（环境科学专业论文）西安市郊农田土壤重金属污染及形态分析.pdf

和m n ( - 0 5 9 ) 尚未造成污染；以潜在生态危害系数法进行评价，除了h g ( 4 5 0 1 2 ) 污染比较严重，达到极强程度。具有很强的潜在生态危害外，a s ( 6 6 1 ) 、c r ( 4 8 1 ) 、 c u ( 7 5 4 ) 、p b ( 1 7 5 5 ) 、m n ( 1 9 9 ) 、n i ( 1 1 5 8 ) 和z n ( 1 0 4 ) 具有轻微的潜 在生态危害；综合多种重金属的潜在生态危害指数值为5 0 1 2 5 ，表明西安市郊农田 土壤重金属污染达到强生态危害型，生态风险很高。 4 西安市郊农田土壤中重金属元素的赋存形态各异。c u 主要赋存形态是残留态 为6 3 7 4 ( 5 1 ，9 8 7 8 9 0 ) 。其次是铁锰氧化物结合态为2 3 。5 3 ( 7 0 l 4 2 5 9 ) ， 碳酸盐结合态为6 1 6 ( o 4 2 - 2 3 7 5 ) ，有机物结合态为4 6 2 ( o 3 6 - 1 0 5 5 ) ， 可交换态所占百分比最少，平均为1 9 5 ( o 4 9 - 3 7 5 ) ；z n 主要赋存形态是残 留态为6 5 9 6 ( 4 7 1 4 - - 8 0 5 9 ) ，其次是铁锰氧化物结合态为2 2 7 8 ( 1 2 2 5 - 3 4 5 1 ) ，有机物结合态为5 3 7 ( 2 0 3 - 2 0 1 5 ) ，可交换态平均为2 4 2 ( n d - 1 1 8 9 ) ，碳酸盐结合态为3 4 8 ( o 8 9 - 1 3 4 0 ) ；c r 主要赋存形态是残 留态为7 5 3 5 ( 6 0 4 5 8 4 1 3 ) ，其次是铁锰氧化物结合态为1 5 0 6 ( 8 7 1 - 2 1 8 9 ) ，有机物结合态为4 7 9 ( 2 2 3 1 0 8 9 ) ，碳酸盐结合态为2 9 5 ( n d - - 6 6 0 ) ，可交换态平均为1 8 5 ( n d - - 3 。3 7 ) ；m n 主要赋存形态是残留 态为8 2 5 7 ( 7 8 0 6 - 8 8 3 7 ) ，其次是铁锰氧化物结合态为1 4 3 4 ( 8 9 6 - , 1 8 4 4 ) ， 碳酸盐结合态为2 1 2 ( 1 4 9 - - 2 8 7 ) ，有机物结合态为0 7 3 ( n d - 1 5 3 ) ， 可交换态所占比重最小，平均为0 3 6 ( n d - i 0 3 ) ；n i 主要赋存形态是残留态 为7 2 0 5 ( 5 4 7 2 8 5 8 2 ) ，其次是铁锰氧化物结合态为1 6 3 6 ( 8 7 9 - 2 6 2 8 ) ， 可交换态为5 2 4 ( 1 - 9 7 - 8 1 1 ) ，碳酸盐结合态为3 8 4 ( 1 0 2 - 7 0 5 ) ，有机 物结合态为1 8 8 ( n d - - 4 6 6 ) 5 统计分析表明，c u 分别和窈、c r 、n i 、m n 表现出较好的相关性；z n 分别和 c r 、m n 、p b 、n i 表现出较好的相关性：m n 分别和n i 、h g 有较好的相关性；n i 和a s 、h g ，p b 和舡，a s 和h g 等都表现出了较好的相关性：c u 、z n 、c r 、m n 、 n i 、p b 等总量与低频磁化率相关性较好；c u 、c r 、n i 、p b 等总量与土壤p h 值相 关性较好：c u 、z n 、c r 、m n 、n i 、p b 等总量与土壤黏粒所占比重相关性较好： c u 、z n 、m n 、n i 、p b 、h g 等总量与土壤有机质含量相关性较好。 6 土壤理化参数也与重金属各形态间有较好的相关性。c u 的可交换态与高频磁 化率、黏粒含量有较好的相关性，残留态与土壤黏粒含量有较好的相关性；z n 的 可交换态与有机质含量，碳酸盐结合态与土壤黏粒，有机物结合态与有机质含量， 残留态与有机质含量有较好的相关性：c r 的铁锰氧化物结合态与高频磁化率有较 好的相关性，与土壤p h 值、土壤黏粒负相关，有机物结合态与磁化率有较好的相 关性，c r 的残留态与高频磁化率、土壤黏粒有较好的相关性：m n 的碳酸盐结合态 与低频磁化率、土壤黏粒、有机质含量有较好的相关性，铁锰氧化物结合态与有 机质含量有较好的相关性，残留态与磁化率、土壤黏粒有较好的相关性；n i 的可 交换态与磁化率有较好的相关性，碳酸盐结合态与磁化率、土壤黏粒有较好的相 关性，有机物结合态与磁化率、p h 值有一定的相关性，n i 的铁锰氧化物结合态与 土壤p h 值有一定的负相关性，残留态与磁化率、土壤黏粒、有机质含量有较好的 相关性。 