污灌区土壤-小麦系统重金属污染

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1、韩晋仙等：污灌区土壤-小麦系统重金属污染、迁移和积累581污灌区土壤-小麦系统重金属污染、迁移和积累___以开封市化肥河污灌区为例韩晋仙1马建华21.山西财经大学环境经济系，山西太原030006；2.河南大学环境与规划学院，河南开封475001摘要：以开封市化肥河污灌区为例，研究了土壤-小麦系统重金属（Cd、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni和As）污染、迁移和积累规律。结果表明，该区土壤重金属污染较为严重，所有样点的综合污染指数均大于1，其中Cd和As污染最为严重，其平均质量分数远远超出了土壤环境二级标准值。在该区土壤上种植的小麦也表现出一定程度的重金属累积，但其

2、茎叶和种子重金属质量分数差别较大；在所有种子样品中，Zn质量分数都未超标，As、Cr和Pb质量分数部分到达了较高的残留水平，Cd质量分数则远远超出了国家食品限量卫生标准。依据重金属迁移累积率（βi），小麦对As和Cr的吸收能力较低，而对Ni和Cd的吸收能力较高；在所有小麦样品中，除Cu外，茎叶对同一重金属的平均富集能力均大于种子。关键词：污水灌溉；土壤-小麦系统；重金属污染中图分类号：X53文献标识码：A文章编号：1672-2175（2004）04-0578-04韩晋仙等：污灌区土壤-小麦系统重金属污染、迁移和积累581近年来，随着经济的发展，水资源缺乏已经成

3、为影响区域经济发展和人们生活的重要限制因素，因此污水灌溉有其存在与发展的必要。现在，污水已经成为中国城镇近郊灌溉用水的重要水源，尤其是在干旱缺水季节，污水灌溉仍然是解决燃眉之急的途径。但是，由于大部分污灌区不合理的灌溉，也引发了一系列的环境问题。重金属污染因其化学行为和生态效应的复杂性，以及对人类健康和社会可持续发展危害的严重性，所以重金属污染物在土壤-作物系统的迁移已成为人们关注的焦点[1~6]。开封市化肥河污灌区（以下简称污灌区）长期利用污水灌溉，土壤已受到重金属污染[7，8]，但该区土壤-作物系统重金属污染及迁移规律尚不清楚。本研究在测定污灌区土壤和小麦

4、Cd、Pb、As、Cr、Cu、Zn和Ni质量分数的基础上，比较深入地探讨了土壤-小麦系统重金属的污染、积累和迁移规律。1材料与方法在调查污灌渠系和污水利用方式的基础上，作者于2002年4月下旬采集了污灌区土壤和小麦茎叶样品各13个，2002年6月下旬同点采集小麦种子样品13个。土壤采样深度为0~20cm，土壤和小麦均为混合样品。每个土壤混合样品由10个分样品组成，每个小麦样品由15~20株组成。表1污灌区土壤重金属质量分数mg/kg项目CuZnCrPbCdNiAs均值44.62200.9958.8322.691.707.0126.28范围27.46~68.53

5、175.52~236.6246.40~69.294.55~89.460.43~3.620.21~12.6613.00~50.70标准差11.1016.466.7017.511.843.8514.01变异系数/%24.878.1911.4077.1749.2255.0053.31采用HCl-HNO3-HF-HClO4消解土壤样品，用于总Cr(GB/T17137－1997)、Cu、Zn（GB/T17138－1997）、Ni（GB/T17139－1997）和Pb、Cd（GB/T17141－1997）的测定。采用HSO4-HF-HClO4消解土壤样品，用于总As（GB

6、/T17136－1997）的测定。采用干灰化消解种子样品，用于Cu（GB/T5009.13－1996）、Zn（GB/T5009.14－1996）和Cr（GB/T14962－94）的测定。采用HNO3-HClO4消解种子样品，用于Pb（GB/T5009.12－1996）、Cd（GB/T5009.15－1996）和Ni（GB/T16343－1996）的测定。采用HNO3-HClO4-HSO4消解种子样品，用于As（GB/T5009.11－1996）的测定。茎叶样品的消解采用与种子相应重金属的消解方法。土壤Cu、Zn、Ni和总Cr质量分数的测定，以及小麦种子和茎叶C

7、u、Zn质量分数的测定采用火焰原子吸收分光光度法。土壤Pb、Cd质量分数的测定，以及小麦种子和茎叶Ni、总Cr、Pb和Cd质量分数的测定采用石墨炉原子吸收分光光度法。土壤总As质量分数的测定采用二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法，小麦种子和茎叶As质量分数的测定采用银盐法。2结果与讨论2.1土壤重金属污染与评价从表1可知，污灌区土壤重金属质量分数变化很大，最高值约为最低值的2~60倍；其中Cd质量分数较低，变化于0.43~3.62mg/kg之间；Zn质量分数较高，变化于175.52~236.62mg/kg之间。各采样点土壤重金属质量分数的变化依元素不同而异，其中

8、w(Pb)变化较大，变异系数为韩晋仙等