泊江海子流域土壤重金属分布与生态风险探讨

《泊江海子流域土壤重金属分布与生态风险探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、泊江海子流域土壤重金属分布与生态风险探讨辛展１，娄华君２，张征１，梁康２，李颖１，杨晓红３（１．北京林业大学环境科学与工程学院，北京１０００８３；２．中国科学院地理科学与资源研究所，北京１００１０１；３．鄂尔多斯国家级遗鸥自然保护区管理局，内蒙古鄂尔多斯０１７０００）摘要：以泊江海子流域的土壤为对象，采集表层土样５４份，对７种重金属（Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｈｇ、Ａｓ）含量进行了分析，利用ＡｒｃＧＩＳ１０．１获取各重金属在该流域空间分布特征，运用单因子法、综合污染指数法及Ｈａｋａｎｓｏｎ潜在生态危害指数法对研究区的土壤质量及重金属潜在生态危害程度进行评价。结果表明，土样中７种

2、重金属含量平均值从高到低依次为Ｚｎ（７９．６0ｍｇ／ｋｇ）、Ｃｒ（５６．４0ｍｇ／ｋｇ）、Ｎｉ（１２．８９ｍｇ／ｋｇ）、Ａｓ（１２．４８ｍｇ／ｋｇ）、Ｃｕ（８．３４ｍｇ／ｋｇ）、Ｐｂ（６．６０ｍｇ／ｋｇ）、Ｈｇ（０．０３ｍｇ／ｋｇ），均达到了国家土壤环境质量标准（ＧＢ１５６１８－１９９５）一级标准，其中Ｚｎ、Ｃｒ、Ｐｂ含量均值高于内蒙古土壤背景值，Ｎｉ、Ａｓ、Ｃｕ含量低于内蒙古土壤背景值；７种重金属空间变异系数均达到中等变异程度；土壤各重金属元素的单因子指数均值从大到小依次为Ａｓ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｈｇ、Ｐｂ，综合污染指数平均值为０．９５，说明整个研究区土壤为尚清洁状态；相对

3、于标准，约１／３土壤存在轻微以上污染，Ｚｎ含量的高低是影响土壤环境质量的主导因素；Ｈｇ、Ａｓ为综合潜在生态风险主要贡献元素，综合潜在生态风险指数ＲＩ均值为８５．９８，该流域处于轻微生态危害等级。..关键词：鄂尔多斯国家级遗鸥自然保护区；泊江海子流域；土壤重金属；分布特征；生态风险中图分类号：Ｘ５３文献标识码：A：0439－８114（２０15）05－1081-06DOI：10.14088/j.ki.issn0439-8114.2015.05.013收稿日期：２０１４－１２－１６基金项目：国家科技支撑计划项目（２０１２ＢＡＣ０９Ｂ００）简介：辛展（１９９０－），女，辽宁丹东人，在读硕士

4、研究生，研究方向为环境监测与评价，（）１５１２００９０１４５（电子信箱）ｘｉｎｚｈａｎ１９９０＠１６３．ｃｏｍ；通信，娄华君，（电子信箱）ｌｏｕｈｊ＠ｉｇｓｎｒｒ．ａｃ．ｃｎ。土壤中的重金属具有难降解、易积累、不可逆的特性［１－３］，其过量富集会对生态环境造成威胁，其中，对生态环境安全影响最大的重金属包括Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｎｉ以及Ａｓ等［４，５］。重金属作为土壤一个必要参数、生态安全的基本指标，已经成为环境领域的一个重要的研究方向。土壤重金属含量和生态环境质量息息相关，分析一个地区土壤重金属状态是判断该地区土壤环境质量安全的最直接、有效的方法［６］。泊江海子流域的

5、中心部分为鄂尔多斯国家级遗鸥自然保护区，是迄今为止全球仅有的以保护遗鸥及其栖息地湿地生境为目的的国际重要湿地［7］。随着泊江海子流域内油房壕煤矿和泊江海子煤矿的发现，最容易受煤矿业影响的土壤重金属将逐渐成为人们关注的焦点问题。目前，针对该地区的研究主要集中在生态学、动物学、水文学方面，对土壤的研究十分缺乏［７－１３］。本研究以泊江海子流域为研究对象，在煤矿未正式开采、土壤重金属含量尚未受到影响时，在野外充分地开展了土壤背景值调查，对土壤重金属Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｈｇ、Ａｓ含量进行测定，并系统分析了各种重金属的分布特征，按照国家标准对土壤环境质量状况及潜在的生态风险进行评价

6、。本研究弥补了泊江海子流域在土壤方面的资料匮乏，不仅分析了该地区土壤的重金属背景值状况，评价了保护区湿地的生态环境安全状态，而且为以后分析煤矿的开采对当地土壤环境的影响及对土壤重金属的修复提供了科学依据。１研究区概况泊江海子流域地处内蒙古自治区鄂尔多斯市东胜市西约４５ｋｍ处，地理坐标为１０９°１０′－１０９°５８′Ｅ，３９°６５′－３９°９５′Ｎ，流域面积约为７４４．６ｋｍ２（图１）。研究区属于鄂尔多斯波状高原，为典型的闭流盆地，四周高且中间低，最高点位于流域西侧巴彦敖包山，海拔约为１５９０ｍ，最低点位于研究区中心的桃阿海子湖，海拔约为１３６０ｍ，整个流域８０％以上的海拔高度在１３

7、６５～１４２０ｍ。流域属温带大陆性气候，其中８、９月份降雨量约占全年的６５％，１９６１～２００６年，泊江海子流域年均降雨量约３４４．７ｍｍ，年均蒸发量约２５２３．７５ｍｍ。流域内的植被以草地、沙柳为主，存在少量红柳、白刺等。该地区主要以栗钙土为主。２样品采集与分析２．１样品采集与预处理在充分考虑地形特点及空间分布均匀性等因素的基础上，２０１３年在研究区内共确定采样点５４个。采样点采用ＧＰＳ定位坐标，采样布局如图２所示。采用混合采样法选取表面（０～２０ｃｍ）土样，除去碎