关键词：农田土壤：重金属：污染评价；形态：西安 h i a n a l y s i so f h e a v ym 硼c o n t a m i n a t i o na n dc h e m i c a ls p e c h t t i o ni nf a r m l a n ds o i l i nt h es u b u r bo f x i 蛆 w a n gl i n g q i n g a b s t r a c t ：b a s e do nf u l lf i e l ds u r v e ya n dd a t ac o l l e c t i o n , 2 0 7f a r m l a n ds o i ls a m p l e s w e c o l l e c t e df r o m6 9s e m p t m gs i t e s t h e s es a m p l i n gs i t e sd i s t r i b u t e di ne a s t e r n s u b u r b ，s o u t h e r ns u b u r b ，w e s t e r ns u b u r ba n dn o r t h e r ns u b u r bo fx i a 血a te a c h s a m p l i n gs i t e , s o i ls a m p l e sw e r ec o l l e c t e df r o mt h r e ed i f f e r e n tp r o f i l e s ，n a m e dh o r i z o n a ( d e p t hf r o m0t o1 0 c m ) , h o r i z o nb ( d e p t hf i o m1 0t o2 0 c m ) a n dh o r i z o nc ( d e p t h f r o m2 0t o3 0 e r a ) s o m es o i lp h y s i c a le n dc h e m i c a lp r o p 硎e si 扯l u d i n gs o i l p a r t i c l e - s i z e , 优b a n i c m a t t e r v a l u e , p hv a l u e a n d m a g n e t i cs u s c e p t i b i l i t y w e r e d e t e r m i n e d 。a t s e n i ca n dm e r c u r yi nt h es o i lr u m p l e sw a t g td e t e r m i n e db ya t o m i c f l u o r e s c e n c es p 咖鼬r ya n dc o f i m z , c 抽o l n i u l n , 城z i n c ，i n a f l g a n e s e , n i c k e l li nt h e s o i ls a m p l e sw e r ed e t e r m i n e db yf l a m ea t o m i ca b s o r p t i o ns p e c t r o m e t r y c h e m i c a l s p e c i a t i o no fh e a v ym e t a le l e m e n t s 删i p p c r ，c h r o m i u m , z i n c ，m 舡喀龇i e 辨，m c k e lw a s s t u d i e du s i n gs e q u e n t i a le x h 枷o nm e t h o 正f a c t o r si n f l u e n c i n gh e a v ym e t a le l e m e n t s c o 血。朗i 删a n dc h e m i c a ls p e c i a t i o nw e d i s c u s s e d t h e s ec o u l dp r o v i d ear e f e r e n c e f o ra 鲥c l l i t i l 砖p r o d u c t i o na n dp r e v n f i o na n dc o n t r o l l i n go fh e a v ym e t a lc o n t a m i n a t i o n i nf a r m l a n ds o i l 1 1 m a i nc o n c l m i o m 咄l i s t e db e l o w ： 1 t h es o i l t e x t u r e t y p e o f f a r m l a n ds o i l i n t h es u b u r b o f ) ( i a n i ss u t ys a n d s o i l a n d t h e a v e r a g ec l a yc o n t e n tw 弱1 】1 麟，t h ea v e r a g es i l t ys a n dc o n t e n ti s6 3 4 4 a n dt h e a v e r a g es a n dp a r t i c l e s n t c mw 船2 5 4 1 t h ea v e r a g ep hv a l u ew a s8 6 s os o i lw a s t h ea l k a l i n