福州城市邊緣區(qū)重金屬污染特征與評價(jià).pdf

1、城市邊緣區(qū)作為城市發(fā)展腹地和服務(wù)城市人口食品的重要區(qū)域,其環(huán)境質(zhì)量的好壞直接影響城市人口身體健康與城市可持續(xù)發(fā)展。城市邊緣區(qū)重金屬污染不僅破壞生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,在一定程度上影響動物、農(nóng)作物生長發(fā)育,破壞生態(tài)平衡,而且還可以通過食物鏈等方式進(jìn)入人體,危害人體健康。研究城市邊緣區(qū)這一極其復(fù)雜環(huán)境下多種土地利用方式重金屬污染分布對改善城市生態(tài)環(huán)境,科學(xué)合理進(jìn)行城市邊緣區(qū)土地利用生態(tài)規(guī)劃,保障人類健康有重大的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文在對

2、福州城市邊緣區(qū)全面踏查基礎(chǔ)上,按照典型性與代表性原則,選取閩侯縣、鼓樓區(qū)、晉安區(qū)、馬尾區(qū)、倉山區(qū)的菜地、果園地、水稻田、林地和河流、湖塘、水庫為調(diào)查對象,共采集200個土壤樣品和102個水樣,測定了福州城市邊緣區(qū)水土環(huán)境中重金屬(Zn、Cr、Mn、Pb、Cu、Cd)含量,從水平和垂直角度分析了不同土地利用方式土壤重金屬污染的空間分布特征,比較研究了以DTPA浸提液和HC1浸提液提取不同土地利用類型土壤重金屬有效態(tài)含量的差異,分析其與全量

3、的相關(guān)性。在全面分析水體重金屬分布特征的基礎(chǔ)上,研究了福州城市邊緣區(qū)以生活污水為主導(dǎo)污染源的河流水體重金屬月動態(tài)變化規(guī)律。同時(shí)分析了水土環(huán)境中各重金屬間的相關(guān)性,分別以國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、福建省土壤環(huán)境背景值、綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為土壤環(huán)境質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),利用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法、潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法評價(jià)了土壤重金屬污染狀況和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),以地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對水體污染狀況進(jìn)行了評價(jià)。主要研究結(jié)果

4、如下:1、對福州城市邊緣區(qū)不同土地利用方式土壤重金屬含量空間分布的研究表明:各土地利用類型土壤重金屬含量因地域和重金屬種類呈不同的分布特征,菜地和果園土壤重金屬平均含量明顯高于林地和水稻田,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)強(qiáng)度與重金屬含量基本呈正比。四種土地利用類型的重金屬含量總體表現(xiàn)為:菜地＞果園＞水稻田＞林地,緊靠馬尾快安工業(yè)組團(tuán)、金山工業(yè)區(qū)、城門老工業(yè)區(qū)和沈海高速福州連接線、104國道、324國道、316國道、203省道、103省道等城市四周對外干道的重

5、金屬含量普遍高于其他地區(qū)。
　　 2、不同土地利用方式土壤重金屬垂直分布呈不同的特點(diǎn)。菜地土壤Zn、Cr、Cu、Cd含量隨土層深度增加而降低,Mn則相反,Pb沒有明顯的垂直變化特點(diǎn);果園土壤Zn和Pb沒有明顯的垂直變化特征;Cr和Mn含量隨土層深度增加呈不同程度的上升趨勢,在40-60cm處富集,Cu和Cd沒有相對一致的變化規(guī)律;林地土壤Zn、Cu平均含量隨深度的增加逐漸減少,呈現(xiàn)出0～20cm＞20-40cm＞40-60cm的

6、變化趨勢,Cr、Pb出現(xiàn)20-40cm＞0-20cm＞40-60cm的變化特點(diǎn),Mn含量隨土層深度加大而不斷增加,不同海拔高度的林地土壤重金屬含量變化沒有一致的特點(diǎn);水稻田中Zn、Cu等營養(yǎng)元素呈現(xiàn)明顯的表層富集,Cr和Mn則表現(xiàn)為在0-20cm土層含量相對最低,分別在20-40cm或40-60cm達(dá)到最高值,Pb、Cd沒有明顯的垂直變化特征。
　　 3、距公路不同距離土壤重金屬含量分布特征研究表明:菜地各層土壤Zn、Mn含量隨

