影响城市土壤重金属污染因子的关联度分析
基于因子分析法的城市表层土壤重金属污染模型
：个指 标 构 成 的样 本 空 间 ； Ｘ 过标 准化 后 的 数据 ； ｎ Ｘ ：经 Ｘ
第 ｉ 样本 的第 ｉ 指标 值 ； ； 指 标 的 均 值 ；． 指 标 的标 准 差 ； 个 个 Ｘ： ｊ ８： ｊ
对该 城 区土壤 地 质环 境 重金 属元 素含 量 的数 据标 准 化处 理 后 ， Ｐ Ｓ ３ 统计 软件 进行 因子分 析 ， 经Ｓ Ｓ １ ． ０ 可得 出 以下结 果 ：ｒ ｉ Ｃ 和Ｎ 的相 关性 最好 ， 相关 系数 最大 ， ．１ ， 次为 Ｐ 和Ｃ ， 为０ ６其 ７ ｂ ｄ相关 系数 为０ ６ ， ． ０ 以下 依 次是 Ｃ和Ｃ 。ｄ Ｃ 的相 关性 较 好 ， 关系 数 分 ６ ｒ ｕＰ 和 ｕ 相 别 为０ ３ 和 ０ ２ ， ｉ Ｃ 的相 关 系 数 为０ ９ ，ｂ ｎ 关 系 数 ． ２ ． ０Ｎ和 ｕ ５ ５ ． ５Ｐ 和Ｚ 相 ４ 为０ ９ ， 元 素之 间 的相关 系数 相对 较 低 。从成 因上来 分析 ． ． ４ 其他 ４ 相关性 较 好的 元素 可能 在成 因和 来源 上有一 定 的关联 。 因子 分 析 的关 键 就 是 利 用 相 关 系 数 矩 阵 求 出 相 应 的 因 子 的特 征 值 和 累 计 贡 献率 ， Ｓ Ｓ １ ． 计 软 件 计 算 可 得 出 。 用 Ｐ Ｓ ３０ 统 特 征 值 和 累计 贡献 率
软件
该 区域 内的 空 间 分 布 。 研 究 采 用 多 元 统 计 数 学 方 法 之一 的 因子 分 析 。它 根 据 多 个 实 测 变 量 之 间 的 相 互 关 系 ，运 用数 学 变 换 将 多个 变 量 转 换 为 少 数 几 个 线 性不 相关 的综 合指 标 ， 而 简 化 数 据处 理 ， 目 从 其 的 在 于 对 大量 观测 数据 用较 少 的代 表 性 的 因子 来 说 明众 多 变 量 所 提 取 的 主 要信 息 。 出多 个 变 量 问 的 因果 关 系 。 提 因子 分 析 在 成 因 、 源 问 题 研 究 上 是 一 种 非 常 有 效 的 数 学 方法 ． 以用 来 可
城市表层土壤重金属污染分析
城市表层土壤重金属污染分析摘要：文章利用单项污染指数衡量各区域内每种重金属元素对各监测点的污染程度，由尼梅罗算法得到8种重金属元素对各区域的污染程度；用因子分析法得到各种重金属元素污染的主要原因；由重金属元素的传播特征利用优化方法确定了污染源位置。
关键词:重金属污染尼梅罗算法因子分析法1 引言在以经济建设为一切工作重心的今天，工业化进程突飞猛进的同时重金属污染问题日趋严重。
重金属一旦进入土壤很难在生物循环过程中分解，当重金属在土壤中累积量超过土壤本身的承受能力时，不仅会影响土壤动植物的生长发育，而且还会通过植物的吸收、富集，并最终通过食物链进入人体，给人体健康带来巨大的危害。
目前，关于土壤重金属污染的研究已成为一个热点问题。
本文以2011年全国大学生数学建模竞赛题为背景，就某城区As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn八种主要重金属对土壤的污染状况展开研究。
考虑到不同的区域环境受人类活动影响的程度不同，所以按照功能，将城区划分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区。
研究过程中主要采用标点检测取样的办法获得各重金属的浓度数据，在此基础上给出了土壤重金属污染的研究办法。
具体做法是先由尼梅罗算法确定各区域的污染程度，同时利用因子分析法寻求污染原因，而后依据重金属的传播特征进行回溯，这样即可确定污染源的位置。