es o i l t h ea v e r a g eo r g a n i cm a t t e rc o n t e n gw a s2 6 9 0 4 ，e s p e c i a l l yh i g h e ri nt h e s o u t h e r ns u b u r ba n dw e s t e r ns u b u r b l o w - 毹q u e n c ym a g n e t i cs u s c e p t i b i l i t y , h i g h - f r e q u e n c ym a g n e t i cs u s c e p t i b i l i t ya n df r e q u e n c ym a g n e t i cs u s c e p t i b i l i t y w e 1 2 6 4 5 ( 1 0 s m 3 k g ) 、l 18 4 9 ( 1 0 * m 3 k g ) a n d6 0 4 r e s p e c t i v e l y 2 t h ea v e r a g ec o n t e n to f c o p p e r , z i n c ，c h r o m i u m , i n a n g z n e s e ，m c k e l ，l e a d , 锄- s e n i ca n d m e r c u r yi nt h es o i ls a m p l e sw c r c3 4 0 2m g k g ( f f o m l 0 。5 6t o11 5 。3 0m e k s ) , 1 5 7 0 3 m g k g ( f i o m6 3 6 1t o3 8 2 8 0m g a g ) , 6 7 8 7m g k g ( f r o m2 6 4t o1 5 6 3m g k g ) , 5 4 1 1 5 m g k g ( 舶m3 4 1t o8 1 8 9 8m 眺g ) ，5 8 6 7m g k g ( f r o m3 0 5 5t o1 1 3 8 0m s g ) ，6 7 4 1 m g k g ( f r o m2 3 2t o1 8 2 4 1m g k g ) ，7 7 5m g k g ( f r o m2 0 8t o1 5 9 4m g ，l 【g ) a n d1 4 2 m g k g ( 劬mo o l t o1 7 5 0m g k g ) c o n t e n to fm e r c u r y , l e a d , z i n ca n dc o p p e ri n f a r m l a n ds o i li nt h es u b u r bo fx i a ni s1 1 i g h e r c o n t e n to fc o p p e r , z i n c ，m n g 狃e 辩a n d c h r o m i u md e c l i n e d 、 r i t ht h ei n e a s i n gd e l y i hi nt h es o i lp r o f i l e o t h 廿 h e a v ym e t a l e l e m e n t sd i d n tp r e s e n tt h i sr e g u l a rp a t t e r 几t h eh e a v ym e t a le l e m e n t sc o n t e n tc h a n g ei n v t h es o i lp r o f i l ew a si n t l t m e e db ym a n yf a c t o r ss u c ha sh u m a na c t i v i t i e s ，p l a n tu p t a k e ， a n di m m e r s i o n , i m p e n e t r a t ea n dl o s so f w a t e r 3 s e v e r a lp o l l u t i o ne v a l u a t ei n d i c c - so fh e a v yl l n c t a l si nc r o p l a n ds o i ls a m p l e sa r o u n d x i a l l e i t yw e l ec a l c u l a t e d s i n g l ef a c t o rc o n t a m i n a n t i n d e xo f 扯吲c ，z i n c ， m a n g a n e s e ，m e r c u r y , c o p p e r , l e a d n i c k e l ，a n dc h r o m i u mw a s0 6 6 ，1 0 4 ，1 o 11 2 6 , 1 5 l ，3 5 l ，2 3 2a n d2 4 ，r e s p e c t i v e l y s y n t h e t i c a lp o l l u t i o ni n d e xw 勰8 8 5a n di t i n d i c a t e dt h a tt h eh e a v ym e t a lc o n t a m i n a t i o nw a ss e r i o u s g - e o a e e u m u l a t i o ni n d e xo f i l l 鸵l l i c ，z i , e 。