7、著距離公路越遠(yuǎn),含量越低,Cr、Pb、Cu、Cd沒有明顯的變化規(guī)律;水稻田土壤Zn含量隨距離的變化沒有明顯的變化規(guī)律,Cr含量在距離公路100m的含量高于50m和200m,Mn含量在0-20cm層隨距離增大而不斷減少,但在20-40cm和40-60cm則隨距離的增加含量升高,且土層越深,隨距離增大而升高的趨勢越明顯;Cu、Pb含量隨距離的增大呈略微減少的特點(diǎn),Cd含量基本呈隨距離增加而不斷升高的特征。
　　 4、不同土地利用方式

8、土壤重金屬浸提態(tài)含量因土地利用方式、元素差異、土層深度的變化和浸提劑的不同而呈現(xiàn)不同的分布特征,四種不同土地利用方式土壤重金屬浸提態(tài)含量和浸提率都與其全量分布特點(diǎn)一致,即菜地＞果園＞水稻田＞林地,六種重金屬浸提態(tài)含量和浸提率大致呈0-20cm＞20-40cm＞40-60cm的變化趨勢,DTPA浸提態(tài)含量垂直變化與HC1浸提態(tài)含量垂直變化特點(diǎn)基本一致,HC1浸提效果比DTPA浸提效果好。
　　 5、不同土地利用方式重金屬元素間及其

9、與pH相關(guān)性研究表明:在菜地和果園土壤中,土壤pH與Mn全量存在極顯著正相關(guān),林地和水稻田土壤pH則與重金屬無顯著相關(guān),四種不同土地利用方式土壤都存在不同程度、不同類型重金屬組合的復(fù)合污染;不同土地利用方式重金屬浸提態(tài)含量及其全量間的相關(guān)性存在較顯著差異;菜地和果園土壤重金屬全量與HC1浸提態(tài)含量之間的相關(guān)性總體上比林地和水稻田土壤的顯著,各元素全量與其HC1浸提態(tài)含量和DTPA浸提態(tài)含量存在不同程度的正相關(guān)或負(fù)相關(guān)。
　　 6

10、、水體有機(jī)污染研究表明:不同采樣斷面或監(jiān)測垂線隨NH3-N、COD和總P呈現(xiàn)出不同的分布規(guī)律,且存在較大差別,在以生活污染型為主的岐頭江,水體自凈作用對水體有機(jī)污染有一定的減輕和弱化作用,對于常年工業(yè)農(nóng)業(yè)廢水和生活廢水等相結(jié)合的污染水體中,水體自凈作用對改善水質(zhì)環(huán)境的效果不明顯:四種不同士地利用方式水體有機(jī)污染大致表現(xiàn)為:湖塘＞江河＞工業(yè)區(qū)＞水庫。
　　 7、水體重金屬污染現(xiàn)狀和動態(tài)研究表明:不同重金屬元素存在不同程度污染;四種

11、不同土地利用方式水體重金屬污染大致表現(xiàn)為:工業(yè)區(qū)＞江河＞湖塘＞水庫;江河水體自凈作用對水環(huán)境中重金屬的分布沒有明顯效果,在岐頭江、烏龍江和閩江都呈現(xiàn)隨上游-下游的累積特點(diǎn)。水體重金屬污染與工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、養(yǎng)殖、交通運(yùn)輸?shù)扔休^密切關(guān)系。岐頭江水樣重金屬平均含量的月動態(tài)變化顯示:Zn、Cr和Cu含量在豐水期高于枯水期,Mn含量則呈相反的分布規(guī)律,Pb和Cd的分布沒有明顯的變化規(guī)律。
　　 8、分別以國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、福建省土

12、壤環(huán)境背景值、綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)或參比值對土壤環(huán)境質(zhì)量評價(jià)的結(jié)果基本一致,四種不同土地利用方式土壤重金屬污染現(xiàn)狀和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)總體表現(xiàn)為:菜地＞果園＞水稻田＞林地;位于工業(yè)區(qū)、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、主要交通線沿線附近的土壤重金屬污染明顯更加嚴(yán)重,污染的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)更大;此外,由于福建土壤環(huán)境背景值中重金屬限值較低,以福建省土壤環(huán)境背景值為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)或參比值所得出的結(jié)果污染程度更大、污染潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)更大。<