开都河下游绿洲耕地土壤重金属污染及潜在生态风险

发布时间：2019-09-27 23:11

【摘要】：开都河下游绿洲采集98个耕地土壤样品,测定其中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn等8种重金属元素的含量.基于地统计法,污染负荷指数法和潜在生态风险指数法研究耕地土壤重金属污染和潜在生态风险,并对重金属的来源进行讨论.结果表明:(1)研究区Cd含量平均值超出《国家土壤环境质量标准》中Ⅱ级标准的11.08倍.Cd、Cr、Ni、Pb和Zn含量的平均值分别超出新疆灌耕土背景值的55.42、1.32、1.36、3.40和5.14倍.重金属元素空间分布各不相同,部分区域出现高值区,表明人类活动对耕地土壤环境具有负面效应.(2)研究区耕地土壤Cd呈现重度污染,Pb呈现中度污染,Cr、Cu、Ni和Zn呈现轻度污染,As和Mn呈现无污染态势.Cd是污染面积最大,污染程度最高的元素.研究区污染负荷指数PLI的平均值为1.68,呈现轻度污染.(3)各重金属元素单项生态风险指数(E)的平均值从大到小依次为:Cd、Ni、As、Cu、Pb、Cr与Zn.研究区综合生态风险指数(RI)的平均值为355.31,属于较强生态风险.(4)研究区耕地土壤As、Cd、Pb和Zn主要受到人类活动的影响,Cr、Cu、Mn和Ni主要受到土壤地球化学特征的控制.Cd是研究区耕地土壤主要的污染因子,对PLI和RI的贡献很大,耕地土壤中Cd污染必须关注.
【图文】：

分布图,采样点,分布图,位置

6期阿吉古丽·马木提等:开都河下游绿洲耕地土壤重金属污染及潜在生态风险移的驱动下，经济发展水平不断提高，该区经济开发活动强度不断增加，经济发展的水平逐渐在新疆处于前列．图1研究区位置及采样点分布图Fig．1Locationofstudyareaandsamplingsites2．2样品采集2016年5—8月在开都河下游绿洲进行表层(0～20cm)耕地土壤样品采集，总采集土壤样品98个．采用10m×10m内“梅花形”布设5个子样点，每个子样点采集土壤200g左右，将其充分混合后装入洁净自封塑料袋内．将采集的土样室温下风干，用塑料棒碾碎，剔除沙砾及植物残体等杂物后装入纸袋，从中多点(约40点)取样约20g，用玛瑙研钵进一步研磨，通过100目尼龙筛混匀后备用．为避免人为干扰及与其它金属接触，均采用塑料铲、塑料棒和玛瑙研钵等用具，并尽量选取远离公路、铁路、工厂以及居民点等污染源的，具有代表性的耕地作为取样地点．2．3样品测定土壤样品采用三酸法电热板加热消解．称取通过100目尼龙筛的土壤样品0．5g(精确至0．0002g)左右于聚四氟乙烯坩锅中，用少量超纯水润湿加入2mLHCl和10mLHNO3封严并过夜，把样品电热板上加热150～250℃，，然后依次加入5mLHNO3、5mLHF和5mLHClO4，放置电热板上消解至大量白烟冒出，蒸至近干，样品呈晶体状后冷却并用去离子水定容到50mL．用注射器吸取5mL已定容溶液，转移至10mL离心管中冷藏待测．测定As时，称取通过100目尼龙筛的土壤样品0．2～1．0g(精确至0．0002g)于50mL具塞比色管中，加少许水润湿样品，加入10mL(1+1)王水，加塞摇匀于沸水浴中消解2h，中间摇动几次，取下冷却，用水稀释至刻度，摇匀后放置．吸取一定量的消解试液于50mL比色管中，加3mLHCl、5mLCH4N2S、5mLC6H8O6溶

示意图,重金属,空间分布,示意图

6期阿吉古丽·马木提等:开都河下游绿洲耕地土壤重金属污染及潜在生态风险星镇、包尔海乡、才坎诺尔、乌兰再格森乡、永宁镇以及焉耆县、博湖县靠近城镇居民点、交通干道附近的耕地．该区域城镇生活，工、农业生产污染排放以及交通运输含重金属污染物排放很可能是造成研究区耕地土壤重金属污染的主要人为原因．图2研究区耕地土壤重金属空间分布示意图Fig．2Spatialdistributionpatternsofheavymetalconcentrationsoffarmlandsoilsinthestudyarea3．3耕地土壤重金属污染特征与空间分布开都河流域耕地土壤各重金属元素单项污染指数(CF)平均值大小顺序依次为:Cd(57．75)＞Pb(2．32)＞Zn(1．45)＞Ni(1．36)＞Cu(1．18)＞Cr(1．06)＞Mn(0．70)＞As(0．63)(表2)．Cd属于重度污染，Pb中度污染，Cr、Cu、Ni和Zn轻度污染，As与Mn无污染．从各重金属元素不同污染级别样本数占样本总数的比例来看，As无污染、轻微、轻度、中度和重度污染样本的比例分别占样本总数的74．49%、13．27%、8．16%、2．04%和2．04%;Pb无污染、轻微、轻度、中度和重度污染样本的比例分别占样本总数的19．39%、2．04%、19．39%、21．43%和37．76%;Zn无污染、轻微、轻度、中度和重度污染样本的比例分别占样本总数的2．04%、27．55%、63．27%、3．06%和4．08%，As、Pb和Zn的污染指数表现出很强的区域性分布规律．所有样本Cd的污染指数均属于重度污染，表明Cd是研究区耕地土壤最主要的污染因子．大部分样本Cr、Cu和Ni的污染指数属于轻度污染，2335
【作者单位】：新疆师范大学地理科学与旅游学院;新疆干旱区湖泊环境与资源实验室;新疆大学化学与化工学院;
【基金】：新疆杰出青年科技人才培养项目(No.qn2015jq003) 国家自然科学基金(No.41561073,41361002)~~
【分类号】：X53

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