m a n g a n e s e ，m e r c u r y , c o p p e r , l e a d , n i c k e l , a n de l a r o m i u mw a s 一1 2 1 ，- 0 5 6 , - o 5 9 ，1 3 7 ，- 0 1 1 ，1 2 3 ，o 6 1a n do 6 6 ，z 哪e t i v e l y 1 1 地p o t e n t i a le c o l o g i c a lr i s kf a c t o r o fm e r c u r y 啪s4 5 0a n dt h ep o t e n t i a le l o g i e a lw s l r o n g , a n dt h a to fi l r s c n i c 。 e l a r o m i u m , c o p p e r , l e a d , m 赳l 掣l 麟，n i c k e la n dz i n cw a s6 6 1 。4 8 1 ，7 5 4 ，1 7 5 5 。1 9 9 , 1 1 5 8a n d1 0 4 ，l c c s p e e l i v e l y p o t e n l i a le c o l o g i c a lr i s ki n d e x 啪s5 0 1 2 5 锄di t i n d i c a t e dt h a th e a v ym e t a lc o n t a m i n a t i o nw a ss e r i o u sa n dt h ee c o l o g i c a lr i s kw a sh i g l a 4 c h e m i c a ls l 弛c i a t i o l lo fd i f f e r e n th e a v ym e t a ld e m e n t si nf a r m l a n ds o i li nt h e s u b u r bo fx i 蛆w 鹊d i f f e r e n t1 1 摇m a i ns p e e i a t i o no f c o p p e rw a sr e s i d u a lf o r ma n di t s a v e r a g ep e r c e n tw a s6 3 7 4 ( f r o m5 1 9 8t o7 8 9 0 ) ，a n dt h es e c o n dw a sf e - m no x i d e c o m b i n e df o r m a n di t sa v e r a g ep e r c e n tw a s2 3 5 3 ( t i o m7 o lt o4 2 5 9 ) m a v e r a g ep e r c e n to ft h ec a r b o n a t ec o m b i n e df o r m , t h eo r g a n i cc o m b i n e df o r ma n dt h e e x c h a n g e a b l ef o r mw 私6 1 6 ( f r o m0 4 2t o2 3 7 5 绚，4 6 2 杈f r o mo 3 6t o1 0 5 5 呦 a n d1 9 59 “f r o mo 4 9t o3 7 5 ) t h em a i ns p e e i a t i o no f 2 i n ew 船r e s i d u a lf o r ma n di t s a v e r a g ep e r c e n tw a s6 5 9 6 ( f i - o m4 7 1 4t o8 0 5 9 ) ，a n dt h es e c o n dw a s f e - m _ no x i d e c o m b i n e df o r ma n di t sa v e r a g ep e r c e n tw 2 2 7 1 1 ( f r o m1 2 2 5t o3 4 5l ) m a v e r a g ep e r c e n to f t h eo r g a n i cc o m b i n e df o r m , t h ee x c h a n g e a b l ef o r ma n dt h ee a r b o n a t o c o m b i n e df o r mw 私5 3 7 ( f r o m2 0 3t o2 0 1 5 呦，2 4 2 ( t i o mn o n - d e t e e e dt o 1 1 8 9 * , 4 ) a n d3 4 8 ( f r o m0 8 9t o1 3 4 ) 1 km a i ns p i a t i o