付彥博，竇曉靜，賴寧，黃建，王新勇，王治國(guó)

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與農(nóng)業(yè)節(jié)水研究所，烏魯木齊 830091)

新疆溫宿縣土壤重金屬含量分布及污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

付彥博，竇曉靜，賴寧，黃建，王新勇，王治國(guó)

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與農(nóng)業(yè)節(jié)水研究所，烏魯木齊 830091)

土壤；重金屬；污染評(píng)價(jià)；生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)

0 引言

【研究意義】重金屬是土壤環(huán)境污染物質(zhì)之一[1]，由于其滯留持久、高富集等特性，成為威脅區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康的重要因素。隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境中重金屬污染加劇，土壤重金屬污染問題已成為全球廣泛關(guān)注的環(huán)境問題[2, 3]。人類活動(dòng)是土壤重金屬污染的主要驅(qū)動(dòng)因子，重金屬的污染直接影響土壤性質(zhì)(物理、化學(xué))，抑制土壤微生物活動(dòng)，導(dǎo)致農(nóng)作物的產(chǎn)、品質(zhì)降低，最終危及人類健康[4]。旨在對(duì)新疆溫宿縣林果土壤重金屬含量、分布狀況及風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，為新疆重金屬污染防治、修復(fù)等技術(shù)提供理論依據(jù)?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】新疆(干旱區(qū))的相關(guān)研究主要集中于污灌農(nóng)田、礦區(qū)、山地、綠洲城市工業(yè)園等。任力民等[8]以農(nóng)田為研究對(duì)象，在新疆全疆(13個(gè)地州)進(jìn)行土壤重金屬含量調(diào)查，結(jié)果表明，6種重金屬(Hg、Cd、Pb、As、Cr和Cu)含量均低于國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值，污染評(píng)價(jià)均為安全等級(jí)。陳牧霞等[9]發(fā)現(xiàn)新疆污灌區(qū)重金屬Cu、Zn、Ni、Cr、Pb以殘?jiān)鼞B(tài)為主。土壤中李長(zhǎng)春和姚峰等[10, 11]均選定五彩灣露天礦區(qū)為研究靶區(qū)，利用GIS手段厘定重金屬的空間分布特征和主要來源，評(píng)價(jià)重金屬污染等級(jí)。綜合結(jié)果顯示，此區(qū)域土壤中Cr污染最為嚴(yán)重，煤礦區(qū)域各個(gè)單元的污染程度：工業(yè)區(qū)>開采區(qū)>排土場(chǎng)>辦公生活區(qū)。余艷華等[12]研究了新疆奎屯地區(qū)土壤重金屬的污染狀況，發(fā)現(xiàn)部分地區(qū)土壤As和Cd存在超標(biāo)的情況，羅艷麗等[13]篩選出藨草(ScirpusL)和蘆葦(Phragmites)為此區(qū)域的耐As植物。烏魯木齊市周邊[14-17]農(nóng)田、菜地土壤重金屬含量進(jìn)行調(diào)查，土壤中重金屬有明顯積累，含量超過綠色食品土壤環(huán)境質(zhì)量要求?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】近年來，土壤重金屬含量已廣泛成為區(qū)域環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的依據(jù)之一[5-7]，但在西北干旱區(qū)相關(guān)研究較少。以新疆南部阿克蘇溫宿縣研究靶區(qū)，重點(diǎn)分析17個(gè)樣區(qū)(138個(gè)采樣點(diǎn))土壤重金屬(As、Hg、Cd、Pb和Cr)的含量，同時(shí)評(píng)價(jià)土壤中5種重金屬污染水平?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以新疆土壤背景值、國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-1995)為基礎(chǔ)，采用單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法，闡明溫宿縣土壤重金屬含量及分布特征，對(duì)污染指數(shù)進(jìn)行定量比較及評(píng)級(jí)，為土壤重金屬污染防治、修復(fù)等技術(shù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

溫宿縣(40°52～42°15′N，79°28′～81°30′E)位于新疆西部天山中段的托木爾峰南麓，塔里木盆地北緣。屬典型的大陸性氣候，年均氣溫10.1℃，年均降水量 65.4 mm，年均無霜期185 d。

