16 86 41 9 9 薹兰 耋契 ： ；j三：三：錾； 4 术 最小2 20 81 32 52 4 i o 5 3 1 浙江大学硕士学位论文 注：料p m n = c u z n p b ，对f e 的富集最大，对p b 的富集最小。从图4 5 中， 我们也可以很直观的看出，各种重金属在磁性物质中的积累量很大。 表4 1 0 中，同样反映了杭州城市土壤中磁性物质部分和非磁性部分对重金属元素吸 附的相关关系，可以看到，各元素在磁性物质部分与非磁性部分中的分布在0 叭水平下， 呈现极显著正相关，相关系数分别为0 8 0 2 、0 8 1 6 、o 9 1 3 、o 8 6 3 和o 7 8 9 。也说明了 磁性物质对重金属的积累是与土壤本身对重金属的积累是一致的，土壤的重金属含量高， 那么相应提取的磁性物质中的重金属含量也高。同时，z n 和m n 、z n 和f e 在磁性物质中 的分别呈现显著正相关，相关系数分别为o 5 8 8 、o 4 7 8 。这也说明了在城市土壤重金属 污染中，z n 元素作为交通污染源识别元素的正确性( l e s t a nd ，2 0 0 3 ) 。 5 0 0 0 4 0 0 0 古3 0 0 0 黎2 0 0 0 蓦1 0 0 0 0 6 0 0 4 0 0 咄| 寸2 0 0 0 浙江大学硕士学位论文 12345678 l2345678 3 3 蚰 加 0 一暑q。o_i)|卿如 9l817l65432 号0 编口硼9 样 87654321 一 心层屑e。层兀 9l8716c u141n2 号0 编，品0 样 羽，扪翊1羽扪 一 团，扪扪扪扪11 9l8l7l61u43l2l 号0 编，品9 样 2 0 0 0 l5 0 0 1 0 0 0 5 0 0 0 1 2 0 0 9 0 0 3 0 0 9 0 0 堂6 0 0 衄1 誓3 0 0 0 o 浙江大学硕士学位论文 图4 5 杭州城市土壤中磁性与非磁性部分的重金属含量比较 一 一 一 一 属肌。肌。m。屋舢屋 一堂昱3卿扣cn 9 1816lu4i3l2 号0 编 品9 样 87 6 5432l 一堂e哪扣3 9 876543l2 导0 编，品 9 样 87 654，u2i 98，l654l3l2 号0 编，品9 样 87654口u2 浙江大学硕士学位论文 4 1 0 杭州城市土壤中磁性部分与非磁性部分重金属含量相关表( n = 1 9 ) 注： + p c u m n p b z n ，对f e 的富集最大，对z n 的富集最小；杭州市土壤的富集系数 为2 9 2 0 1 ，富集大小顺序为f e c r m n _ c u z n p b ，对f e 的富集最大，对p b 的富集 最小。同时，磁性部分与非磁性部分的重金属含量在0 0 1 水平下显著相关，相关系数为： 洛阳m h ( 0 7 7 8 ) 、z n ( 0 8 3 9 ) 、p b ( o 9 3 7 ) 、c r ( o 8 5 8 ) 、c u ( 0 8 8 0 ) ；杭州m n ( o 8 0 2 ) 、 z n ( o 8 1 6 ) 、p b ( 0 9 】3 ) 、c r ( 0 9 6 3 ) 、c 1 1 ( o 7 8 9 ) 。 浙江大学硕士学位论文 4 用t c l p 法评价土壤重金属的环境生态风险。同t c l p 法的国际标准比较，绝大部 分洛阳和杭州工业区和道路区的土壤超标，c d 和p b 的污染最为严重，其次为z n 污染， 所有土壤的c u 含量均小于国际标准( 1 5 m g k g ) 规定。洛阳土壤中8 0 的c d 超标 ( 0 5 m g k g ) ，所有的铅超标( 5 m g h ) ，3 0 9 6 的z n 超标( 2 5 m g k g ) ；杭州土壤中7 5 的 c d 超标( o 5 m g k g ) ，所以的p b 超标( 5 m g k g ) ，4 0 的z n 超标( 2 5 m g k g ) 。同土壤环 境质量评价相比，t c l p 法评价能更有效的说明土壤重金属污染对环境的风险和对人们健 康水平的影响。 浙江大学硕士学位论文 h e a 、了m e t a l sp o u t i o na n de c o l o g i c a ir i s k a s s e s s m e n to fu r b a ns o n a b s t r c t u r b a ns o i li s 越呻。砌m tc o m p o n c n to fu r b 姐e c o s y s t e m s i 岫a 1 1 枷v i t i e ss h t m r 培l y c h a n g e dp h y s i c sa n dc h e r n i g 时o f 也e 讪a i ln m i r es o i l 锄de x e r b a t e dt h es o i l s 咖i 1 1 a t i o n ，r e s u l t i t l gi nas e r i e so fe c o l o 百c a l 姐de n v 的砌蚰t a le 疏c t s d l l et ot h er 印i d g r o w i h0 fp o p l l l a t i o n 姐d 证d u 吲a la c t i v i 吼t h eu r b a ns o i l sh