no fe l a r o m i u mw a f t r e s i d u a lf o r ma n di t sa v e r a g ep e r e e tw a s7 5 3 5 ( f r o m6 0 4 5t o8 4 1 3 ) ，a n dt h o s e c o n dw a sf c - m _ no x i d ec o m b i n e df o r ma n di t sa v e r a g ep e r c e n tw 1 5 0 6 ( f r o m 8 7 lt o2 1 8 9 ) 1 1 蝣a v e r a g ep e r c e n to ft h eo r g a i ec o m b i n e df o r m , t h ec a r b o n a t e c o m b i n e df o r ma n dt h ee x c h a n g e a b l ef o r mw 私4 7 9 ( f r o m2 2 3t o1 0 8 9 ) ，2 9 5 ( f i o mn o n - d e t e e e dt o6 6 0 ) a n d1 8 5 ( f r o mn o n - d e t e e e dt o3 - 3 7 ) t h em a i n s p c e i a t i o no fm a n g a n e s ew a sr e s i d u a lf o r ma n di t sa v e r a g ep e r c e n tw a s8 2 5 7 ( f r o m 7 8 0 6t 08 8 3 7 ) ，a n dt h es e c o n dw a sf e m no x i d ec o m b i n e df o r ma n di t sa v e r a g e p e r c e n tw a s1 4 3 4 杈f r o m8 9 6t o1 8 4 4 徇皿ea v e r a g ep e r c e n to ft h ec a r b o n a t e c o m b i n e df o r m , t h eo r g a n i cc o m b i n e df o r ma n d 恤e x e l l a n g e a b l ef o r mw a s2 1 2 v i * kf r o m1 4 9t o2 8 7 呦，o 7 3 ( f r o mn o n - d e t e e e dt o1 5 3 呦a n d0 3 6 ( f r o m n o n - d e t e e e dt o1 0 3 1 1 1 璩m a i ns p e e i a t i o x ao f n i c k e lw a sr e s i d u a lf o r ma n di t sa v e r a g e p e r c e n tw 勰7 2 0 5 ( f r o m5 4 7 2 t o8 5 8 2 ) ，a n dt h es e c o n dw a sf e - m t lo x i d e c o m b i n e df o r ma n di t sa v e r a g ep c - r c e n tw a s1 6 3 6 ( f r o m8 7 9t o2 6 2 8 ) t h e a v e r a g e p e r c e n to f t l a ee x e l u m g e a b l ef o r m , t h ec a r b o n a t ec o m b i n e df o r ma n dt h eo r g a n i c c o m b i n e df o r mw a s5 2 4 杈f r o ml 舯t o8 1 1 脚，3 8 4 杈f r o m1 0 2t o7 0 5 呦a n d 1 8 8 ( f r o mn o n - d c t e e e d t o4 6 6 ) 5 t h es t a t i s t i c a ld a t as h o w e dt h a tt h e r ew a sac l o s ec o r r e l a t i o nb c t w e c nc o p p c l a n d 五地，c h r o m i u m , n i c k e l ，n l a n g a l l l e , r e s p e c t i v e l y ac l o s ee o r r e l a t i 0 1 3 a l s oe x i s l e d t l e , t w c c l lz i n ca n de l a r o m i u m , m a n g a n e f l t ：，l e a d , n i c k e l ，r e s p e e l i v c l y t h e r ew a sa l s oa d o s ee o r r e l , 缸i o nb c t w t ，c nm a n g a n e a n dn i c k e