廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院 岳國(guó)輝

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，重金屬已經(jīng)成為重要污染源，且其進(jìn)入到植物、動(dòng)物體內(nèi)，已經(jīng)成為對(duì)人體、動(dòng)植物健康的重要威脅。土壤重金屬形態(tài)組成特征，決定了重金屬在土壤殘留活躍度以及向水圈和生物圈遷移的難易程度，故重金屬元素的形態(tài)特征是決定其化學(xué)活性、生物可利用性及潛在毒性的重要因素。因此，想要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)預(yù)防重金屬污染，不僅需要針對(duì)土壤重金屬本身的特性以及活性展開(kāi)分析工作，同時(shí)對(duì)于重金屬全量及各類形態(tài)也需做好對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究工作。鑒于此，想要進(jìn)一步為環(huán)境保護(hù)提供幫助，針對(duì)土壤重金屬的形態(tài)分布特征及其影響因素這一內(nèi)容進(jìn)行深入分析具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

一、材料與方法

（一）土壤樣本搜集

本次研究中，研究人員在廣西靖西市地區(qū)進(jìn)行樣本采集時(shí)，主要依賴于GPS定位完成，并針對(duì)當(dāng)?shù)氐耐寥览们闆r以及工業(yè)企業(yè)作業(yè)地點(diǎn)分布特征進(jìn)行了樣本選擇點(diǎn)分析，共計(jì)選取120個(gè)樣本點(diǎn)。過(guò)程中，不同的樣本點(diǎn)周邊均相對(duì)應(yīng)地設(shè)置了4個(gè)輻射點(diǎn)，距離為30m左右，借此實(shí)現(xiàn)“梅花采樣”[1]。采樣時(shí)，技術(shù)人員在表層土壤約0-20cm的位置，選取共計(jì)5個(gè)點(diǎn)，制作成混合樣本用作研究[2]。對(duì)所采集的樣本進(jìn)行處理時(shí)，首先需將樣本中的植物根系以及摻混的石塊剔除，隨后將其置于室內(nèi)實(shí)現(xiàn)自然風(fēng)干[3]。

（二）樣本分析

進(jìn)行樣本分析時(shí)，主要針對(duì)三方面展開(kāi)，分別如下：

（1）土壤理化性質(zhì)分析；

（2）重金屬總量分析，包括砷、鎘、鉻、鉛。

（3）重金屬形態(tài)分析，分析方法主要以歐共體標(biāo)準(zhǔn)司所推行的BCR三步提取方法[4]。針對(duì)土壤重金屬的殘?jiān)鼞B(tài)、腐殖酸結(jié)合態(tài)、離子交換態(tài)、強(qiáng)有機(jī)結(jié)合態(tài)、水溶態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)以及鐵錳結(jié)合態(tài)。

（三）數(shù)據(jù)處理

主要包括如下三種：（1）描述性統(tǒng)計(jì)分析；（2）相關(guān)性分析；（3）逐步回歸分析；采用Spss13.0完成統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算。

二、結(jié)果及其影響因素分析

（一）土壤重金屬形態(tài)含量分布

本次研究中，主要采用的研究標(biāo)準(zhǔn)以歐共同體標(biāo)準(zhǔn)司BCR中所規(guī)定的條件為標(biāo)準(zhǔn)，其間將樣本進(jìn)行了不同形態(tài)的劃分，包括殘?jiān)鼞B(tài)、腐殖酸結(jié)合態(tài)、離子交換態(tài)、強(qiáng)有機(jī)結(jié)合態(tài)、水溶態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)以及鐵錳結(jié)合態(tài)，隨后針對(duì)不同形態(tài)進(jìn)行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表1所示。

表1 土壤重金屬四種形態(tài)下描述性統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表（n=120）（ng/g）

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，五類重金屬形態(tài)均以殘?jiān)鼞B(tài)為主，除鎘元素的離子交換態(tài)含量相對(duì)較高外，其余元素的離子交換態(tài)和水溶態(tài)均相對(duì)較低。從變異系數(shù)來(lái)看，各元素形態(tài)含量空間差異性較大。

（二）重金屬總量影響

當(dāng)重金屬的全量不同時(shí)，對(duì)于土壤重金屬在形態(tài)變化上的影響也具有差異，據(jù)此進(jìn)行重金屬全量的形態(tài)影響分析時(shí)，統(tǒng)計(jì)出了如表2所示的內(nèi)容。

