吳迪, 程志飛, 鄧琴，劉品禎,2, 杜啟露

?

山區(qū)路側(cè)土壤-油菜系統(tǒng)重金屬來(lái)源及關(guān)聯(lián)特征

吳迪1, 程志飛1, 鄧琴1，劉品禎1,2, 杜啟露1

1. 貴州師范大學(xué), 貴州省山地環(huán)境信息系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴陽(yáng) 550001 2. 黔南民族師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，都勻 558000

以安順市至龍?zhí)齑宀糠致范挝恢脼榛鶞?zhǔn)，選取不同坡度采集距路側(cè)不同距離、高度的油菜及表層土壤樣品，測(cè)試了各樣品中Cu、Pb、Cd、Cr、Zn、Ni、Hg、As元素含量，分析了路側(cè)油菜與土壤中重金屬的可能來(lái)源、分布規(guī)律及表層土壤組成的差異。結(jié)果表明：道路截面灰塵有機(jī)質(zhì)含量較高；油菜土壤質(zhì)地粗細(xì)不一，侵入類(lèi)型以礫石、生活垃圾為主；表層土Cd的Igeo值最高為6.94，屬極重污染，Cr、Pb屬輕污染；油菜重金屬Cd、Cr主要來(lái)源地質(zhì)背景，Pb、Zn、Ni主要受非點(diǎn)源污染源路線(xiàn)影響，Hg、As、Cu與地質(zhì)背景和人為活動(dòng)有關(guān)；油菜組織重金屬含量最大值主要集中在路側(cè)10m內(nèi)，葉、莖、根中Cr、Cd超標(biāo)極其嚴(yán)重，分別為：14.49、12.96、15.54倍，35.13、9.54、19.72倍；5m處油菜葉、莖、根對(duì)As、Hg、Cr、Pb、Zn、Ni、Cu的富集能力遠(yuǎn)高于10m、30m處。

山區(qū)路側(cè); 重金屬; 污染規(guī)律; 來(lái)源; 關(guān)聯(lián)特征

0 前言

貴州“十三五”規(guī)劃強(qiáng)調(diào)發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)推動(dòng)“大扶貧”, 而農(nóng)作物中重金屬含量嚴(yán)重制約生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展, 國(guó)發(fā)[2012]2號(hào)文件明確國(guó)家級(jí)貴安新區(qū)生態(tài)文明建設(shè)后, 其經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí), 伴隨著非點(diǎn)源污染源公路所受的交通壓力劇增, 路側(cè)農(nóng)作物如蔬菜及其土壤受交通脅迫污染日趨明顯[1-2], 大量研究表明高速路側(cè)農(nóng)作物和土壤中的重金屬污染受汽車(chē)活動(dòng)影響較大[3-4], 部分重金屬污染物隨高速路面徑流沉降累積到公路兩側(cè)土壤[5], 且隨道路密度梯度變化而變化[6]。重金屬難降解[7]且易累積在蔬菜并通過(guò)食物鏈轉(zhuǎn)移富集于人體內(nèi)[8]，影響人體健康。交通車(chē)輛導(dǎo)致比表面積較大的灰塵顆粒物吸附重金屬擴(kuò)散到公路兩側(cè)農(nóng)作物表面[9-10], 加劇公路兩側(cè)農(nóng)作物受非點(diǎn)源污染[11]。

國(guó)外研究高速公路兩側(cè)土壤污染規(guī)律比較成熟[12], 我國(guó)學(xué)者發(fā)現(xiàn)部分高速公路[13-14]兩側(cè)土壤重金屬含量多數(shù)超出當(dāng)?shù)乇尘爸? 深入研究了其來(lái)源及分布規(guī)律, 貴州山區(qū)路側(cè)蔬菜的種植較為廣泛, 嚴(yán)重受交通污染, 但山區(qū)路側(cè)不同水平和垂直高度的蔬菜及相應(yīng)表層土壤重金屬污染的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。本文以安順至龍?zhí)齑骞费鼐€(xiàn)兩側(cè)的油菜及對(duì)應(yīng)表層土壤中重金屬污染現(xiàn)狀為研究對(duì)象, 分析了其重金屬污染來(lái)源、分布規(guī)律及影響因素。此研究為近一步了解城鄉(xiāng)山區(qū)路側(cè)蔬菜及所屬表層土中重金屬污染潛在風(fēng)險(xiǎn)及分布規(guī)律提供參考依據(jù), 對(duì)貴安新區(qū)生態(tài)文明建設(shè)具有指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 區(qū)域概況及樣品采集

