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西安灌区土壤重金属形态特征及生态风险评价


□ 任伟琴 梅凡民 陈 敏

  在工业化和城市化过程中,来自现代工业、交通以及生活污染源的重金属等有害物质,以大气、水、固体废弃物形式向土壤中排放,导致土壤受到严重污染。土壤中重金属的致毒效应和生态风险不仅与土壤重金属全量有关,也与土壤重金属的化学形态密切相关。本文对西安市土壤中重金属的污染状况进行研究,并在此基础上对该地区土壤进行生态风险评价。
  西安市北郊主要以接纳城市工业和生活污水的沣惠渠和邓家村污水处理厂的废水以及皂河河水灌溉的农田为主;东郊主要以地下井水灌溉农田。土壤样品分别取自以上四个地方的耕作层(0~20cm)。根据Tessior的分级连续提取法,提取出5种重金属不同形态的溶液,用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)分析测定其各个形态含量,采用潜在生态危害指数法对土壤或沉积物中重金属污染进行评价。
  
  1 灌区土壤中重金属的形态分布特征
  
  灌区土壤中重金属各形态的含量如表1所示,由表1可以看出,Cu各形态含量中残态占绝对优势;Ni各形态含量中可交换态极少;Zn各形态含量中可交换态差异很大;Cd各形态含量中有机态很少,而且明显比其它几种元素小,Pb各形态含量中可交换形态很少。
  
  2 灌区土壤重金属潜在生态风险评价
  
  分别从重金属的可交换态、非残态总量和全量三个方面进行研究。由表2可见,西安灌区土壤中重金属的有效态存在潜在生态风险,生态风险程度属于中等程度;重金属非残态总量存在潜在生态风险,生态风险程度属于很强。重金属的总量存在潜在生态风险,生态风险程度属于很强。
  无论从单个重金属的潜在生态危害参数看,还是从多个重金属的潜在生态危害指数看,西安市灌区土壤重金属交换态潜在生态危害小于土壤重金属全量和非残态总量的潜在生态危害性。西安市灌区土壤重金属交换态的潜在生态危害属于中等,而非残态总量的潜在生态危害属于很强,全量的潜在生态危害也属于很强,这可能是由于土壤中重金属的铁锰氧化态的含量较高。而西安市灌区土壤重金属全量和非残态总量的潜在危害性都很强,表明土壤重金属中的残态对生态的危害性较小,不易释放到环境中。同时,西安市灌区土壤重金属中Cd属于很强的生态危害,Ni的生态危害最小,Cu和Zn属于轻微生态危害。
  另外,生态风险预测中所选用的毒性系数是经验数据,不同重金属对不同生物的影响不同,此类毒性系数并不能全面地反映对人体或其它生物的毒害作用,这还有待于研究。......
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摘自:环境化学
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