2 各区域重金属的污染程度对于重金属对土壤环境的污染程度，由于涉及多种元素，可用单项污染指数来衡量某一监测点某种元素对该点的污染程度，并用综合污染指数来衡量这八种重金属元素对该点的综合污染程度。
研究过程中，监测取样的方法获得的只是各金属在某一监测点的浓度，而通过这些数据很难直接评价污染程度，所以可选取一个统一的标准，将这些元素的浓度进行转化。
将各金属元素浓度背景值的上限作为标准，以浓度值在背景上限值中所占的比重作为污染程度。
可定义单项污染指数为：参照国家GB15618-1995《土壤环境质量标准》中对土壤质量等级给出的标准，就能得到重金属元素对各功能区的污染程度。
关于土壤中重金属污染的研究
关于土壤中重金属污染的研究重金属指的是密度大于或等于5g/cm³的金属元素，包括铜、铅、锌、铬、汞、镉等，它们具有一定的生物毒性和累积性，严重危害生态环境和生态健康。
重金属污染的来源主要包括工业废弃物、城市垃圾、化肥、农药等，其中又以工业废弃物的排放量最大，为重金属污染的主要来源。
重金属污染对土壤和生态环境的影响主要体现在以下几个方面：1. 影响土壤质量和肥力，不仅会削弱土壤的肥力和生产力，也会导致植物长势不良，影响农作物的产量和品质。
2. 影响土壤微生物活性，重金属污染会抑制土壤中微生物的活性和数量，降低土壤的生态功能，进而影响生态系统的健康和稳定。
3. 影响植物生长和显微结构，重金属污染会使植物吸收并富集到过高浓度的重金属，破坏植物的正常生长和代谢，导致植物发育受阻，叶片曲折、缩小等。
针对重金属污染的治理和防范，在研究领域中已经出现了一些较为行之有效的技术和方法。
其中，利用植物和微生物对重金属的吸收、累积和降解等生态修复方法，是目前取得较好效果的治理方法之一。
包括：植物修复技术、微生物修复技术、化学修复技术、热化学修复技术等。
植物修复技术是通过植物的吸收、转运、富集和转化，来修复污染土壤中的重金属的一种生态修复方法，常见的植物有铜绿菜、金鱼草、苜蓿等。
微生物修复技术是通过利用活性微生物降解、转化、吸附和富集重金属，还原污染土壤中的重金属含量，常用的微生物有欧芹芝菌根菌、乳酸杆菌等。
化学修复技术是通过加入化学物质，改变土壤中的物理化学性质，使重金属向土壤中深处迁移，这样可以起到治理土壤污染的作用。
在治理重金属污染时，还需要遵循科学、依法、有效、可行的原则，实施全面的治理措施。
同时，也需要加强对重金属污染的监测和预警，以便及时发现、处理和修复重金属污染。
重金属污染治理不是一朝一夕的事情，需要长期的坚持和努力，才能达到理想的效果和目标。
总之，重金属污染是当前严重的环境问题之一，其治理和防范已经成为全社会必须面对和解决的问题之一，需要我们不断进行研究和探索，寻找更加切实有效的解决方法。
重金属污染对土壤质量的影响研究
重金属污染对土壤质量的影响研究随着工业化的迅猛发展和人类活动的不断增加，重金属污染已经成为一个全球性的环境问题。
重金属是指密度大于5克/厘米的金属元素，如铅、镉、汞、铬等。
这些重金属的存在对土壤质量造成了严重的影响。
首先，重金属污染会导致土壤中微生物的减少。
微生物在土壤中发挥着重要的作用，如有机物分解、养分循环和土壤结构的形成等。
然而，重金属的积累会破坏微生物的生存环境，导致微生物数量减少。
这使得土壤能力减弱，难以维持正常的生态系统功能。
其次，重金属对土壤的物理结构也有影响。
土壤的物理结构是土壤质量的关键指标之一，它影响着土壤的通气性、渗透性和保水性。
重金属污染会导致土壤颗粒之间的粘合力减弱，使土壤变得不稳定。
这样的不稳定性会导致土壤结构的破坏，增加土壤侵蚀和水土流失的风险。
此外，重金属还会对土壤中的植物生长产生负面影响。
植物是土壤生态系统的重要组成部分，它们通过吸收土壤中的水分和养分来生长。