a v eb e 衄s e r i o 璐l yp o l l u t e d 、i 也 h e a _ 、，ym e 删，砌c hr e s u l t e di nas e r i e so fe n v 的咖e n t a lp r o b l e m s t h eo b j e c 廿v e so f 也i s s n l d yw e r et om ec o n d i 6 0 n so f 也eh e a 、，ym e t a lc o n t 锄 1 i i 栅o n 证讪姐s o i l ，也em a i nc 枷e r o f h e a 、，ym e t a li 1 1s o i l 姐de c o l o g i c a lr i s k 越s e s s m e n t 1 r e s u l t ss h o w e dt l l a ts e l e c t e du r b 锄t o p s o i l sw e r eh e a “l yp o l l u t c db yh e a v ym e t a l t h e c o n t e n to fp br 趾g e d 舶m4 8 4t o2 2 7 3 6 m 弛w i mam e 姐c o m e mo f2 5 7 om 眺吕n e c o n t e n to fc rr 锄g e d 舶m5 1 1t o4 6 0 1 m 眺g 、v i mam e 趾c o m e n to f1 0 4 2 m g ，1 ( g 1 1 1 e c o m e n to fm nm g e d 丘o m3 3 0 - 3t o1 1 9 7 2 m g l 【舀、v i 也am e a nc o n t t 斌o f5 3 8 6 m g m g c o n t e mo fz nm g e d 舶m1 6 2 3t o 5 6 9 9 m g l 【g 、v i 也am e a i lc 0 呦o f3 6 4 2 m 啦吕t h e c o m e n to f c ur a i l g e d 疗o m4 7 1t 02 7 8 9 m 啦gw i 血am e a nc o n t e n to f1 1 1 3 m g 瓜g i n h a l l g z l l o uc 咄也eh e a v ym e t a lc o m e n ts 劬n g l yv a r i e d 掣e a t l y 1 1 1 ec o n t e n to fp b r 锄g e d 舶m3 1 9t o3 4 4 5 m 舭gw i 也am e a nc o n t e n to n 3 4 1 m 眺晷1 1 1 ec o m e n to f c r 啪g e d 矗d m2 9 - 3t o1 1 9 6 m i 唱、v i 也am e a l lc o n t e n to f 6 3 3 m g ，l 【g t h ec o n t e n to fm nr a l l g e d 疔o m 3 9 8 6t o1 0 4 2 0 m 啦gw i mam e a nc o n t e n to f5 7 2 2 m 啦g n ec o m e mo fz nr a n g e d 劬m 1 0 6 7 t 08 7 3 i m 非g w i t ha m e a nc o n t e n t o f 2 8 2 9 m 班g t h ec o n t e n t o f c u r 肌g e d 劬m3 5 1 t o1 7 7 3 m g k g 讪n lam e a nc o n t e mo f 9 3 o m g 门( g p ba 1 1 dz nv 撕e dg r e a t l yi nr a 芏1 9 e ，c va r e 5 5 a n d5 5 ，s e c o n d l yc ua n dc r c va r e4 4 a n d3 5 ，a 1 1 d l e1 a s tm na n dc d ，c va r e 2 5 a n d 2 2 2 t h em a g n e t i cm a _ 七e r i a li nm a n t o p s o i i sw a se x 扛a c t e db ym 艇田e ti nc o m b i n a t i o n 诵t ht h e u l 廿a s o n i cd i s p e r s i o n t h er e l a t i o n s l l i pb e t w e e nm a g n e t i cf r a c t i o nc o r n e n tw i t ht 1 1 es o i l m a g n e t i cs u s c e p t i b i l “i e sw a sa i l a l y s e d t h er e s u l t ss h o w e d ：m a g l l e t i cm a t e r i a lc o n t e mh a da l l i g l l l ys i 卿f i c a n t l yc o r r e l a t i o n 砸t l ls o i lm a 鹃e t i cs u s c e 埘b i l i t i e s t h em i n c r a lc o m p o n e ma r e m a d eu po fq u a n z ( s i 0 2 ) 、 h e m a t i t e ( d - f e 2 0 3 ) 、 m a g n e t i t e ( f e 3 0 4 ) a n dk a o l i n e 浙江大学硕士学位论文 ( a 1 2 s i 2 0 5 ( o 田4 ) 。 