將溫宿縣林果按各鄉(xiāng)鎮(zhèn)劃分為17個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)分根據(jù)林果面積分布和土壤類型進(jìn)行樣點(diǎn)布設(shè)，共布設(shè)1 300個(gè)樣點(diǎn)，選取138個(gè)具有代表性樣點(diǎn)進(jìn)行重金屬樣品采集測(cè)定。每個(gè)樣地采用多點(diǎn)取樣混合一個(gè)代表樣，在每個(gè)樣地中分別取土壤層0～20 cm的土壤0.5 kg，共138份。將土壤樣品晾干后粉碎，過孔徑篩(2 mm)，保存待消煮測(cè)定。列出樣品基本信息。表1

表1 樣品信息

Table 1 The information of samples

采樣地點(diǎn)Sampleareas樣區(qū)編號(hào)Codes樣品數(shù)量No.ofSamples經(jīng)度(°)Longitude緯度(°)LatitudepH值PHvalue古勒阿瓦提鄉(xiāng)Guleawatixiangcountry11140.97～41.1280.54～80.697.23佳木鎮(zhèn)Jiamutown22341.23～41.3680.34～80.647.30塔格拉克牧場(chǎng)Tagelapasture3441.31～41.3480.17～80.207.32十萬畝生態(tài)園Shiwanmuecologicalpark42141.34～41.4380.18～80.277.17恰格拉克鄉(xiāng)Qiagelakecountry5741.23～41.2779.85～80.217.63阿熱勒鎮(zhèn)Areletown61041.15～41.2479.71～80.017.63水稻農(nóng)場(chǎng)Shuidaofarm7341.22～41.2880.11～80.157.19吐木秀克鎮(zhèn)Tumuxiuketown8741.37～41.5379.82～80.107.35托乎拉鄉(xiāng)Tuohulacountry9841.28～41.3380.09～80.247.65共青團(tuán)農(nóng)場(chǎng)Gongqingtuaqnfarm10241.24～41.2780.62～80.637.42恰其力克牧Qiaqilikepasture11241.17～41.18≈80.837.74青年農(nóng)場(chǎng)Qingnianfarm12141.180.547.66依希來木其Yixilaimuqi131441.19～41.3180.39～80.467.54克孜勒鎮(zhèn)Keziletown142141.07～41.2380.42～80.517.55尤喀克麥蓋提村Youkakemaitivillage152≈41.17≈79.867.67吉格代牧場(chǎng)Gugedaipasture16141.2979.87.63溫宿鎮(zhèn)Wensutown17141.3480.227.58

1.2 方 法

1.2.1 樣品測(cè)定

土壤樣品測(cè)定采用HCl+ HNO3+HF +HClO4全消毒法[18]，秤取8.0 g土壤樣品，用HCl+ HNO3+HF +HClO4(40+20+20+6 mL)消毒，定容至100 mL保存，待測(cè)定。待測(cè)液中，As、Hg含量用原子熒光光譜法測(cè)定，Cd含量用石墨爐原子吸收分光光度法測(cè)定，Pb、Cr含量用火焰原子吸收分光光度法測(cè)定。

1.2.2 重金屬污染評(píng)價(jià)

根據(jù)不同樣區(qū)和不同樣點(diǎn)的整體調(diào)查，對(duì)研究區(qū)域采用污染指數(shù)[19, 20]和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

1.2.2.1 污染指數(shù)法

單因子污染指數(shù)計(jì)算如公式(1)，Pi為第i污染物的污染指數(shù)，Ci為第i污染物的實(shí)測(cè)值，Si為第i污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

內(nèi)梅羅(Nemerow)綜合污染指數(shù)的計(jì)算如公式(2)，Ps為綜合污染指數(shù)，n為污染物總數(shù)，Pi為第i污染物的污染指數(shù)，Pmax所有污染元素指數(shù)中的最大值。

公式(1)：Pi=Ci/Si.