然而，重金属的存在会导致土壤中的病原菌和毒素积累，影响植物的正常生长。
同时，重金属也会进入植物体内，富集在植物的各个部分，从而影响植物的品质和农产品的安全性。
针对重金属污染对土壤质量的影响，人们已经采取了多种措施来减轻其负面影响。
首先，加强环境监测和风险评估工作是必要的。
只有了解到土壤中重金属的分布和积累情况，才能有针对性地制定相应的防治措施。
其次，采用生物修复技术来降低土壤中的重金属含量是一种有效的手段。
通过引进一些菌类、植物或其他微生物，可以帮助吸收和固定土壤中的重金属，从而减少其对土壤的负面影响。
此外，合理利用农业废弃物和有机肥料也是一种降低重金属污染的方式。
这些废弃物和肥料中含有大量的有机质和养分，可以改善土壤的肥力，从而减少重金属对植物生长的影响。
同时，加强农业技术培训和普及，推广科学种植和施肥方式，也可以减少农业活动对土壤的负面影响。
综上所述，重金属污染对土壤质量产生了广泛而深远的影响。
我们必须采取积极有效的措施来减轻重金属污染带来的负面影响。
城市表层土壤重金属污染分析
城市表层土壤重金属污染分析摘要随着近代工农业的发展，重金属通过各种途径进入土壤中，由于其不会被生物降解、迁移性小，很难从土壤中去除，容易在土壤中积累。
重金属污染物往往具有很强的生物毒性，当重金属积累超出土壤的承受能力或环境条件发生变化时，有毒物质可能会突然活化，导致严重的环境危害，因而土壤重金属污染有“化学定时炸弹”的说法。
另一方面，土壤重金属污染物可通过摄取、吸入、皮肤接触等多种途径危害人体康。
1 .问题重述现对某城市城区土壤地质环境进行调查。
为此，将所考察的城区划分为间距1公里左右的网格子区域，按照每平方公里1个采样点对表层土（0~10 厘米深度）进行取样、编号，并用GPS记录采样点的位置。
应用专门仪器测试分析，获得了每个样本所含的多种化学元素的浓度数据。
另一方面，按照2公里的间距在那些远离人随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加，人类活动对城市环境质量的影响日显突出。
对城市土壤地质环境异常的查证，以及如何应用查证获得的海量数据资料开展城市环境质量评价，研究人类活动影响下城市地质环境的演变模式，日益成为人们关注的焦点。
按照功能划分，城区一般可分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区等，分别记为1类区、2类区、……、5类区，不同的区域环境受人类活动影响的程度不同。
群及工业活动的自然区取样，将其作为该城区表层土壤中元素的背景值。
附件1列出了采样点的位置、海拔高度及其所属功能区等信息，附件2列出了8种主要重金属元素在采样点处的浓度，附件3列出了8种主要重金属元素的背景值。
现要求你们通过数学建模来完成以下任务：(1) 给出8种主要重金属元素在该城区的空间分布，并分析该城区内不同区域重金属的污染程度。
(2) 通过数据分析，说明重金属污染的主要原因。
(3) 分析重金属污染物的传播特征，由此建立模型，确定污染源的位置。
(4) 分析你所建立模型的优缺点，为更好地研究城市地质环境的演变模式，还应收集什么信息？有了这些信息，如何建立模型解决问题？2.问题分析问题一首先要求得出8种主要重金属元素在该城区的空间分布，此问题主要是利用附录中所给的数据，研究给定采集点处的重金属含量。
城市表层土壤重金属污染分析
城市表层土壤重金属污染分析一、引言随着城市化进程的加快，城市土壤受到重金属等污染物的威胁问题日益凸显。
城市表层土壤是城市生态环境中的重要组成部分，受到重金属污染的影响会对人类健康和生态系统造成重大影响。
因此，对城市表层土壤中重金属污染的分析具有重要意义。