3 t h ec o n c 曲仃a t i o na n a j y s i so fh e a 、可m e t a l ss h ( 删t l l a th e 哪7m e 伽e 删c h e do n a 驴e t i cm a t e f i a l t h ee n r i c h m e mf a c t o ri nl u o y a i l gc i 哆r a i l g e d 丘d m3 3t o1 5 8 ，a n dt h e e n i i c go r d e rf 0 1 l o 粥i nf e c r c u m n p b 砜t h ef a c t o ro f f ei sm el a r g e s ta i l dm ef a c t o r o f z ni s 也es m a l l e s t i nh a n g z h o uc i 饥t h ee 埘c h m e n tf k t o rm g e d 丘_ 0 m2 9t o2 0 1 ，a n dm e e i m c h i n go r d e rf o l l o w si nf e c r 血= c u z f l p b ，m ef a c t o ro f f ei sm el a r g e s ta i l dm ef a c t o r o fp bi st h es m a l l e s t a tt h es 锄et i i n e ，t l l eh e a v ) rm e t a lc o n t e n tb e 眦e nm a g n e t i ca i l d n o n - m a g 口e t i cp a r to ft 1 1 es o i l i ss i g n i f i c 趾廿yp o s i t i v e l yc o r r e l a t e da n dm ec o r r e l a t i o nf 如t o ro f ，z n p b ，c ra i l dc ua r e0 7 7 8 ，0 8 3 9 ，0 9 3 7 ，o 8 5 8a n d0 8 8 0r e s p e c t i v e l yi nl u o y a n gc 吼 1 1 l ec o r r e l a t i o nf h c t o ro f ，2 扎p b ，c ra i l dc ua r e0 8 0 2 ，o 8 1 6 ，o 9 1 3 ，0 9 6 3 锄do 7 8 9 r e s p e c t i v e l yi i lh a i l g 出o uc i 够 4 + u s i i l gt c l pp r o c e d u r e ，e c o i o 西c a lr i s ko f h e a v ym 酏a l i nu r b 趾t o p s o i l sw a se v a l u a t c d r e s u l t s 砌i c t e dt h a tt h eh e a v ym e t a l sc o m e n t se x t m c t e db yt w or e a g e n t sa r es i g i l i f i c 龇l n y r e l a 伽t ot h et o t a lc o n t e m s t h ee x 订a c t c dc o n t e n ti n c r e a s e s 、 r i t l la ni i l c r e a s e i n go ft o t a l c o m e n t t 1 l ec o n t e n te x 仃a c t e db y 血ee d l ar c a g e n t si sg e n c r a l l yl l i 曲c rt h a nt h ec o n t e n to f t 1 1 et c l pe x t r a c t i n g c o m p 眦d 、i mt l l et c l pi n t e m a t i o n a ls t a n d 盯d s ，w ef o u l l dt h a tt 1 1 e h e a v ym e t a l se x t r a c t e db yt c l pi nu r b a i lt o p s o i l so fh a n g z h o uc 时a n dl u o y a l l gc i t ya r e h j g h c rt l l a l lt h el i l i tc da i l dp bp o l l l n i o na r et l l em o s ts e v e r e 巩f o l l o w c db yz n a uo f m ec u c o n t e n to f 恤s o i la r