依據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995)中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)果園土壤重金屬進(jìn)行污染評(píng)價(jià)(pH=7.48<7.5，圖1中警戒線)，列出土壤污染指數(shù)分級(jí)[21, 22]。表2

表2 土壤污染指數(shù)分級(jí)

Table 2 The Grading of soil pollution indexes

指數(shù)Index范圍Range污染等級(jí)Pollutiongrade污染水平Pollutionlevel單因子污染指數(shù)PiSinglefactorpollutionindex(Pi)Pi≤1安全清潔13重度污染受重度污染綜合污染指數(shù)PxComprehensivePollutionindex(Px)Px≤0.7安全清潔0.73重度污染受重度污染

1.2.2.2 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法

采用Hakanson[23]潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法評(píng)價(jià)溫宿縣土壤中重金屬的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)及危害，公式如下：

表3 重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)、污染水平評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

Table 3 Assessment standards of potential ecological risk coefficient(Eir) and risk indices (RI) of heavy metals

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel 2010(Microsoft公司，美國(guó))進(jìn)行預(yù)處理，SPSS19.0(IBM公司，美國(guó))進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA)和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 溫宿縣土壤重金屬含量

研究表明，溫宿縣17個(gè)樣區(qū)土壤重金屬含量特征值為As平均含量11.96 mg/kg，標(biāo)準(zhǔn)差為3.56 mg/kg，變異系數(shù)為29.77%；Hg平均含量0.032 mg/kg，標(biāo)準(zhǔn)差為0.03 mg/kg，變異系數(shù)為9.38%；Cd平均含量0.17 mg/kg，標(biāo)準(zhǔn)差為0.04 mg/kg，變異系數(shù)為23.53%；Pb平均含量22.93 mg/kg，標(biāo)準(zhǔn)差為3.74 mg/kg，變異系數(shù)為16.31%；Cr平均含量43.38 mg/kg，標(biāo)準(zhǔn)差13.60 mg/kg，變異系數(shù)為28.11%。溫宿縣138個(gè)采樣點(diǎn)5種土壤重金屬差異不大(9.38%～29.77%)，平均值和背景值的比值均接近1(0.5～1.7)。溫宿縣果園的重金屬含量基本上與新疆土壤背景值相似，土壤均未受到污染。表4

表4 溫宿縣果園土壤重金屬含量

Table 4 The heavy metal contents of Urumqi soil

注：背景值為新疆土壤背景值，比值為平均值/背景值[24, 25]Note: It’s the Xinjiang soil background value, the ratio is average/ background values

2.2 溫宿縣土壤重金屬含量分布特征

研究表明，138個(gè)土壤樣品As、Hg、Cd、Pb和Cr 5種重金屬含量均低于國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值(國(guó)家《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995))，即該區(qū)域土壤重金屬含量不存在污染的風(fēng)險(xiǎn)。其中Hg、Pb和Cr的土壤重金屬含量均明顯低于國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值，土壤樣點(diǎn)As和Cb的含量與警戒值較為接近。圖1

2.3 土壤重金屬的相關(guān)性

2.3.1 相關(guān)性

溫宿縣5種重金屬含量的相關(guān)分析表明，土壤中5種重金屬之間的相關(guān)關(guān)系較為簡(jiǎn)單，As-Hg、As-Cd、As-Cr、Hg-Cd、Hg-Cr、Cd-Pb、Cd-Cr 均呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，Hg-Pb呈極顯著負(fù)相關(guān)，As-Pb之間沒有顯著性相關(guān)關(guān)系(P>0.05)。說明土壤中重金屬As- Hg- Cd- Cr的相關(guān)性較好,具有較強(qiáng)的同源性，Pb有較強(qiáng)的異源性。表5

注：虛線為各重金屬元素含量的國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-1995)限值

Note: The dotted line is the second grade of nation soil environmental quality standards limit for heavy metal content (GB15618-1995)

圖1 土壤重金屬含量

Fig.1 Soil heavy metals contents of each survey point

表5 土壤重金屬含量的相關(guān)關(guān)系矩陣

Table 5 Correlation matrix of heavy metals contents in soils

注：**極顯著性相關(guān)；*顯著性相關(guān)Note: The sign ** indicates differences at significant level of P=0.01, and * with P=0.05