安順市至龍?zhí)齑骞肥菞l交通車(chē)流量較大、地勢(shì)落差明顯、煤礦砂石車(chē)較多的城鄉(xiāng)山區(qū)路線(xiàn)(圖1)，沿途蔬菜種植單一，對(duì)重金屬性污染敏感。試樣于2016年(之前一周無(wú)雨)選取間距大于30 m的公路截面(圖1中A、B、C、D、E)，以此為基準(zhǔn)選取不同距離和坡度，2 m×10 m區(qū)域內(nèi)按照“S”型曲線(xiàn)采集路側(cè)油菜及所對(duì)應(yīng)表層土壤(0—5 cm)和公路截面積塵，分別混合為單個(gè)樣品，裝袋標(biāo)記，具體采樣信息見(jiàn)圖1和表3。

1.2 樣品處理

土壤樣品自然風(fēng)干, 去除填充物和礫石垃圾, 瑪瑙研缽研磨過(guò)篩, 過(guò)10、18、100目尼龍篩, 分別稱(chēng)量后混合, 留100目篩后土樣備用; 油菜樣品分取根、莖、葉組織分別裝入紙信封, 105 ℃殺青, 40 ℃下恒重、粉碎, 過(guò)2 mm尼龍篩備用。

1.3 測(cè)試方法

土壤樣本參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[15]: 顆粒組成分析采用比重法; pH值測(cè)定采用2.5:1水土比電位法; 有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用高溫外熱重鉻酸鉀氧化-容量法。油菜組織采用濃HNO3—30%H2O2微波消解法消解; 土壤采用50%王水(HNO3:HCl=1:3)沸水浴消解。樣品重金屬含量測(cè)定方法如下: Hg、As采用原子熒光光譜法測(cè)定; Cd、Cu、Zn、Ni、Cr、Pb采用石墨爐原子吸收分光光度法測(cè)定; 采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、雙空白、20%平行樣質(zhì)控, 回收率均在96.3%—105.2%之間, 測(cè)定結(jié)果均在誤差允許范圍。

圖1 采樣點(diǎn)分布

Figure 1 Location of sampling sites

1.4 分析評(píng)價(jià)方法

1.4.1 地質(zhì)累積指數(shù)法

地質(zhì)累積指數(shù)法由德國(guó)科學(xué)家Müller提出且廣泛用于研究沉積物及土壤中重金屬污染定量指標(biāo)[16]。其計(jì)算公式為:

式中,geo表示土壤樣品某元素地累積指數(shù)值;C為土壤樣品某重金屬元素實(shí)測(cè)含量;B為重金屬的地球化學(xué)背景值, 本研究采用貴州省土壤背景值作為參比值(表1), 1.5為修正系數(shù), 是為了消除成巖作用可能引起背景值變動(dòng)而設(shè)定的系數(shù)。地質(zhì)累積指數(shù)反映重金屬分布自然變化特征, 判斷人類(lèi)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響[17], 分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

1.4.2 富集系數(shù)

富集系數(shù)(BAF)常用于表示油菜對(duì)重金屬的富集與作物、土壤、重金屬的相關(guān)性。BAF指作物重金屬含量與土壤重金屬含量比值[18]。反映農(nóng)作物某組織對(duì)重金屬元素富集能力, BAF值越大, 對(duì)重金屬富集能力越強(qiáng), 抗土壤重金屬污染能力越弱[19]。計(jì)算公式為:

(2)

式中BAF為農(nóng)作物某組織或器官的富集系數(shù);農(nóng)作物表示農(nóng)作物某組織或器官中重金屬的含量(mg?kg-1);農(nóng)作物為農(nóng)作物對(duì)應(yīng)土壤中重金屬的含量(mg?kg-1)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010、Origin6.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析, ArcGIS10.2繪制樣點(diǎn)分布圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 路域油菜土壤理化性質(zhì)

