北京市凉水河污灌区土壤重金属累积和形态分析.doc

北京市凉水河污灌区土壤重金属累积和形态分析
胡文1,王海燕2,查同刚2*,王宇3,蒲俊文1,王玉红2,王晨2
1. 北京林业大学材料科学与技术学院, 北京 100083; 2. 北京林业大学水土保持学院//教育部水土保持与荒漠化防治重点实验室, 北京 100083;
3. 河北省林业局, 河北石家庄 050081
摘要:采用野外定点连续采样和室内分析相结合的方法,对北京市凉水河污灌区土壤中Cu、Zn、Cr、Pb、Ni等重金属在土壤中的累积及其化学形态进行了系统研究。结果表明,①凉水河污灌区土壤中重金属的质量分数均高于北京地区的土壤背景值,,凉水河污灌区土壤已经发生明显的重金属累积。②土壤重金属元素之间相关分析表明研究地区存在重金属复合污染,土壤有机质与土壤重金属显著相关表明污灌可能是导致土壤重金属富集的重要原因;土壤各理化性质与土壤重金属相关性表现不一致,土壤重金属富集与迁移的影响因素复杂多样。③Tessier连续提取法测定土壤5种重金属的形态分布规律均为:残渣态>铁锰结合态>有机结合态>碳酸盐结合态>可交换态,铁锰结合态含量较高与污水中铁锰含量较高具有一定的关系;凉水河污灌区重金属潜在迁移能力顺序为:Cu >Zn >Pb > Ni> Cr。④综合分析各土壤重金属富集状况、形态分布及其生态毒性,Cu和Pb是凉水河污灌区土壤中需要优先控制的重金属。
关键词:凉水河;污灌;土壤重金属;累积;形态分析;复合污染
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2008)04-1491-07
我国是一个水资源分布不均且相对缺乏的国家,随着经济发展用水的增加和富营养化等水体污染问题导致的水质型缺水的出现,水资源短缺已经成为影响区域经济发展和人们生活的重要限制因素。污水灌溉能够在一定程度上缓解用水的供需矛盾,在我国部分城镇,污水已经成为灌溉用水的重要水源;特别在干旱缺水季节,污水灌溉仍然是解决农业缺水的主要途径。随着污灌面积的迅速扩大,由于污水灌溉导致的环境问题日趋严重,其中土壤重金属污染问题最为突出[1-6]。北京市东南郊由于降水资源不足以及经济耗水等原因,具有相对较长的污水灌溉历史,随着城市化进程的发展,部分污灌农田已经改变为城市建设用地,但仍然存在大量以凉水河和凤港河为主要水源的典型污灌区[7-8]。很多学者对北京市污灌农田土壤重金属污染的来源、重金属形态和有效性进行了初步研究,如陈俊等[9]对新河污灌区土壤中重金属的形态分布和生物有效性进行了研究,朱桂珍[7]研究了北京东南郊污灌区土壤环境重金属污染现状并提出了防治对策,杨军等[10]对北京市凉凤灌区土壤重金属的积累现状进行了研究,并对其变化趋势进行了分析。但污灌问题涉及因素众多,与当地的气候、土壤、农业、经济发展和工业化水平等密切相关,同时重金属在土壤中的污染过程具有长期性、隐蔽性和难降解等特点,污灌区土壤重金属的富集和形态分析,仍然是有待进一步研究的重要科学问题[11-16]。尤其是北京等缺水城市拟开展中水回用,深入研究污水灌溉对土壤重金属积累的影响,对于评估中水回用的环境风险也具有一定的参考价值。
本文选取北京市典型污灌区——凉水河污灌区,通过系统采样和测定,全面分析了土壤重金属含量的时空分布