二、重金属在城市表层土壤中的来源城市表层土壤中重金属主要来源于工业排放、交通尾气、生活垃圾填埋和农药施用等活动。
这些活动导致了土壤中重金属含量的逐渐积累，从而引发了土壤污染问题。
三、常见的城市表层土壤重金属污染物种城市表层土壤中常见的重金属污染物种包括铅（Pb）、镉（Cd）、铬（Cr）、汞（Hg）等。
这些重金属对人体健康和环境造成严重危害，需要引起重视。
四、城市表层土壤重金属污染的影响1.对人体健康的影响–长期暴露于重金属污染土壤中会导致慢性中毒，严重影响身体健康。
–儿童和孕妇更容易受到重金属污染的影响，引起神经系统和生殖系统的损伤。
2.对生态系统的影响–土壤中的重金属会影响土壤微生物的活性，破坏土壤生态系统平衡。
–重金属还会进一步污染地下水，威胁周围生态环境的稳定性。
五、城市表层土壤重金属污染分析方法1.采样方法–选择合适的采样点位，并采用土壤钻孔或其它方法获取土壤样品。
2.实验分析–利用化学分析方法，对土壤样品中的重金属进行检测和分析，包括原子吸收光谱等技术手段。
3.数据处理–对实验数据进行统计分析和处理，得出城市表层土壤中重金属的含量及分布情况。
六、城市表层土壤重金属污染治理建议1.减少污染源–减少工业废气排放、加强交通管理，从源头减少重金属排放。
2.土壤修复–利用植物吸收、土壤修复技术等手段，对污染土壤进行修复和改良。
3.加强监测–定期对城市表层土壤进行监测，及时发现并处理重金属污染问题。
结论城市表层土壤中的重金属污染是一个严重的环境问题，对人类健康和生态系统造成威胁。
因此，开展城市表层土壤重金属污染的分析研究具有重要意义，可以为环境保护和城市可持续发展提供科学依据。
重金属污染对土壤质量的影响分析
重金属污染对土壤质量的影响分析近年来，随着工业化和城市化的不断发展，重金属污染问题在全球范围内引起了广泛的关注。
重金属污染不仅对环境造成巨大威胁，还对土壤质量产生了深远的影响。
本文将从不同角度探讨重金属污染对土壤质量的影响，以期加深我们对该问题的认识。
首先，重金属污染对土壤质量的影响主要体现在土壤化学性质的改变上。
重金属元素的大量输入会引起土壤酸碱度的改变，导致土壤pH升高或降低。
高pH值的土壤会妨碍植物的吸收和利用营养元素，引起植物生理功能异常。
此外，重金属污染还会改变土壤中的有机质含量和养分供应，导致土壤肥力下降，进而影响农作物的生长和产量。
其次，重金属污染对土壤生物学性质产生了显著影响。
土壤是一个生物圈，其中存在着众多微生物以及各种生态系统。
重金属对土壤微生物的生存和活性产生了严重影响。
一些重金属如铅、镉等会抑制土壤中细菌和真菌的活性，破坏土壤微生物的平衡，导致土壤生态系统失衡。
此外，土壤中的蚯蚓、跳蚤等土壤动物也受到了重金属污染的威胁，它们在土壤中的活动和生物降解能力被削弱，进一步破坏了土壤生态系统的稳定性。
另外，重金属污染对土壤物理性质的影响也不容忽视。
重金属的积累会导致土壤结构的破坏，使其成为紧密的团聚体。
这会导致土壤的渗透性变差，水分和气体的交换受到阻碍，进而影响了植物的生长和根系发育。
同时，重金属还会使土壤表面形成水华，增加土壤的水分蒸发量，使土壤变得干燥。
在解决重金属污染对土壤质量的影响问题上，有几点值得注意。
首先，加强环境监测和预警是必不可少的。
只有及时掌握重金属污染的情况，才能采取相应的防治措施。
其次，强化污染源治理。
重金属污染主要来自工业废水、废弃物的排放，减少这些污染源的输入是有效解决问题的关键。
同时，对土壤进行土壤修复也是重要的手段。
通过物理、化学和生物修复技术，减少土壤重金属的含量，恢复土壤的生态功能。
最后，加强环境教育，提高公众对重金属污染的认识和意识。
只有大家共同努力，才能保护我们的土壤，维护生态平衡。
因子分析在城市表层土壤重金属污染研究中的应用