2.3.2 主成分分析

溫宿縣土壤重金屬主成分因子分析表明，將土壤污染物的信息進(jìn)行了集中和提取，識(shí)別出起主導(dǎo)作用的成分。主成分分析可知，5種重金屬辨識(shí)出2 個(gè)主成分，分別解釋總因子的54.6%和25.3%，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到54.6%和80.0%。因此，此分析數(shù)據(jù)可以解釋5種重金屬元素來源的絕大部分信息。第1主成分分析可知，重金屬As、Hg、Cd和Pb具有較大載荷(高于背景值)，第2主成分分析可知，只有重金屬Cr具有較高的載荷，各元素之間的相關(guān)性較強(qiáng)。表6

表6 重金屬元素主成分因子載荷矩陣

Table 6 Factors matrix of heavy metals insoils

元素Element主成分Principalcomponent12As0.899-0.019Hg0.8670.161Cd0.8180.371Pb0.684-0.541Cr0.1920.900方差貢獻(xiàn)率Variancecontributionrate54.625.3積累貢獻(xiàn)率Accumulationcontributionrat54.680.0

2.4 土壤重金屬污染評(píng)價(jià)

采用污染指數(shù)法評(píng)價(jià)溫宿縣土壤中As、Hg、Cd、Pb和Cr重金屬元素的污染狀況，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表3，評(píng)價(jià)結(jié)果表明，由單因子污染指數(shù)來看，溫宿縣重金屬As、Hg、Cd、Pb和Cr的土壤中均屬于安全等級(jí)(Pi均≤1)，為清潔水平；10萬畝生態(tài)園的土壤污染指數(shù)值最低(0.31)，清潔程度最高，恰格拉克鄉(xiāng)的土壤污染指數(shù)值最高(0.77)，但在安全等級(jí)以內(nèi)；由5種重金屬元素的綜合污染指數(shù)可知，各樣區(qū)的溫宿縣重金屬As、Hg、Cd、Pb和Cr的土壤均屬于安全等級(jí)(Px均≤0.7)，為清潔水平；由溫宿縣各樣區(qū)土壤重金屬單因子、綜合污染指數(shù)平均值可知，污染程度排序?yàn)椋篈s(0.56)>Cd(0.38)>Cr(0.15)>Pb(0.07)>Hg(0.053)，綜合污染屬于清潔水平(Px≤0.7)。表7

表7 土壤污染指數(shù)分級(jí)

Table 7 The Grading of soil pollution indexes

樣區(qū)編碼Samplecodes單因子污染指數(shù)Pi Singlefactorpollutionindex(Pi)AsHgCdPbCr綜合污染指數(shù)PxComprehensivePollutionindex(Px)10.480.050.630.090.180.4920.440.040.540.080.150.4230.420.060.410.080.190.3440.310.050.420.070.10.5650.770.060.320.060.180.5860.660.060.320.060.170.570.630.140.590.070.180.580.660.170.60.070.180.5290.720.040.270.060.130.54100.380.040.430.070.120.34110.430.010.230.050.110.33120.740.020.330.060.150.55130.640.020.270.070.130.48140.590.020.30.070.160.45150.640.050.330.050.160.48160.680.070.250.050.140.51170.40.020.220.060.080.3平均值Mean0.560.0530.380.070.150.46

2.5 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

從綜合潛在生態(tài)危險(xiǎn)指數(shù)來看，5種重金屬的RI值的范圍為79.78～236.10。有58.8%的樣區(qū)處于低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度(RI<150)，41.2%的樣區(qū)處于中生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度(150≤RI<300)。各樣區(qū)綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的平均值表明，溫宿鎮(zhèn)處于低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度(RI=139.94<150)。表3，表8

表8 重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)(Eir)和風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(RI)

3 討 論

工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，導(dǎo)致土壤環(huán)境中重金屬污染逐漸加劇，溫宿縣林果園主要種植紅棗、核桃，以農(nóng)業(yè)活動(dòng)為主。溫宿縣17個(gè)樣區(qū)138個(gè)土壤樣品的重金屬As、Hg、Cd、Pb和Cr的平均含量11.96、0.032、0.17、22.93 和43.38 mg/kg，與孫繼坤[24]得出的新疆土壤背景值相似，說明近30年，溫宿縣林果園的土壤環(huán)境良好，基本上未受到農(nóng)業(yè)活動(dòng)的影響。5種重金屬的含量分別均低于國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值，但部分地區(qū)的As和Cd含量較為接近警戒線，需做相應(yīng)的預(yù)防、治理。

