黄淮平原农田土壤中重金属的分布和来源-论文.pdf

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1、第32卷第9期环境化学Vo1．32，No．92013正9月ENVIRONMENTALCHEMIsTRYSeptember2013I)OI：10．7524／i．issn．0254·6108．2013．09．016黄淮平原农田土壤中重金属的分布和来源周玲莉薛南冬¨杨兵李发生丛鑫燕云仲，刘博(1．中国环境科学研究院，环境基准与风险评估国家重点实验室，北京，100012；2．辽宁工程技术大学，环境科学与工程学院，阜新，123000)摘要对黄淮平原224个农田表层土壤样品中7种重金属(As、Cd、cr、Hg、Ni、Pb和zn)浓度进行了调查，采用Hakanson潜在生态危害指数法对其生态危害进行了

2、评价，并用相关性、逐步回归和主成分分析对重金属来源进行了解析．结果表明，农田土壤中7种重金属的平均浓度分别为11．8、0．17、79．0、0．04、35．3、25．3和73．8mg·kg～．与黄淮平原的土壤背景值相比，调查区域农田土壤重金属污染处于低污染水平，这与重金属污染指数评价的结果一致．重金属的潜在生态危害评价结果显示，除cd和Hg的污染存在中等潜在生态危害风险外，其他重金属的潜在生态危害轻微．相关性分析和主成分分析结果表明，黄淮平原的农田土壤中Cr、Ni和zn主要来自于工业烟尘沉降和化石燃料燃烧排放，As、cd和Pb主要来自于污水灌溉，磷肥和有机肥的大量施用，而Hg可能来自于母质

3、淋溶．关键词重金属，黄淮平原，生态风险，来源，主成分分析．随着工业化进程的加快，重金属污染已成为全球性环境问题．重金属对土壤的污染，因其隐蔽性，不可逆性和长期性的特点，对陆生生态系统构成潜在的巨大威胁．重金属在土壤中容易被农作物富集，必将导致农作物产量和品质下降，并通过食物链危害动物和人体健康]，农田土壤重金属污染因此受到越来越普遍的关注．在中国已有的调查发现，珠江三角洲J、长江流域等一些典型污灌区和工业城市周边农田土壤中存在较严重的重金属污染．黄淮平原是中国重要农作物主产区，该区域农田土壤环境质量受到广泛关注，前期调查表明该区域农业土壤中局部受到PAHs等有机物污染物的污染_4J，而该

4、区域的农田土壤中重金属的分布、风险和来源研究鲜有报道．本研究调查了黄淮平原农田土壤中重金属的污染水平，通过计算Hakanson_5潜在生态危害指数对重金属的生态危害进行了评价，并用相关性分析，逐步回归分析和主成分分析对重金属来源进行了解析．研究结果将为该区域土壤环境质量评价及环境综合治理提供基础数据和科学依据．1材料与方法1．1样品采集与预处理黄淮平原位于中国河南省东部、山东省西部黄河以南及安徽省、江苏省淮河以北．该区域主要由黄河、淮河下游泥沙冲积而成，地形平坦，灌溉条件便利，气候湿润，平均年降雨量为500--600mm，主要种植小麦，为中国重要农业区．土壤样品主要采集研究区域(114。

5、一l2O。E，32。一35．5。N)表层(0—20cm)土壤．样品的采集时间是2008年9月到10月．土壤的采集方法是混合采样法，每个样本点在直径100m的范围内采取梅花型布设5一l0个采样点，多点采样混合后，剔除碎石和动植物残体等杂物，以四分法缩分至500-1000g土样，贴好标签带回实验室．共采集样品224个，采样点分布如图1所示．1．2样品分析称取土壤样品0．2g置于微波消解仪(MARSX型)消解罐中，加入lmLHO后摇匀，静置5min，再分别加入4mLHNO，、3mLHC1和1mLHF，充分混合均匀．待微波消解程序结束并冷却后，取出消解2012年12月4日收稿．}国家环保公益性行

6、业科研重大项目(201109017-2)；国家高技术研究发展计划(863计划)(2012AA06A304)资助}通讯联系人，Tel：010-84912638；E·mail：ndxue@yahoo．corn．cn9期周玲莉等：黄淮平原农田土壤中重金属的分布和来源罐，置于电热板上加热赶酸，以除去多余的氮氧化物，转移至50mL容量瓶中用1％硝酸定容．ICP．MS(Agilent7500C，USA)测定土壤重金属浓度．土壤pH采用电极法测定，阳离子交换量(CEC)用批处理平衡法测定，土壤有机质(SOM)含量采用重铬酸钾氧化容量法测定．样品分析过程中加入国家标准土壤样品(GBW07405)进行分析

7、控制，实验用水为超纯水，塑料瓶及玻璃容器在15％的HNO溶液中浸泡24h以上，蒸馏水润洗晾干待用．图1黄淮平原研究区域及采样点分布Fig．1LocationofsamplingsitesinHuang—HuaiPlain1．3统计分析Pearson相关性分析、逐步回归分析和主成分分析采用SPSS18．0，绘图采用Origin8．0．2结果与讨论2．1土壤中重金属浓度分析黄淮平原224个农田土壤中7种重金属浓度数据统计见表1．土壤中A