各剖面成土母質(zhì)和pH值見(jiàn)表3所示。人為侵入體垃圾是路域土壤的主要特點(diǎn), 成土母質(zhì)油菜土壤的主要侵入體類(lèi)型為生活垃圾。采樣點(diǎn)土壤pH值變化較大, 油菜田土壤pH值受到公路非點(diǎn)源污染源影響[20]。水平層次上, 開(kāi)闊地帶連續(xù)30 m無(wú)與道路平行樹(shù)木阻擋, 汽車(chē)尾氣中CO2、SO2、NO2和路面灰塵易擴(kuò)散累積在油菜土壤表層, 導(dǎo)致與路肩距離5 m、10 m處油菜土壤pH值比對(duì)應(yīng)公路截面略低, 隨距離增加pH值上升且30 m處油菜土壤pH值略高于公路截面, 并且距路肩相同距離的下坡油菜土壤pH值均高于上坡?？傮w來(lái)看, 路域土壤偏堿性pH值明顯高于對(duì)應(yīng)油菜土壤, 但峽谷地帶密閉性較好污染物易積累, 油菜田土壤pH值低于開(kāi)闊地帶, 而受風(fēng)向等因素影響, 非點(diǎn)源污染源主要擴(kuò)散在上坡區(qū)域, 使下坡pH值均低于上坡且出現(xiàn)最小值5.37, 不同樣區(qū)距路肩5 m樣點(diǎn)pH值均高于其它距離樣點(diǎn), 偏向于堿性演變[21]。高度層次上, 隨距路肩距離增加, 開(kāi)闊地帶油菜土壤pH值逐漸降低, 開(kāi)闊地帶不同高度油菜田土壤pH均值高于單側(cè)依山和峽谷地帶, 而截面公路pH值變化不明顯。綜上, 表層土壤pH受到非點(diǎn)源污染源公路交通的影響, 對(duì)后續(xù)研究油菜富集重金屬能力提供參考。

表1 貴州省土壤重金屬背景值(mg?kg-1)

表2 地質(zhì)累積指數(shù)與污染程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

表3 樣本土壤理化性質(zhì)

注: 平均值±標(biāo)準(zhǔn)差, 表示單一采樣點(diǎn)的土壤顆粒組成、侵入體數(shù)量、有機(jī)質(zhì)和pH數(shù)據(jù)檢測(cè)的離散度。

各剖面土壤質(zhì)地和有機(jī)質(zhì)如表3所示。礫石、建筑和生活垃圾的侵入, 油菜土壤質(zhì)地變粗糙, 部分樣區(qū)土壤顆粒組成存在較大差異, 油菜地帶土壤大顆?，F(xiàn)象明顯, 而路域截面顆粒程度相對(duì)均勻, 表明其土壤質(zhì)地及顆粒組成的多變性主要受人類(lèi)活動(dòng)的影響[22]。道路煤炭運(yùn)輸造成揚(yáng)塵擴(kuò)散, 導(dǎo)致公路截面有機(jī)質(zhì)含量明顯高于對(duì)應(yīng)油菜田土壤, 且相對(duì)高度較低的油菜區(qū)域土壤有機(jī)質(zhì)平均含量相對(duì)較高, 而開(kāi)闊地帶下坡最大值16.31 g/kg的出現(xiàn)可能由煤炭成堆跌落所致; 樹(shù)木、灌木叢減弱了揚(yáng)塵擴(kuò)散, 使開(kāi)闊地帶土壤有機(jī)質(zhì)含量偏高于阻隔地帶。綜上可知, 路側(cè)油菜田有機(jī)質(zhì)來(lái)源多樣, 人類(lèi)活動(dòng)起主導(dǎo)作用, 道路運(yùn)煤卡車(chē)濺落物加劇兩側(cè)土壤有機(jī)質(zhì)含量。