以污染指數(shù)、潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法綜合評(píng)定溫宿縣重金屬情況，有更全面、更實(shí)時(shí)、更準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。溫宿縣基本上不存在重金屬污染、生態(tài)危險(xiǎn)狀況。其中，重金屬As的污染指數(shù)為0.56，較其他元素大，需注意治理、管理。潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)得出，As、Pb和Cr處于低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度，Hg和Cd處于中生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度，綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)屬于低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度，說明溫宿縣整體的生態(tài)環(huán)境良好。因此，溫度縣土壤環(huán)境處于安全、清潔等級(jí)，有利于進(jìn)行農(nóng)業(yè)活動(dòng)，研究結(jié)果可為該區(qū)土壤重金屬污染防治、修復(fù)等技術(shù)的研究提供理論支撐。

4 結(jié) 論

新疆溫宿縣17個(gè)樣區(qū)138個(gè)土壤樣品的五種重金屬含量(As、Hg、Cd、Pb和Cr)均低于國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值，且土壤重金屬含量的變異系數(shù)比值均接近1(0.5～1.7)，基本上與新疆土壤背景值相似，即該區(qū)域土壤重金屬含量不存在污染的風(fēng)險(xiǎn)，土壤均未受到污染。

溫宿縣土壤中5種重金屬之間基本上均呈極顯著相關(guān)關(guān)系(As-Pb除外)，可辨識(shí)為2個(gè)主成分。PC1中重金屬As、Hg、Cd和Pb具有較大載荷，PC2中只有Cr具有較大載荷。

由單因子、綜合污染指數(shù)來看，溫宿縣重金屬As、Hg、Cd、Pb和Cr的土壤中均屬于安全等級(jí)(Pi均≤1，Px均≤0.7)，為清潔水平；由溫宿縣各樣區(qū)土壤重金屬單因子、綜合污染指數(shù)平均值可知，污染程度排序?yàn)椋篈s>Cd>Cr>Pb>Hg，綜合污染屬于清潔水平(Px≤0.7)。

References)

[1] 王岙, 白梅,崔勇. 吉林省部分地區(qū)食品中鉛、鎘污染狀況分析[J]. 中國(guó)食品衛(wèi)生雜志,2006,(3):239-243.

WANG Ao, BAI Mei, CUI Yong. (2006). Situation of Lead and Cadmium in Foods in Jilin Province during the Period 2001-2004 [J].ChineseJournalofFoodHygiene, (3):239-243. (in Chinese)

[2] Jrup, L. (2003). Hazards of heavy metal contamination.BritishMedicalBulletin, 68(486):167-182.

[3]黃益宗, 郝曉偉, 雷鳴, 等. 重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)及其修復(fù)實(shí)踐[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2013,32(3):409-417.

HUANG Yi-zong, HAO Xiao-wei, LEI Ming, et al. (2013). The Remediation Technogy and Remediation Practice of Heavy metals-contaminated Soil [J].JournalofAgro-EnvironmentScience, 32(3):409-417. (in Chinese)

[4]呂建樹, 張祖陸, 劉洋, 等. 日照市土壤重金屬來源解析及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J]. 地理學(xué)報(bào),2012,67(7):971-984.

LU Jian-shu, ZHANG Zu-lu, LIU Yang, et al. (2012). Sources Identification and Hazardous Risk Delineation of Heavy Metals Contamination in Rizhao City [J].ActaGeographicaSinica, 67(7):971-984. (in Chinese)

[5]馬陶武, 朱程, 王桂巖, 等. 銅銹環(huán)棱螺對(duì)沉積物中重金屬的生物積累及其與重金屬賦存形態(tài)的關(guān)系[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2010,21(3):734-742.

MA Tao-wu, ZHU Chen, WANG Gui-yan, et al. (2010). Bioaccumulation of Sediment Heavy Metals in Bellamya Aeruginosa and its Relations with the Metals Geochemical Fractions [J].ChineseJournalofAppliedEcolo-gy, 21(3):734-742. (in Chinese)

[6]吳新民, 李戀卿, 潘根興, 等. 南京市不同功能城區(qū)土壤中重金屬Cu、Zn、Pb和Cd的污染特征[J]. 環(huán)境科學(xué),2003,24(3):105-111.