l , m a a y r e s p e c t i v e l y ad o s e e o r r e l a t i o r ta l s oe x i s t 刮lb e t w l ：宅nn i c k e la n d1 1 攒1 3 i c ，l e a da n d 锄篇疵，锄葛e n i c 缸d l n c l c l l r y ，r e s p e e t i v e l y l o w - f r e q u e n c ys u s e e p t i b i u t yh a dad o s ec o r r e l a t i o nw i t ht h e c o n t e n to fc o p p e r , z i n c ，c h r o m i u m , u l a n g 础, n i c k e l ，a n dl e a d , r e s p e c t i v e l y s o i lp h v a l u ea l s oh a dac l o s ec o r r e l a t i o nw i t hc o p p e r , c h r o m i u m , n i e k e ka n dl e a d , r e s p e c t i v e l y s o i lc l a yh a dac l o 辩c o r r e l a t i o nw i t ht h ec o n t e n to f c o p p e r , 五，c h l o l ：n i u l n , m 孤g 舡- e ， n i c k e l , a n dl e a d , 删v e l y s o i lo r g a n i cm a t t e rh a dac l o s ec o r r e l a t i o nw i t ht h e c o n t e n to f c o p p e r , 2 i n e ，m 趾g 出l 雠，n i c k e l ，i n c l c u l ya n dl e a d , r e s p e c t i v e l y 6 t h es t a t i s t i c a ld a t as h o w e dt h a t 旧舭w a f tac l o s ec o r r e l a t i o nb c t w e e ns o i lp h y s i c a l a z a dc h e m i c a lp r o f i l e sa n dd i f f e r e n td a e m i e a ls l ，e c i a t i o l l f o rc o p p e r , t h e r e w s sad o s e c o r r c l a t i o r ab e “v e t h ee x c h a n g e a b l ef o r ma n dh i g h - f r c q u 血e ys u s c e p t i b i l i t y , s o i lc l a y , r e s p e c t i v e l y , a n db e t w e e nt h er e s i d u a lf o r ma n ds o i ld a y f o r 洳c ，ac l o s 4 ，c o r r e l a t i o n e x i s t e db e t w e e nt h ee x c h a n g e a b l ef o r ma n ds o i lo r g a n i cm a t t e r , c a l - b o n a t ec o m b i n e d f o r m a n ds o i lc l a y , o r g a n i cc o m b i n e df o r ma n ds o i lo r g a n i cm a t t 盯9r e s i d u a lf o r m sa n d s o i lo r g a n i cm a t t r e s p e c t i v e l y f o rc h r o m i u m , ac l o s ec o r r e l a l i o ne x i s t e db e “v 啪 f e - m no x i d ec o m b i n e df o r ma n dl a i g h - f r e q u e n e ys u s c e p t i b i l i t y , o r g a n i cc o m b i n e df o r m a n ds u s c e p t i b i l i t y r e s p e e l i v e l y a n dan e g a t i v ec o r r e l a t i o nw a sf o u n db e t w e e nf e - m n o x i d ec o m b i n e df o r m a n dp i - iv a l u e , s o i le z a y , r e s p e c t i v e l y f o rm a n g a n c s e , t h e r ev 隰sa c l o s ec o r r e l a t i o ni t w e e l lc a r b o n a t ec o m b i n e df o r ma n ds u s c e p t i b i l i t y , s o i lc l a y , s o i l o r g a n i cm a l t e f 9r e s p e c t i v e l y , a n db l e t - w e e nf e - m n o x i d ec o m b i n e df o r ma n ds o i lo r g a n i c m l l l ：t e r oac l o s ec o r r e l a t i o na l s oe x i s t e db e t w c c l lt h er e s i d u a lf o r ma n ds u s c e p t i b i l i t y , s o i l c l a y f o rn i c k e l ，t h e r ew a sa c l o s ec o r r e l a t i o nb e t w e e nt h ee x c h a n g e a b l ef o r ma n d s u s c e p t i b i l i t y , a r b o n a t cc o m b i n e df o r ma n ds u s c e p t i b i l i t y , s o i lc l a y , r e s p e c t i v e l y a d o s ec o r r e l a t i o ne x i s t e db c t w e c no r g a n i cc o m b i n e df o r ma n ds u s c e p t i b i l i t y , p hv a l u e ， v r e s p e c t i v e l y an e g a t i v ec o r r e l a t i o nw a sf o u n db e t w e e nf e - m n o x i d ec o m b i n e df o r m a n dp hv a l u e t h e r ew a sac l o s ec o r r e l a t i o nb e t w e e nt h er e s i d u a lf o r ma n ds u s c e p t i b i l i t y , s o i lc l a y , s o i lo r g a n i cm a t t e r 9r e s p e c t i v e l y k e y w o r d s ：f a r m l a n d o i l , h e a v ym e t a l , p o l l u t i o ne v a l u a t i o n ，s p e c i a t i o n ，x i 蛆 v l 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，论文中不包含其 他个人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得陕西蜘范大学或其它 教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人 和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：苎塑鐾耋日期： 学位论文使用授权声明 本人同意研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属陕西师 范大学。本人保证毕业离校后，发表本论文或使用本论文成果时署名单位仍 为陕西师范大学。学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其它指定机构 送交论文的电子版和纸质版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并 允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查阅；有权将学位论文的内容编入 有关数据库进行检索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。 作者签名：薹y 鼗日期： 1 引言 1 1 立题背景及研究意义 土壤是土地资源的核心，为植物、动物和微生物生长与繁殖提供营养物质， 也是人类赖以生存与发展的宝贵资源。随着经济的发展，工业的进步，城市化进 程的不断加快，土壤环境不断受到来自工业和生活废水、固体废物、农药化肥及 大气降尘等物质的污染，土壤环境质量进一步下降据估计，目前我国受污染的 耕地面积近2 0 0 0 万公顷，约占耕地面积的l 5 ，每年因土壤污染而减少的粮食产量 高达1 0 0 0 万吨，直接经济损失达l o o 亿元，另外还有1 2 0 0 万吨粮食，其污染物超标； 两者的直接经济损失达_ 2 0 0 多亿元。