干旱区绿洲土壤中重金属的形态分布及生物有效性研究

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1、干旱区绿洲土壤中重金属的形态分布及生物有效性研究以土壤-油菜(Brassicacampestris)系统实验分析为例摘要：通过野外采样调查和实验分析，对干旱区绿洲典型受污染地区油菜中的重金属镉(Cd、Pb、Zn和⑴)的形态分布特征和生物有效性进行了研究。结果表明：供试绿洲土壤原状土中，Cd、Pb、Zn和Ni均以稳定的残渣态形式存在；而在处理土壤中，重金属被钝化的量有限，Cd的存在形式主要以碳酸盐态为主，Pb、Zn和Ni则主要以铁镭氧化态为主；4种元素的活性大小依次为Cd>Pb>Ni>Zno根据相关性分析，油菜根部和叶部Ni含量均与土壤中Ni的各非残渣态含量几乎都有相关

2、性，表明当土壤中Ni以非残渣态存在吋,活动性Ni的总浓度高,其潜在的能被牛物吸收利用的可能性也最大；油菜根部的Zn含量与土壤中Zn的碳酸盐结合态含量有显著的正相关性；油菜各部位对Cd和Pb的吸收量与土壤中各形态分配系数之间无显著相关关系。关键词：绿洲土壤；重金属Cd、Pb、Zn和Ni；形态分析；生物有效性ExperimentsonSpeciationandbioavailabilityofSelectedHeavyMetalsinAridOasisSoil,NorthwestChinaAbstract:Onthebasicoftheinvestigationandex

3、periments,collectedthesoilsamplesfromAridOasisareascompoundedwithheavymetalssolutionandsowedBrassicacampostrisseedsandinvestigatedthespeciationandbioavailabilityofthevegetables.TheresultsshowsthatthechemicalformcontentsofCd、Pb、ZnandNiexistedinresidualfractioninuntreatedsoilsmainlywhilei

4、ntreatedoasissoilstheactivityorderofthefourselectedheavymetalswasCd>Pb>Ni>Zn.AccordingtotheresuItsofregressionanalysis,itwasfoundthateveryun-residualfractionmadehighcorelationshiptotheaccumulationofmetalNiintherootandleafofBrassicacampestris.Keywords:Oasissoils;Cd>Pb、ZnandNi;Speciationa

5、nalysis;Bioavailability1前言土壤-植物系统是陆地牛态系统中最基木的结构单元，也是牛态系统物质能量循环的枢纽"。土壤是环境要素的重要组成部分，它同时承担着环境中约90%的各种污染物⑵。土壤的重金屈污染是当今而积最广、危害最大的环境问题之一。在土壤-植物系统屮，重金属（主要包括Cd、Cr>Ilg、Pb、Cu、Ag、Ni等）污染不但影响植物产量与品质，而且也影响大气和水环境质量,并通过食物链危害人类的牛命和健康，更为严重的是这种污染具有隐蔽性、长期性、不可逆性及后果严重性等特点。干旱区绿洲农业是中国西北内陆地区农业的重要组成部分，随着工矿业的发展以及

6、污灌的普及，中国干旱区部分城市农田土壤及农作物中都有一定的重金属积累^。虽然有的重金属如Cu和Zn是作物生长屮必需元素,但过量的重金属进入农田土壤后将在作物中积累，威胁人类健康。其中蔬菜是人们生活中必不可少的食物，也是十分重要的经济作物。因而最近十几年有关作物中的重金属含量以及相关的人体健康风险受到越来越多的关注“役因此开展干旱区绿洲农田蔬菜及其土壤重金属污染状况及其对人体健康风险评价的研究具有重要意义。垂金属污染物在环境土壤中的迁移转化规律，并不完全取决于它的总浓度,而是取决于化学形态木性，因此只有借助形态分析才能阐明重金属进入土壤环境的方式、迁徙、转化过程的本质，

7、才能揭示重金属污染物在土壤中的行为特性,为重金屈污染土壤提供经济、有效的修复方法。对于重金属的形态分析，具有代表性的形态分析方法是由Ticsscr等人提出的『幻，将土壤或者沉积物中的金属元素分为可交换态、碳酸盐结合态、铁-镒氧化物结合态、有机物结合态与残渣态。牛物有效性的概念首次出现的时候是基于物理化学的概念，认为它是在水体环境中，污染物在生物传输或生物反应中被利用的程度⑼。而如何确定环境中重金屈元素的生物有效性是环境科学领域里的热点问题，Helegesen何等将生物有效性定义为提取态屮元素的含量与植物屮富集该元素Z比。土壤中的重金属元素的生物有效性