2.2 土壤-油菜系統(tǒng)重金屬來(lái)源及關(guān)聯(lián)特征

2.2.1 路側(cè)油菜及土壤金屬含量波動(dòng)規(guī)律

路側(cè)樣品(油菜和土壤)的重金屬含量如圖2和3所示，其中Y、J、G分別表示油菜的不同組織部位，T表示油菜種植對(duì)應(yīng)的土壤，Y、J、G、T后綴數(shù)字與表3樣品編號(hào)一一對(duì)應(yīng)，表示不同采樣點(diǎn)的樣品。結(jié)合表3采樣信息可知，不同路域兩側(cè)采樣點(diǎn)重金屬污染存在較大差異，油菜不同組織部位和對(duì)應(yīng)土壤中金屬含量均呈不同程度波動(dòng)，其中As、Cr、Pb、Zn、Ni、Cu金屬含量波動(dòng)程度較大，而Cd、Hg含量波動(dòng)程度較小，土壤中金屬含量顯著高于對(duì)應(yīng)油菜各部位含量，油菜不同部位金屬含量：葉>根>莖，多數(shù)油菜莖部金屬含量遠(yuǎn)小于油菜葉，距路域不同距離其重金屬含量存在一定的規(guī)律性[23]，Zn、Ni、Cu、Cd污染程度隨距路域截面距離的增加而降低，距路肩10 m內(nèi)污染特性較為顯著且下降速率較快，10—30 m內(nèi)變化幅度較小，而單側(cè)依山地帶油菜中Zn含量波動(dòng)規(guī)律存在明顯差異，隨距路肩距離增加呈現(xiàn)逆升高現(xiàn)象，可能依山地帶機(jī)動(dòng)車(chē)剎車(chē)片、輪胎磨損受風(fēng)向和海拔影響[24]，土壤和油菜中Pb、As含量波動(dòng)幅度最大，但與路間距離變化規(guī)律不明顯。油菜葉Zn含量在峽谷地帶出現(xiàn)最大值且遠(yuǎn)大于同地帶其它距離含量，可能因地域封閉，灰塵伴隨汽車(chē)磨損中的Zn被油菜葉富集，該樣點(diǎn)pH(5.37—5.86) <6.5，金屬離子活性較大，油菜金屬含量出現(xiàn)極值的可能性增加。

圖2 路側(cè)樣品As、Hg、Cr、Pb、Cd含量

Figure 2 The content of As, Hg, Cr, Pb, Cd in roadside samples

圖3 路側(cè)樣品Zn、Ni、Cu含量

Figure 3 The content of Zn, Ni, Cu in roadside samples

2.2.2 土壤-油菜系統(tǒng)金屬含量平均值分布及路域地帶響應(yīng)

如圖4所示, 土壤中As、Hg、Cr、Pb、Cd、Zn、Ni、Cu含量平均值均高于對(duì)應(yīng)油菜組織含量，土壤中As、Cr、Pb、Cd含量遠(yuǎn)大于對(duì)應(yīng)油菜組織，而油菜組織和土壤中Hg、Zn、Cu含量差別不明顯。與《食品中衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》蔬菜限值比值，所測(cè)金屬均超標(biāo)，其中油菜葉、莖、根中Cr、Cd超標(biāo)極其嚴(yán)重，分別為：14.49、12.96、15.49倍，35.13、9.54、19.72倍；而油菜中葉、莖、根Pb超標(biāo)較為嚴(yán)重，分別為：16.27、8.97、45.76倍。油菜不同組織測(cè)試金屬平均含量雖然均出現(xiàn)不同程度的超標(biāo)，但未能反映局部地區(qū)環(huán)境因素的貢獻(xiàn)率。

圖4 油菜組織部位及土壤金屬含量平均值

Figure 4 The average value of heavy metal in rape tissue site and soil

根據(jù)公式(1)計(jì)算geo值, 結(jié)果如表4所示。對(duì)油菜田表層全土分析可知: Cu的geo值最高為1.34, 屬偏中污染; Zn、Ni的geo值分別為0.88、0.75, 屬輕污染; 表層土未受As、Hg、Cr、Pb、Cd污染。距路肩5 m油菜田表層土分析: Cu的geo值最高, 為1.38, 屬偏中污染; Zn、Ni的geo值分別為0.94、0.86, 屬輕污染; 與全土金屬元素污染相似, 表明研究路段表層土壤主要受Zn、Ni、Cu累積污染。通過(guò)分析對(duì)比距路肩不同距離的油菜田表層土中As、Hg、Cr、Pb、Cd、Zn、Ni、Cu的geo值，發(fā)現(xiàn)5 m、10 m和30m處土壤Zn、Ni、Cu的geo值與隨距路肩距離遞減，綜上表明，非點(diǎn)源污染源道路向外擴(kuò)散的灰塵攜帶Zn、Ni、Cu在油菜田表層塵降所致。