土壤污染已经成为我国面临的重要环境问题之 一，加强农田土壤环境质量的监测和评价对于保护土壤环境质量和粮食安全具有 重要的意义，土壤重金属含量和农田土壤环境质量评价研究成为环境科学的一个 重要研究领域。 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土壤质量退化、生态与环境 恶化的现象。重金属是土壤环境中一类具有潜在危害的持久性有毒污染物，一般 不易随水淋失，不能被微生物分解；相反地，重金属常在土壤环境中富集，甚至 转化为毒性更大的甲基化合物过量的重金属通过食物链进入人体后将对人体健 康产生极大的危害。资料表明，部分重金属具有致突变、致癌、致畸作用i “2 1 。人 们通常关注镉、汞、铅、铬、铜、锌、镍、钼、钴、锰等。 土壤中重金属污染来源广泛，主要包括有大气降尘、污水灌溉、工业固体废 弃物的不当堆置、矿业活动、农业和化肥等毋d n 土壤中的重金属还可通过淋洗和 径流等作用污染地表水和地下水，对水环境造成潜在危害而且，土壤中的重金 属具有隐蔽性、不可逆性和长期性等特点。在其累积初期，毒害作用并不明显， 因此不易被人们轻易觉察或关注，但一旦当其毒害作用表现出来，就难以消除 日本的第二公害病痛痛病便是一个典型的例证，该病2 0 世纪6 0 年代发生于富 山县神通川流域。宣至7 0 年代末才基本证实其原因之一是当地居民长期食用被含 镉废水污染了的土壤所生产的“镉米”所致( 重病区大米含镉量平均为0 5 2 7 m g k g ) ， 此时，致害的那个铅锌矿已经开采结束了，其间历经二十余年。张士灌区的镉污 染，造成大面积的土壤毒化、水稻矮化、稻米异味、含镉量超过食品卫生标准 经过很多年的艰苦努力，包括施用改良剂、深翻、清灌、客土和选择品种等各种 措施，才逐步恢复其部分生产力，付出了大量的劳力和代价【l 。”j 。 市郊农田土壤是城市生态环境的重要组成部分，对城市的可持续发展有着重 要意义。城市近郊作为城市和乡村经济活动交互作用的过渡地带，土地利用类型 的多样性、地表结构的复杂性及高度可变性，为这一特殊的经济、地理区域土壤 资源的保护、利用与管理带来严峻挑战。一方面，城市近郊作为城市生活与生产 资料的源”，其城郊型农业是鲜活农产品的重要来源；随着加速发展的城市化、工 业化进程，城市近郊土壤资源快速萎缩、农业集约化程度不断提高、土壤利用强 度日益加大，农化产品的过量施用导致有害物质在土壤中积累的现象相当普遍。 另一方面，城市边缘带也是城市及工业“三废”物质排放的呻 竹，工业、交通、生活 等所产生的大量污染物进入土壤，使得城市土壤的各种性质发生了变化 1 4 - 1 6 】。土 壤污染物不仅来源复杂，而且量大，所以使得城市边缘带土壤健康质量明显下降。 与工业发达城市相比，西安市工业能耗、排污量都相对较高，易对周围环境 造成污染；同时，西安市是我国较大的污灌区，长期污水灌溉的负面影响比较突 出。西安市土壤重金属污染问题已经引起了科学工作者的关注和文祥等【l7 】测定 了西安市红旗机械厂附近污水灌溉土壤中的h g 、c r 、j h 含量，发现大部分污灌土 样的h g 、a s 、c 晗量均高于清灌土样和黄土高原地区重金属元素背景值，表明污 灌土样均受到不同程度的污染。庞奖励等【1 8 9 】对西安污灌土、正常土壤及在其上 种植的西红柿、梅豆、辣椒、芹菜、白菜中c d 、c u 、c r 、p b 、a s 、h g 元素含量进 行了研究，实验结果表明这些元素在污灌土中发生了明显的累积，在上述蔬菜中 也发生了明显累积，但不同元素的累积强度不同，蔬菜不同生长阶段对土壤重金 属吸收程度也不同。本课题组刚曾对西安市不同功能分区土壤中的重金属含量进 行了初步研究，结果表明，西安市工业区表层土壤重金属污染严重，交通道路边 缘带为中度污染，其它功能区为轻度污染。 从2 0 世纪7 0 年代起，人们就开始认识到土壤重金属污染的危害程度不仅与土 壤中重金属的总量有关，更与土壤中重金属的存在形态和各形态所占比例有关 瞰- 2 3 1 。土壤中重金属的形态和各形态之间的转化与土壤条件( 土壤类型、土壤理 化性质、土壤水热状况) 密切相关 2 4 2 5 ) 。目前对西安市土壤重金属污染的研究局 限于重金属总量的评价，对土壤重金属形态的研究几乎是一片空白。因此必须在 了解、分析、跟踪和总结国内外土壤重金属污染研究的最新发展趋势和前沿的基 础上，开展对西安市郊农田土壤重金属形态的研究，找出影响土壤重金属形态的 相关因子，以便农业生产上采取措施调控土壤理化性质，防治土壤重金属污染， 降低重金属对农作物的危害。 本研究是教育部新世纪优秀人才支持计划“渭河陕西段水体及流域土壤重金 2 属污染研究( n c e t - 0 5 - 0 8 6 1 ) ”的阶段性成果。首次系统地研究了西安市郊农田土壤 的理化性质( 土壤粒径、p h 值、有机质含量、磁化率) 和土壤中重金属元素c u 、 z n c r 、m n 、n i 、p b 、a s 、h g 含量，分析测定了土壤中重金属元素c u 、z n