WU Xin-min, LI Luan-qing, PAN Gen-xin et al. (2003). Soil Pollution of Cu，Zn，Pb and Cd in Different City Zones of Nanjing [J].EnvironmentalScience, 24(3):105-111. (in Chinese)

[7]穆葉賽爾·吐地, 吉力力·阿布都外力,姜逢清. 天山北坡土壤重金屬含量的分布特征及其來源解釋[J]. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2013,21(7):883-890.

Muyessar Turdi, Jilili Abuduwaili, JIANG Feng-Qing. (2013). Distribution Characteristics of Soil Heavy Metal Content in Northern Slope of Tianshan Mountains and its Source Explanation [J].ChineseJournalofEco-Agriculture, 21(7):883-890. (in Chinese)

[8]任力民, 賈登泉,王飛. 新疆農(nóng)田土壤重金屬含量調(diào)查與評(píng)價(jià)[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,51(9):1 760-1 764.

REN Li-min, JIA Deng-quan, WANG Fei. (2014). Preliminary Survey and Evaluation of Heavy Metal Content in Farmland Soil [J].XinjiangAgriculturalSciences, 51(9):1,760-1,764. (in Chinese)

[9]陳牧霞, 地里拜爾·蘇力坦, 楊瀟, 等. 新疆污灌區(qū)重金屬含量及形態(tài)研究[J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境,2007,21(1):150-154.

CHEN Mu-xia, Dilibar Sultan, YANG Xiao, et al. (2007). Research on Concentration and Chemical Speciation of Heavy Metals in Sewage Irrigated Soil of Xinjiang [J].JournalofAridLandResourcesandEnvironment, 21(1):150-154. (in Chinese)

[10]李長(zhǎng)春, 張光勝, 姚峰, 等. 新疆準(zhǔn)東煤田五彩灣露天礦區(qū)土壤重金屬污染評(píng)估與分析[J]. 環(huán)境工程,2014,(7):142-146.

LI Chang-chun, ZHANG Guang-sheng, YAO Feng, et al. (2014).Assessment of Soil Heavy Metal Pollution Area of Xinjiang Zhundong Wucaihu Surface Coal Mine [J].EnvironmentalEngineering, (7):142-146. (in Chinese)

[11]姚峰, 包安明, 古麗·加帕爾, 等. 新疆準(zhǔn)東煤田土壤重金屬來源與污染評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué),2013,33(10):1 821-1 828.

YAO Feng, BAO An-ming, GULI Jiapaer, et al. (2013). Soil Heavy Metal Sources and Pollution Assessment in the Coalfield of East Junggar Basin in Xinjiang[J].ChinaEnvironmentalScience, 33(10):1,821-1,828. (in Chinese)

[12]余艷華, 蔣平安, 羅艷麗, 等. 新疆奎屯墾區(qū)土壤砷污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià)[J]. 土壤通報(bào),2008,39(6):1 445-1 448.

YU Yan-hua, JIANG Ping-an, LUO Yan-li, et al. (2008). Evaluation of Arsenic Pollution of Soil in Kuitun Reclamation Area of Xinjiang [J].ChineseJournalofSoilScience, 39(6):1,445-1,448. (in Chinese)

[13]羅艷麗, 余艷華, 鄭春霞, 等. 新疆奎屯墾區(qū)土壤砷含量及耐砷植物的篩選[J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境,2010,24(2):192-194.

LOU Yan-li, YU Yan-hua, ZHENG Chun-xia, et al. (2010). Arsenic Concentrations in Soils and Plants in Kuitun Farm, Xinjiang[J].JournalofAridLandResourcesandEnvironment, 24(2):192-194. (in Chinese)

[14]卡哈爾·吾甫爾, 阿孜古麗·玉蘇甫, 阿不都拉·阿巴斯, 等. 烏魯木齊南郊亞花松蘿重金屬含量及其大氣污染評(píng)價(jià)的研究[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,47(9):1 780-1 785.