表4 距路肩不同距離油菜田表層土的Igeo值

2.2.3 不同地帶不同油菜部位及土壤金屬含量平均值最值

由圖5、6可知, 樣品中As、Hg、Cr、Pb、Cd、Zn、Ni、Cu含量最值主要集中在油菜葉(除Zn含量最大值主要集中在油菜的葉和莖), 其中Zn、Ni、Cu含量最值曲線(xiàn)波動(dòng)很大，Zn最為突出，As、Hg、Cr、Pb、Cd含量最值曲線(xiàn)波動(dòng)平緩，大部分油菜中金屬最值：葉>根>莖。再結(jié)合表3-1可知，路側(cè)油菜中As、Hg、Cr、Pb、Cd、Zn、Ni、Cu含量的最大值分別為：1.97 mg?kg-1、0.075 mg?kg-1、12.59 mg?kg-1、4.30 mg?kg-1、2.14 mg?kg-1、114.93 mg?kg-1、15.28 mg?kg-1、23.38 mg?kg-1，對(duì)應(yīng)油菜部位：根、葉、根、葉、根、根、根、葉，分別對(duì)應(yīng)樣點(diǎn)位置：開(kāi)闊帶上坡、單側(cè)依山下坡、峽谷帶上坡、開(kāi)闊帶上坡、峽谷帶上坡、單側(cè)依山上坡、峽谷帶上坡、開(kāi)闊帶下坡。最小值分別為：0.26mg?kg-1、0.017 mg?kg-1、3.05 mg?kg-1、0.35 mg?kg-1、0.019mg?kg-1、9.85 mg?kg-1、0.95 mg?kg-1、0.77 mg?kg-1，對(duì)應(yīng)油菜部位：莖、根、莖、莖、莖、根、莖、莖，分別對(duì)應(yīng)樣點(diǎn)位置：開(kāi)闊帶上坡、單側(cè)依山下坡、峽谷帶上坡、開(kāi)闊帶下坡、開(kāi)闊帶下坡、單側(cè)依山上坡、峽谷帶上坡、峽谷帶上坡。油菜平均值角度分析：最大值組要分布在葉和根部，與相關(guān)研究存在差異[25]，可能因路域截面環(huán)境、距離和高度影響，油菜不僅通過(guò)土壤攝入金屬元素，另外，油菜葉通過(guò)呼吸作用脅迫吸收揚(yáng)塵、汽車(chē)尾氣等污染物累積體內(nèi)；與《食品中衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》蔬菜限值相比，所測(cè)金屬含量均出現(xiàn)不同倍數(shù)超標(biāo)，Cd>Cr>Pb>Hg>Zn>As>Cu，分別為42.8、25.2、21.5、7.5、5.8、3.9、2.3倍，其中，Cd受污染最嚴(yán)重，超標(biāo)42.8倍，可能受貴州土壤背景值偏高和揚(yáng)塵攜帶含機(jī)動(dòng)車(chē)剎車(chē)片及金屬磨損污染源影響，另外，可能還來(lái)源于輪胎磨損和潤(rùn)滑油，Pb、Cd、Cu有可能來(lái)源于汽車(chē)尾氣，Hg、As的超標(biāo)可能因人為侵入體垃圾和當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸祵?dǎo)致。綜上所述, 不同地帶路側(cè)的油菜主要受到不同程度的污染, 不同組織部為差異明顯, 主要受道路交通和人為活動(dòng)影響。