本 题 中 ，以Ａｓ、Ｃｄ 、Ｃｒ 、Ｃｕ 、Ｈｇ、Ｎｉ ｂ ｎ 、Ｐ 、Ｚ Ａ种 重金 属 元 素 指标 作 因子 分析 ，这 样 在解 释各 指标 变 化异 常 时可 以着 重 讨论 综 合 指标 因子 ，也 可 以为 该城 市重 金 属污 染成 因 的解 释提 供 一 定 的理论依 据 。
ｈ ＾ ｅ ／ ｕ 描 ＾ 饕Ｊ Ｉ（ ， ｐ ｊｃ 。 。 ｎ ｆ ＾ 。 ／ Ｊ ｌ 静 ＾ 妇 《占 ／ ｎ， ｊ ∞ ｅ ， ■ ｃ ， ＾ ２ ∞ ｃ ＾ ，
同 一种 源 的成 分之 间存 在较 强 的相 关性 。 因此 ，表 征样 品集 合 的 空 间维数 可以减 少 ，可能 用个 因子来描 述原 来样 品集合 。 在 重金 属 污染 来 源解 析 中 ，假 设 各元 素是 各 类 源贡 献 的线性 加 和 ，同 时源 贡献 又可 分 为两 个因 子的 乘积 。这 样 可构 造如 下 因 子分 析模型 ：
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目提供城 区的 空间 分布 ，及 不 同区 域重 金属 的 污染 程度 ，本 文 基 于 因子 分析 法 ，应 用Ｓ Ｓ １ ． 件对 该城 区的重 金 属污 染 的主要 Ｐ Ｓ ０ ７软 来源 进行 了分析 。
２ 研 究 方 法 与 模 型 建 立
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第40卷第6期土 壤 学 报V ol140,N o16 2003年11月ACT A PE DO LOG IC A SI NIC A N ov.,2003影响城市土壤重金属污染因子的关联度分析3吴新民1,2 潘根兴1(1 南京农业大学农业资源与生态环境研究所,南京 210095)(2 池州师范专科学校化学系,安徽池州 247100)摘 要 城市土壤深受人为活动的影响,具有明显的重金属人为富积的特点,认识这些土壤重金属丰度、形态与土壤理化性质及周围环境因子的关系,有助于更好地保护和修复城市土壤生态系统。
本文对南京城市土壤中Pb、Zn、Cu、Cd四种重金属元素的含量和形态特征进行了研究,并用灰色系统理论方法对南京城市土壤重金属污染的影响因子进行了灰色关联度分析,认为最主要影响因子是距工业区远近,其次是土壤粘粒含量、pH值,而交通车流量、生产生活废弃物在土壤中堆埋的比例和土壤有机质对城市土壤重金属污染的影响相对较小。
关键词 城市土壤,重金属污染,灰色关联度分析中图分类号 X833城市土壤具有明显的人为扰动特征。
城市工厂、居民生活排放的各种垃圾、废气、汽车尾气增加了城市土壤重金属的负荷。
国外研究证明,城市土壤中重金属元素已有不同程度累积,并产生了一系列的环境问题[1～4]。
城市土壤污染状况对城市绿地建设、城市区域环境质量及人类健康都有十分重要的影响,如城市园林绿化植物重金属中毒、水源污染、人体血铅过高、儿童铅中毒等。
我国也有这方面的研究报道[5～7],如卢瑛等人[6]对南京城市土壤与郊区土壤中Pb的含量进行比较研究,结果表明城市土壤Pb 的含量是背景值的4～5倍。
但这些研究大都集中在研究重金属含量及污染程度方面。
而对不同城市功能区重金属污染差异性,以及产生差异性的相关因子进行分析更具有环境指导意义。
本文针对这一现状,对南京市城市土壤重金属在不同的城市功能区的含量及差异性产生进行相关因子分析,了解它们的累积和分布规律,以及它们在城市不同功能区的分布差异性产生的原因,从而为合理地规划和利用城市土壤,改造和提高城市环境质量,更好地保护和修复城市土壤生态系统,保障人类健康等提供重要的依据。
1 研究方法111 城市土壤剖面选取和样本采集 由于人为因素的影响,城市土壤分布往往具有非连续性、土壤层次混乱、土壤物质来源复杂等特征。
