I 中中 文文 摘摘 要要 本文对太原市污灌区土壤重金属的污染程度进行调查及采样分析，采用 GPS 定位技术及网格布点法共采集表层土样150个及分层土样60个， 分别用国标方法 （GB/T 17134-1997、GB/T 17136～17139、GB/T 17141-1997）测定了土壤 As、Hg、Cr、Pb、Zn、Cu、Mn、Ni、Cd 共 9 种重金属全量所得数据用 SPSS16.0 进行分析及正态分布检验，根据内梅罗指数法和 Hakanson 提出的潜在生态危害指数法（RI）评价太原市污灌区土壤重金属污染程度及潜在生态风险程度，最后利用 MAPGIS 技术绘制重金属分级含量图结果显示： (1) 太原市污灌区表层土壤重金属含量及分布 根据表层土壤重金属全量的测定结果，依据 GB15618-1995 分级标准，所测 9 种重金属含量与土壤背景值相比，Hg、Ni 无显著差异，Zn 有显著差异(p＜0.05)，Pb、Cu、Mn、Cr、As、Cd 有极显著差异(p＜0.001)，7 种重金属均超过土壤背景值；但低于 2 级水平对太原市污灌区土壤重金属含量正态分布检验结果显示，太原市污灌区土壤 Pb、Cu、Zn、Ni、Mn、Cr、As 7 种重金属的 K-S 检验 P 值均大于 0.05，符合正态分布；Hg、Cd 为右偏态分布。
(2) 太原市污灌区分层土壤重金属纵向分布规律 土壤 Pb 含量在 0-60cm 随土壤深度的增加含量降低，60-100cm 段无显著变化；土壤 Zn、Cr、Hg、Cd 含量在 0-40cm 随土壤深度的增加含量降低，40-100cm 段无显著变化；土壤 Cu、Ni、Mn、As 含量在 0-100cm 段无显著变化土壤重金属在表层（0-20cm）富集最为严重，随着深度增加，重金属富集趋势逐渐减弱，但不同金属因性质、土壤质地不同，纵向分布规律也不同 (3) 太原市污灌区土壤重金属潜在生态风险评价 内梅罗指数法评价结果显示，9 种重金属的综合污染指数为 2.13，污染程度为中污染不同区重金属污染指数从大到小为：晋源区（P=3.01 土壤、作物污染已相当严重）＞尖草坪区（P=2.58 土壤、作物均受到中度污染）＞小店区（P=2.56 土壤、作物均受到中度污染）＞清徐县（P=2.04 土壤视为轻度污染、作物开始污染） 土壤重金属生态风险评价结果表明，Cu 、Pb 、Zn 、Mn、Cr 、Ni 、As 的潜在生态危害程度均为轻度危害，Cd 为中度危害，Hg 为较强危害；以区域为评价单位，多因子潜在生态危害指数（RI）：晋源区（RI=260.9）＞尖草坪区（RI=235.3）II ＞小店区（RI=227.6）＞清徐县（RI=170.9），四个区多因子潜在生态风险程度均为中度危害。
综上所述，根据太原市污水灌区重金属污染特点、污染土壤受体的特性、不同污染物的污染现状和变化规律，提出如下修复建议：以小店区和晋源区为主，主要考虑对元素汞和镉的修复，修复深度宜选 0-40cm 土层，修复方法主要采用化学法，通过化学淋洗、化学固化/稳定化等修复方法改良土壤性质；并适当辅以生物修复，种植对汞、镉耐性强的蔬菜和作物 关键词：关键词：污灌区；重金属；纵向分布；风险评价 III ABSTRACT In this paper, the pollution degree of soil heavy-metal in Taiyuan sewage irrigation district was investigated and analyzed, using GPS positioning technology and grid distribution, 150 surface soil samples and 60 layered soil samples were collected and As, Hg, Cr, Pb, Zn, Cu, Mn, Ni, Cd of soil total amount were determined respectively using the national standard method (GB/T 17134-1997, GB/T 17136 ～ 17139, GB/ T 17141-1997). The data was analyzed and normal distribution tested with SPSS16.0, meanwhile, the degree of heavy-metal pollution and potential ecological risk was evaluated based on the Nemerow index and the potential ecological risk index (RI) proposed by Hakanson, at last, the grade diagram of heavy-metal content was drawn make use of MAPGIS technical. The results showed: (1) The content and distribution of surface soil heavy-metals in Taiyuan sewage irrigation district According to the measured content of surface soil heavy-metal, using the classification standard(GB15618-1995), the results of compared the content of 9 kinds of heavy-metals to soil background values showed that Hg and Ni have