圖5 不同油菜部位和土壤金屬含量最大值

Figure 5 The maximum value of rape tissue site and soil in different areas

圖6 不同油菜部位和土壤金屬含量最小值

Figure 6 The minimum value of rape tissue site and soil in different areas

2.3 土壤-油菜系統(tǒng)金屬關(guān)聯(lián)特征

2.3.1 富集系數(shù)

根據(jù)公式(2)計(jì)算距路肩不同距離油菜組織對(duì)重金屬的富集系數(shù), 見(jiàn)圖7、8、9、10。從圖7可知, 油菜同一組織對(duì)不同重金屬的富集系數(shù)大小為: 葉: Cu>Zn>Hg>Cr>Cd>Ni>As>Pb; 莖: Cu>Zn>Hg>Cr> Cd>Ni>Pb>As; 根: Cu>Zn>Cr>Hg>Ni>Pb>Cd>As; 可知, 油菜不同組織都表現(xiàn)為對(duì)Cu、Zn富集能力最大, 莖、葉對(duì)As富集能力最弱。油菜不同組織對(duì)相同重金屬的富集系數(shù)大小比較, As、Pb、Zn、Cr: 根>葉>莖; Hg、Cu: 葉>莖>根; Cd、Ni: 葉>根>莖。從圖8、9、10可知, 距路肩不同距離油菜葉、莖、根對(duì)不同重金屬的富集系數(shù)大小: 5 m處油菜葉、莖、根對(duì)As、Hg、Cr、Pb、Zn、Ni、Cu的富集能力最大; 而10 m、30 m兩處油菜葉對(duì)上述各個(gè)元素的富集能力基本一致, Cd截然不同, 其富集能力最大值分布在10 m處油菜葉, 其中, 5 m處油菜葉對(duì)As、Pb、Cu的富集能力呈幾何倍數(shù)大于10 m、30 m處富集值; 10 m、30 m兩處油菜莖對(duì)As、Pb、Ni、Cu的富集能力相當(dāng), 并且5 m處油菜莖的富集能力幾何倍數(shù)高于10 m、30 m處; 10 m、30 m兩處油菜根對(duì)As、Pb、Zn、Ni、Cu的富集能力幾乎無(wú)異, 5 m處油菜根對(duì)As、Pb、Ni、Cu的富集能力幾何倍數(shù)高于10 m、30 m處。

距路肩相同距離油菜不同組織部為對(duì)重金屬富集系數(shù)比較: 5 m處油菜不同組織: 對(duì)Zn、Ni、Cr、As的富集能力比較: 根>葉>莖; 對(duì)Cd、Hg的富集能力比較: 莖>葉>根; 對(duì)Pb的富集能力比較: 葉>根>莖; 對(duì)Cu的富集能力比較: 葉>莖>根。10 m處油菜不同組織: 對(duì)Cu、Zn、Hg的富集能力比較: 葉>根>莖; 對(duì)Pb、Cr、As的富集能力比較: 根>葉>莖;對(duì)Cd的富集能力比較: 葉>莖>根; 對(duì)Zn的富集能力比較: 葉、莖、根幾乎無(wú)差異。30處油菜不同組織: 對(duì)As、Cr、Pb、Zn、Ni的富集能力比較: 根>葉>莖; 對(duì)Cu、Cd、Hg的富集能力比較: 葉>根>莖。

圖7 全油菜不同組織中重金屬富集系數(shù)

Figure 7 The enrichment factor of heavy metal in rape tissue site

圖8 距路肩不同距離油菜葉中重金屬富集系數(shù)

Figure 8 The enrichment factor of heavy metal of rape leaves in different distance to shoulder

圖9 距路肩不同距離油菜莖中重金屬富集系數(shù)

Figure 9 The enrichment factor of heavy metal of rape stem in different distance to shoulder

圖10 距路肩不同距離油菜根中重金屬富集系數(shù)

Figure 10 The enrichment factor of heavy metal of rape root in different distance to shoulder

3 結(jié)論

1) 路側(cè)土壤理化性質(zhì)復(fù)雜。不同地帶表層土壤pH受公路污染源的影響存在差異, 峽谷地帶影響最大, 道路截面灰塵有機(jī)質(zhì)含量較高; 油菜土壤質(zhì)地粗細(xì)不一, 侵入類(lèi)型以礫石、生活垃圾為主。

