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1、天津地区土壤重金属有效态的分布特征分析王祖伟张辉( 天津师范大学城市与环境科学学院，3 0 0 0 7 4 )张文具( 天津环境保护科学研究院)重金属是土壤环境中对土壤质量有着极其重要影响的的污染物之一，已引起人们的普遍关注，土壤一植物系统中重金属污染物的地球化学行为和受污土壤的修复已经成为国内外地球化学、环境科学、土壤化学等各学科研究的热点。由于重金属在土壤的迁移传输都是以一定形态进行的，其迁移性能大小受土壤类型、土壤质地、土地利用类型、p H 、有机物含量等因素的控制。重金属在土壤中的有效态既决定了它的生物有效性及对环境的危害程度，又是人们对受污染土壤进行治理和修复的基础，因此研究重金属在
2、土壤环境中的有效态分布特征具有重要的意义。本文以天津地区土壤为例，着重分析土壤类型、土壤质地和土地利用类型对重金属有效态的控制特征，并以天津郊区菜田土壤为例探讨重金属有效态的环境效应及生态意义。天津地处华北平原的东北部，海河流域的最下游，北依燕山，东邻渤海。天津市的土壤类型可以划分为褐土、潮土和滨海盐土等。其中，褐和滨海盐土分布范围局限，褐土集中分布在本区北部的中低山剥蚀丘陵区，是地带性的褐土，成土母质是风化形成的残积、坡积物；滨海盐土分布在渤海的西岸，成土母质是海积物；潮土分布在广大的平原区，是天津地区主要的土壤类型，成土类型主要是冲积物，可以进一步划分为潮土、湿潮土、盐化湿潮土等类型，天津
3、市土壤质地类型有砾质、壤质、粘土等类型，分布范围与地貌类型、成土母质相对应。作为本区最主要的土壤类型，潮土的质地从西北向东南，大致为砂壤、轻壤、中壤、重壤、粘土，粒度由粗到细。天津市土地利用类型主要为水田、旱田、园田、林地和荒地，园田主要分布在城镇的周围，林地主要分布在北部，土荒地零星分布，而水田和旱田是最主要的土地利用类型。重金属在土壤中的水溶态、离子交换态统称为有效态。重金属在土壤中的有效态含量与土壤类型、土壤质地和土地利用类型密切相关，而且重金属元素在土壤中的含量越高，其有效态含量也越大。为消除土壤中重金属有效态含量随总量增加而增加的影响，本文利用有效态总量的比值获得的相对含量( ) 进
4、行探讨不同土壤类型、土壤质地和土地利用类型与土壤环境中重金属有效态的相互作用关系。天津地区土壤中C u 的有效态含量较高，高于土壤有效态c u 营养的临界水平0 2 m g k g ，表明c u 的可给性较高。不同土壤类型中，潮土中有效态c u 的相对含量最高；在潮土的不同质地类型中，粒度越细，含量也高，表现为中壤粘土中的相对含量最高；在不同土地利用类型中，水田土壤有效态C u 的相对含量最高，表明在土壤C u 含量一定的情况下，水田土壤可以释放更多的有效态C u 供植物利用。3 6 6天津土壤有效态P b 的含量较低，不同土壤类型中，潮土和滨海盐土土壤有效态P b 的相对含量高；潮土不同土壤
5、质地中，粒度越细，含量也高，表现为中壤粘土中的相对含量最高；不同土地利用类型中，水田和园田土壤有效态P b 的相对含量高。z n 是植物必需的微量元素。从总体上看，土壤中有效z n 的绝对含量相对较低，但高于北方石灰性土壤有效z n 缺乏的临界值o 5 m g k g 。不同土壤类型和不同土地利用类型的土壤中，有效z n 的相对含量均较低，这与本区成土母质主要为近代河流冲积物和土壤p H 值较高的特征相吻合。潮土的不同质地土壤中，砂壤有效z n 的可给性最低，中壤有效z n 的可给性最高。C d 是有毒的微量元素，天津地区土壤中C d 的有效态含量较低，不同土壤类型、潮土的不同土壤质地和不同土
6、地利用类型中C d 的有效态的相对含量均较高，有效态，总量均在1 7 以上，表明C d的可给性较好。从区域上看，在天津市远郊区各区县土壤的c d 的有效态含量 0 1 m k k g ，而天津城市周围地区土壤的c d 的有效态含量较高，大于0 1 m g k g ，其原因可能与污灌有关。N i 、C r 、M n 在土壤中的有效态含量较低，不同土壤类型、土地质地和不同土地利用类型土壤中他们的有效态的相对含量均很低，差异不显著，表明其可给性很低。天津不同土壤类型、土壤质地和土地利用类型重金属有效态的分布特征表明：植物营养元素中，土壤中C u 的可给态较高，z n 的可给性一般，在砂壤和旱田土壤中
7、可能出现地带性缺锌现象。而M n 受本区碱性土壤特征的控制，土壤中有效态含量远低于临界值1 0 0 m g k g ，且有效态，总量的比值很低，属于亏损元素。非必需元素中，由于P b 通过根吸收到达籽实积累实非常困难的，它对植物的有效性较差，虽然天津土壤有效态P b 的含量远低于不致使作物减产的有效态P b 的安全浓度，但是由于各种土壤中P b 的可给性较高，一旦土壤遭受P b 污染，势必影响植物生长，因此P b 是潜在的有毒元素。至于C d ，由于作物籽实中C d 的含量与土壤中C d 的有效态含量呈正相关关系，而且本区土壤中C d 的可给性很高，因此C d 是本区必须加以关注的主要的重金属污染物。已有的研究结果显示，天津市部分地区的部分农作物中，C d 的含量超过了食品安全标准，开始通过食物链进人人体，开始影响到人类自身的健康。本文没有涉及到土壤有机质、p H 值以及土壤盐度对重金属有效态的影响，将在今后的工作中进一步讨论。