no significant difference, oppositely, Zn was significantly different (p Jiancaoping District (P = 2.58 soil and crops were middle pollution)> Xiaodian District (P = 2.56 soil and crops were middle pollution)> Qingxu County (P = 2.04 soil was slight pollution, crops have began to pollution). The ecological risk assessment of heavy metals results show that, the degree of potential ecological risk of Cu, Pb, Zn, Mn, Cr, Ni, As were Slight damage, Cd was moderate risk, Hg was stronger risk; at regional evaluation level, the rank of multi-factor potential ecological risk index (RI) was: Jinyuan District (RI=260.9)> Jiancaoping District (RI=235.3)> Xiaodian District (RI=227.6)> Qingxu County (RI=170.9), the degree of multi-factor potential ecological risk in four district was all moderate hazard. In summary, based on characteristics of heavy metal pollution and receptors, the difference of pollution situation and variation tendency in Taiyuan sewage irrigation, the following suggestions of soil were proposed: Xiaodian District and Jinyuan District should be mainly considered, the main remediation elements are mercury and cadmium; The remediation depth should choose 0-40cm; Remediation method mainly adopt chemical methods to improve soil properties by chemical leaching, chemical solidification / stabilization and so on; at the same time, combined with the bioremediation by plant vegetables and crops which have strong tolerance on mercury, cadmium. Keywords: Sewage irrigation; Heavy metals; Vertical distribution; Risk assessment 太原市污灌区土壤重金属风险评价研究 1 第一章第一章 文献综述文献综述 1.1 污水灌溉的发展及特点污水灌溉的发展及特点 作为第一灌溉大国，我国的农业用水量占全国总用水量的 70%以上，由于我国总体水资源不足，随着工业的快速发展和人口的增加，灌溉用水不断被工业和城市生活用水所挤占，农业灌溉水资源严重缺乏，特别是在我国北方地区，由于水资源的利用几乎达到了临界状态，水资源的不足严重影响着农业生产，而工业和城市污水的排放量逐年增多，增多的废水既加大城市污水处理系统的压力，又极大浪费水资源，因此，通过对污水的再利用来解决农业灌溉用水的不足。
对污水的再利用在先进的技术和完善的政策保障的基础上，采用科学合理的方式进行污水灌溉，最终会实现节水和农作物增收的目标，减轻农田生产的基本投入因此，对污水的再生利用是我国许多地区开源节流、解决缺水问题的有效途径之一，污水灌溉势在必行 1.1.1 污水灌溉的研究现状污水灌溉的研究现状 人类对于污水的利用由来已久，在各国大面积的利用污水进行灌溉已有近百年历史在欧美一些国家，污水处理技术较先进，管理相对完善，污水回用率已经很高，如在以色列，因水资源的严重短缺，每年大约用 3 亿 m3的工业和生活废水经过净化处理后用于农业灌溉德国的布伦瑞克和美国加州的圣劳莎还成功地利用喷灌系统进行污水灌溉，这些污水利用方式都取得了很好的经济和社会效益[1]在亚非等国家，污水再利用率相对较低，人口增长的压力对农业用水的需求越来越大，使印度 24%的生活和工业废水处理后用于农业灌溉，但污水处理技术的局限性，巴基斯坦仅有 2%的污水经过处理后回用[2,3] 捷克排放的废污水经过物理净化或生化处理后即用于农田灌溉[4] 我国大规模性地利用污水灌溉始于 1957 年，先是在北京、西安等大城市附近开辟污水灌溉区，随着工业及城市废污水排放量的增加以及农业用水形势的日趋紧张，其他一些大、中城市和郊区附近的农田也越来越多地利用污水进行灌溉[5]。
在 20 世纪 70 年代以后，污水灌溉规模不断扩大，70 年代末达到 100 万公顷以上，到 90 年代初快速增长为 300 万公顷根据全国第二次污水灌溉区环境质量状况普查统计，1998年我国利用污水灌溉的农田面积为36。