土壤剖面选取和样本采集是准确把握和分析城市土壤的关键步骤之一。
本研究在选取采样点时主要考虑四个方面:(1)在城市不同功能区(老工业区、新开发区、商业区、老居民区、城市广场、风景区)设点;(2)城市土壤人为因素干扰大,层次混乱,本研究分别采取0～5cm、5～20cm、50cm以下三个土壤剖面层次的土样作为分析样本和剖面记录[8],同时为了使分析样本具有代表性,每个土样均为多点混合样;(3)对城市市民广场样本采集兼顾草坪、灌木、森林三种植被类型,老市民广场和新市民广场,客土填埋和废弃土填埋等成土类型;(4)各功能区的剖面点尽可能选择具有代表性地段,回避人工填充物(如沙层、砖瓦砾层、混凝土碎屑层、生活垃圾等),避免分析结果的极端性。
共采集分析样本56个,其中老工业区采样点3个(南钢、扬子石化、大厂镇),采集混合分析样本8个;新开发区采样点3个(南京高新区、3江苏省自然科学基金重点项目(BK99196)资助收稿日期:2002-07-15;收到修改稿日期:2003-01-21新月湖、苜蓿园),采集混合分析样本7个;商业区采样点5个(新街口、夫子庙、汉中门、鼓楼、南京车站),采集混合样本10个;城市广场采样点6个(鼓楼、中华门、鸡鸣寺、汉中门、中山门、午朝门),采集混合分析样本13个;风景区采样点4个(玄武湖、陵园路、雨花台、清凉山),采集混合分析样本10个;老居民区采样点4个(邓府巷、总统府、东干长巷、梅园新村),采集混合分析样本8个。
除少数自然土壤采集50cm 以下的土层作比较之外,大部分城市土壤剖面分析样本均采集0～5cm 、5～20cm 两层作为分析样本。
112 城市土壤样本分析土壤风干后,分别过10目、20目塑料土筛。
取部分土样进一步用玛瑙研钵研磨,过100目塑料土筛,供元素全量分析使用。
土壤颗粒组成分析采用比重计法,pH 值测定用pH 计法,有机碳测定用K 2Cr 2O 72H 2SO 4外加热法[8]。
重金属元素选取典型人类活动源元素[9]Pb 、Cu 、Zn 、Cd 作为测定对象,全量分析采用H NO 32HClO 42HF 三酸消化[8],重金属元素不同形态分析采用连续提取法[10,11]。
重金属元素样本消化液和浸提液均在T AS 2986原子吸收分光光谱仪上测定。
2 结果与讨论211 城市土壤重金属污染状况 对南京市城区主要土壤类型的重金属Pb 、Zn 、Cu 、Cd 分析得出,城市土壤中重金属含量高于郊区农业土壤和自然土壤。
通过表1可以看出,南京市城市土壤Pb 、Zn 、Cu 、Cd 平均含量和六大功能区土壤表层(0～5cm 、5～20cm )中平均含量都高于土壤背景值,Pb 的浓度以老工业区含量最高,依次为老工业区>老居民区>商业区>开发区>其它,Zn 的浓度依次为老居民区>商业区>老工业区>其它,Cu 的浓度依次为老居民区>商业区>其它,Cd 的浓度依次为老工业区>老居民区>其它。
以新街口广场土壤重金属含量最高,其Pb 、Zn 、Cu 、Cd 含量分别为345mg kg -1、565.8mg kg -1、157.3mg kg -1和1.59mgkg -1。
很显然,Pb 、Cd 的分布在老工业区相对较高,这与老工业区工业废气沉降有关,而Zn 、Cu 在老居民区相对富集,则与居民日常生活废弃物含Zn 、Cu 较多相联系的。
差异显著性分析结果表明,南京市六大功能区土壤重金属含量存在显著性差异。