Kahar Gupur, Arzigul Yusup, Abdulla Abbas, et al. (2010). Study of the Heavy Metal Content of Usnea Subfloridanaand Assessment of the Air Pollution of Southern Suburb of Urumqi,Xinjiang[J].XinjiangAgriculturalSciences, 47(9):1,780-1,785. (in Chinese)

[15]易治伍, 王靈, 錢翌, 等. 烏魯木齊市農(nóng)田土壤重金屬含量及評(píng)價(jià)[J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境,2009,23(2):150-154.

YI Zhi-wu, WANG Ling, QIAN Yi, et al. (2009). Heavy Metal Content Sand Evaluation of Farmland Soil in Urumqi[J].JournalofAridLandResourcesandEnvironment, 23(2):150-154. (in Chinese)

[16]劉玉燕,劉浩峰. 新疆米泉市污灌區(qū)土壤重金屬污染及防治[J]. 昌吉學(xué)院學(xué)報(bào),2007,(3):45-48.

LIU Yu-yang, LIU Hao-feng. (2007). Soil Heavy Metal Pollution and Its Prevention and Cure in Polluted Irrigated Area in Miquan City, Xinjiang [J].JournalofChangjiUniversity, (3):45-48. (in Chinese)

[17]時(shí)亞坤, 李凱榮,閆寶環(huán). 銅川三里洞煤礦煤矸石風(fēng)化土壤重金屬分布及污染狀況分析[J]. 水土保持研究,2012,19(1):187-191.

SHI Ya-kun, LI Kai-rong, YAN Bao-huan. (2012). Distribution and Assessment of Heavy Metal Contamination in Weathered Soil in Sanlidong Coal Mine of Tongchuan [J].ResearchofSoilandWaterConservation, 19(1):187-191. (in Chinese)

[18]高軍俠, 黨宏斌, 鄭敏, 等. 鄭州市郊農(nóng)田土壤重金屬污染評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2013,29(21):116-120.

GAO Jun-xia, DANG Hong-bin, ZHENG Min, et al. (2013).Heavy Metal Pollution Assessment of Farmland Soil in Suburb in Zhengzhou City [J].ChineseAgriculturalScienceBulletin, 29(21):116-120. (in Chinese)

[19]王春光, 張思沖, 辛蕊, 等. 哈爾濱市東郊菜地土壤重金屬環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2010,26(2):262-266.

WANG Chun-guang, ZHANG Si-chong, XIN Rui, et al.(2010). Heavy Metal Environmental Assessment of Soil in East Suburb of Harbin [J].ChineseAgriculturalScienceBulletin, 26(2):262-266. (in Chinese)

[20]程芳, 程金平, 桑恒春, 等. 大金山島土壤重金屬污染評(píng)價(jià)及相關(guān)性分析[J]. 環(huán)境科學(xué),2013,34(3):1 062-1 066.

CHENG Fang, CHENG Jin-ping, SANG Heng-chun, et al. (2013). Assessment and Correlation Analysis of Heavy Metals Pollution in Soil of Dajinshan Island [J].EnvironmentalScience, 34(3):1,062-1,066. (in Chinese)

[21]郭平, 謝忠雷, 李軍, 等. 長(zhǎng)春市土壤重金屬污染特征及其潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J]. 地理科學(xué),2005,25(1):108-112.

GUO Ping, XIE Zhong-lei, LI Jun, et al. (2005). Specificity of Heavy Metal Pollution and the Ecological Hazard in Urban Soils of Changchun City [J].ScientiaGeographicaSinica, 25(1):108-112. (in Chinese)

[22] Hakanson, L. (1980). An ecological risk index for aquatic pollution control.a sedimentological approach.WaterResearch, 14(8):975-1,001.

[23]張兆永, 吉力力·阿不都外力,姜逢清. 天山土壤微量(類)重金屬的來源解析及潛在生態(tài)危害評(píng)估[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2014,25(11):3 168-3 176.