2) 路側(cè)試樣重金屬污染情況不一。油菜田表層全土：Cu的Igeo值最高為1.34，屬偏中污染；Zn、Ni屬輕污染；油菜部位組織與《食品中衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》限值比值：表明平均含量均出現(xiàn)不同程度超標(biāo)，葉、莖、根中Cr、Cd超標(biāo)嚴(yán)重，分別為：14.49、12.96、15.49倍，35.13、9.54、19.72倍；不同組織部為差異明顯，主要受道路交通和人為活動(dòng)影響。

3) 油菜重金屬含量與距離和路域有關(guān), 受非點(diǎn)源污染源交通路線(xiàn)影響。不同地帶油菜組織中As、Hg、Cr、Pb、Cd、Zn、Ni、Cu含量最大值主要集中在路側(cè)10 m內(nèi), 最大平均值集中于葉(除Zn外), 受路域地帶影響差異不明顯。

4) 距路肩不同距離油菜葉、莖、根對(duì)重金屬的富集能力不同。5 m處油菜葉、莖、根對(duì)As、Hg、Cr、Pb、Zn、Ni、Cu的富集能力最大, 呈現(xiàn)不同組織的富集能力遠(yuǎn)高于10 m、30 m處的現(xiàn)象。

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Correlation characteristics and source of heavy metals in roadside rape andsoil system in mountainous areas

WU Di1, CHENG Zhifei1, DENG Qin1,LIU Pinzhen1,2, DU Qilu1

1.Guizhou Provincial Key Laboratory for Information System of Mountainous Areas and Protection of Ecological Environment, Guizhou Normal University, Guiyang 550001, China 2. School of Chemistry and Chemical Engineering, Qiannan Normal University for Nationalities, Duyun 558000, China

Rapes and corresponding surface soil samples from different locations with different roadside distances in partial position as reference of the road between Anshun City and Longtian Village were collected. The contents of heavy metals including Cu, Pb, Cd, Cr, Zn, Ni, Hg and Asin the samples wereanalyzed.The possible sources and distribution regulations of the heavy metals and the differences of surface soil composition were studied. The results show that the organic matter content is very high in road section dusts;the particle sizes of the rape soil texture are different,and the types of the invasionsare dominated by gravels and domestic wastes. The highest Igeo value of the surface soil Cd is 6.94, belonging to heavy pollution, while the Cr and Pb are in slight pollution. The main source ofheavy metal Cd and Cr in the rapesis geological background, and the Pb, Zn, Ni are mainly affected by non point source pollution sources and Hg, As, Cu are related to the geological background and human activities. The maximum value of the heavy metal in the rapes is mainly concentrated within 10m of the roadside. The contents of Cr, Cd in the leaves, stems, roots respectively are 14.49, 12.96, 15.54 times and 35.13, 9.54, 19.72 times, which exceed the standard extremely serious of rape. The enrichment ability of leaves, stems, roots in 5m is maximum and geometric multiple higher than those in 10m or 30m.

mountainous roadside; heavy metal; pollution regulation; source; correlation characteristics

10.14108/j.cnki.1008-8873.2019.02.022

X82

A

1008-8873(2019)02-168-08

2017-05-05;

2018-06-01

貴州典型鉛鋅礦區(qū)土壤重金屬污染防治關(guān)鍵技術(shù)與修復(fù)示范 [黔科合SY(2010)3013]

吳迪(1977—)，男，正高級(jí)實(shí)驗(yàn)師, 研究方向?yàn)榄h(huán)境分析化學(xué), E-mail: wudi77@126.com

吳迪, 程志飛, 鄧琴,等. 山區(qū)路側(cè)土壤-油菜系統(tǒng)重金屬來(lái)源及關(guān)聯(lián)特征[J]. 生態(tài)科學(xué), 2019, 38(2): 168-175.

WU Di, CHENG Zhifei, DENG Qin, et al. Correlation characteristics and source of heavy metals in roadside rape and soil system in mountainous areas[J]. Ecological Science, 2019, 38(2): 168-175.