表1 南京市城市土壤重金属分布T able 1 The distribution of heavy metals in urban s oils in Nanjing功能区Z ones studied重金属含量C ontent of heavy metals (mg kg -1)PbZnCu Cd n老工业区283.8±72.1218.3±76.648.9±9.6 2.4±0.78 开发区24.4±5.2164.7±41.216.3±7.70.89±0.37 商业区119.8±110.2334.0±145.658.2±48.90.8±0.610 城市广场54.5±29.8280.2±170.632.2±27.30.9±0.513 风景区66.1±33.7202.4±18.530.3±41.20.98±0.6710 老居民区141.6±67.3382.6±104.580.8±45.9 1.65±0.658 平均值117.1±103.7273.7±31.639.9±39.91.13±0.68背景值24.8 76.8 20.0 0.19 212 重金属元素与土壤结合的形态分配表2反映了不同重金属元素在土壤中不同形态分配情况,各元素都以残渣态为主。
水溶态重金属毒性最强,易造成水体污染,极易被生物吸收富积。
表中各元素平均水溶态含量都很低,但个别剖面点浓度高,易产生点源污染。
交换态和碳酸盐结合态这两组分重金属与土壤结合较弱,最易被释放,有较大的可移动性和生物有效性,在酸性条件下有效性增大[5]。
铁锰氧化态重金属在还原条件下易溶解释放。
有机结合态重金属在氧化状态下易分解释放。
以上几种形态属潜在性污染物,有一定的生物有效922 土 壤 学 报40卷性。
残渣态属不溶态重金属元素,它只有通过化学反应转化成可溶态物质才对生物产生影响,但它是土壤重金属污染的物质供给源。
南京城市土壤的重金属元素以残渣态为主,依次为铁锰氧化结合态、有机结合态、碳酸盐结合态、交换态。
不同元素、不同土壤、不同层次之间各种形态所占比例有很大差别,Pb 、Zn 、Cd 铁锰氧化结合态分别占20.6%、12.2%和15.9%,而Cu 铁锰氧化态比例高达30%以上。
Pb 、Zn 、Cu 有机结合态约占6%～9%。
重金属元素其它形态所占比例较少。
该市有代表性的56个土壤样本中可浸提重金属总量与全量分析比较,可得Pb 、Zn 、Cu 、Cd 四种元素在土壤中各形态可浸提物总量与全量正相关,线性方程的相关系数分别为0.9955、0.9822、0.8966和0.9245。
表2 城市土壤中不同形态重金属的含量T able 2 The content of different forms of heavy metal in urban s oils形态F orms重金属含量C ontent of heavy metals (mg kg -1)PbZnCuCd水溶态0.32±0.50(0.27)1)0.32±0.14(0.12)0.013±0.17(0.03) trace交换态 4.51±1.17(3.85) 2.15±0.76(0.79)0.52±0.64(1.30)0.048±0.005(4.25)碳酸盐结合态 6.04±2.17(5.16)8.13±9.37(2.89) 2.56±1.23(6.40)0.01±0.005(0.90)铁锰氧化物结合态24.13±9.85(20.62)33.35±19.0(12.22)12.09±13.79(30.2)0.18±0.055(15.93)有机结合态9.34±4.32(7.90)16.30±8.23(6.96) 3.42±3.58(8.60)0.012±0.04(1.04)残渣态91.41±109.9(62.2)238.17±115.5(77.5)21.26±25.44(56.5)0.89±0.51(78.9) 1)括号内为其所占总量的百分比(%)213 影响城市土壤重金属分布的灰色关联度分析通过表1、表2可以看出,城市土壤重金属污染在不同的功能区差异显著,然而在同一功能区差异也很大,如在商业区、城市广场、风景区、老居民区不同的样点区内相差可达1倍。