ZHANG Zhao-yong, JILILI Abuduwailil, JIANG Feng-qing. (2014). Source Identification and Potential Ecological Hazards Assessment of Trace Metalloid/ Heavy Metals in the Soil of Tianshan Mountains, Xinjiang, China [J].ChineseJournalofAppliedEcology, 25(11):3,168-3,176. (in Chinese)

[24] 孫繼坤,胡志林,周鴻興,等. 天山山地土壤中微量元素的含量與分布 [J]. 土壤學(xué)報(bào)，1987，24(2):335-341.

SUN Ji-kun, HU Zhi-lin, ZHOU Hong-xing, et al. (1987). Content and distribution of trace elementsin the soil of the Tianshan Mountains [J].ActaPedologicaSnica, 24(2):335-341.(in Chinese)

[25] 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站. 中國(guó)土壤元素背景值 [M]. 北京: 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,1990.

China National Environmental Monitoring Centre. (1990).China'sSoilElementBackgroundValues[M]. Beijing: China Environmental Science Press.(in Chinese)

Fund project:Supported by the special funds for basic science and technology research of nono "profit research institutions of Xinjiang Uygur Autonomous Region "remediation measures of main heavy metal pollution in Xinjiang soil" (ky2014037),Excellent Youth Fund of Xinjiang Academy of Agricultural Sciences "The influence of biocharcoal on the adsorption characteristics of heavy metal cadmium" (xjnkq-2014004) and special funds for the transformation of scientific and technological achievements "Walnut orchard health management of precision fertilizer technology integration and demonstration(201454122)

Distribution Characteristics and Risk Assessment of Soil Heavy Metal Contents in Wensu County of Southwest Xinjiang

FU Yan-bo, DOU Xiao-jing, LAI Ning, HUANG Jian, WANG Xin-yong, WANG Zhi-guo

(ResearchInstituteofSoil,FertilizerandAgriculturalWaterConservation,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China)

【Objective】 To make clear the level of heavy metal contamination by analyzing the total quantity in Wensu County and conduct risk assessment of their safety.【Method】In 2004, 138 soil samples in 17 sampling points in Wensu County were collected, and the total content of heavy metals(As, Hg, Cd, Pb and Cr) was determined.【Result】The results showed that in Wensu county As was 11.96 mg/kg, Hg 0.032 mg/kg, Cd 0.17 mg/kg, Pb 22.93 mg/kg, Cr 43.38 mg/kg. The coefficient variability of heavy metals was really little. According to the state soil environmental quality standards as the evaluation standard, the integrated pollution indexes of various elements were: As>Cd>Cr>Pb>Hg. The pollution assessment showed that five kinds of heavy metals were all at security and clean level(Pi≤1), so was the comprehensive pollution indices of heavy metals(Px≤0.7). The average values of potential ecological risk assessment showed that the various elements were: Hg (77.35) > Cd (42.60) > As (11.03) >Pb (7.96) >Cr(1.01), a lower ecological risk level was estimated to soil heavy metals. The comprehensive range of potential ecological risk index of five finds of heavy metals was between 79.78 and 236.10, so a lower ecological risk level was determined, too.【Conclusion】In Wensu county, the heavy metal contamination (As, Hg, Cd, Pb and Cr) is lower than the warning level, and the degree of pollution is below the safe level. The single factor and comprehensive ecological risk assessment are also at a low ecological risk, which indicates that the soil environmental quality is overall good in Wensu County.

soil; heavy metals; pollution assessment; ecological risk

2016-08-26

自治區(qū)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金“新疆土壤主要重金屬污染修復(fù)措施研究”(ky2014037)；新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院優(yōu)秀青年基金“生物炭對(duì)土壤重金屬鎘吸附特征的影響”(xjnkq-2014004)；自治區(qū)科技成果轉(zhuǎn)化專項(xiàng)資金項(xiàng)目“核桃健康果園水肥精準(zhǔn)管理技術(shù)集成與示范”(201454122)

付彥博(1986-)，男，助理研究員，研究方向?yàn)橥寥郎鷳B(tài)與農(nóng)業(yè)節(jié)水，(E-mail)fuyanbo2010@163.com

王治國(guó)(1980-)，男，副研究員，研究方向?yàn)橥寥郎鷳B(tài)與農(nóng)業(yè)節(jié)水，(E-mail)13565915020@126.com

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.12.016

X825

：A

：1001-4330(2016)12-2280-10