表2 重金屬全量與不同形態(tài)的相關(guān)性分析表

通過(guò)對(duì)表2中重金屬全量與不同形態(tài)的相關(guān)性進(jìn)行分析能夠發(fā)現(xiàn)，鎘的所有形態(tài)與全量之間均在0.01水平上具有顯著正向相關(guān)性；砷的腐殖酸結(jié)合態(tài)和鐵錳結(jié)合態(tài)與全量之間均在0.01水平上具有顯著正向的相關(guān)性；四種重金屬在呈現(xiàn)為殘?jiān)鼞B(tài)時(shí)，其與全量的正相關(guān)性也均超出0.79。

（三）土壤理化性質(zhì)影響

土壤重金屬形態(tài)分析中能夠發(fā)現(xiàn)，土壤理化性質(zhì)的不同，對(duì)于重金屬的形態(tài)也會(huì)產(chǎn)生一定的影響，下面針對(duì)有機(jī)質(zhì)和pH值進(jìn)行了與土壤重金屬形態(tài)相關(guān)性的統(tǒng)計(jì)，得出了如表3中的內(nèi)容：

表3 土壤理化性質(zhì)對(duì)土壤重金屬形態(tài)影響數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

針對(duì)表3中內(nèi)容進(jìn)行分析能夠發(fā)現(xiàn)，重金屬元素的不同形態(tài)，均會(huì)受到理化性質(zhì)的影響。

其中，殘?jiān)鼞B(tài)下，pH值及有機(jī)質(zhì)僅對(duì)鎘影響較大大；腐殖酸結(jié)合態(tài)下，pH值與鎘顯著正相關(guān)，而與其他三種重金屬顯著負(fù)相關(guān)；離子交換態(tài)下，pH值的不斷增加，對(duì)于砷、鎘、鉛的影響最大，砷、鎘顯著隨著pH值的增加而開(kāi)始增加，鉛則降低。水溶態(tài)下，土壤理化性質(zhì)與四種重金屬均呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。此結(jié)果的統(tǒng)計(jì)顯示出，除殘?jiān)鼞B(tài)和強(qiáng)有機(jī)結(jié)合態(tài)以外，土壤理化性質(zhì)對(duì)于土壤中重金屬形態(tài)能產(chǎn)生較大的影響。

（四）重金屬形態(tài)影響因素探析

進(jìn)行重金屬形態(tài)影響因素分析時(shí)可發(fā)現(xiàn)，無(wú)論何種程度的重金屬污染問(wèn)題，均屬于長(zhǎng)時(shí)間的累積和推移所形成[6-7].當(dāng)重金屬進(jìn)入到土壤中后，會(huì)在配位、吸附-吸收以及沉淀-溶解等過(guò)程的推進(jìn)下，逐步生成為化學(xué)形態(tài)不同的物質(zhì)，由此可知不同的理化性質(zhì)必然會(huì)對(duì)重金屬的形態(tài)變化產(chǎn)生影響[8]。具體的影響因素分析，經(jīng)統(tǒng)計(jì)主要集中在以下幾方面：

（1）按照不同的次生相質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和這一條件，針對(duì)土壤中重金屬元素進(jìn)行從小到大的排列順序可得出：鉻＜砷＜鉛＜鎘，據(jù)此可得出，在廣西靖西市地區(qū)，土壤重金屬類中的鎘的生物有效性相對(duì)更高，且其所蘊(yùn)含的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)度也更高。

（2）針對(duì)土壤重金屬的不同形態(tài)含量以及全量進(jìn)行對(duì)比分析能夠發(fā)現(xiàn)，兩者之間呈現(xiàn)正相關(guān)性，同時(shí)不同的重金屬形態(tài)含量相對(duì)于全量的百分比也呈現(xiàn)出正相關(guān)性。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)開(kāi)展土壤重金屬形態(tài)分布分析工作時(shí)，首先需要做好材料樣本的采集工作，尤其需確認(rèn)材料的可實(shí)驗(yàn)性，方能為實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)性提升起到促進(jìn)作用。其次，針對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行分析時(shí)，也應(yīng)重點(diǎn)從土壤中的重金屬形態(tài)含量分布、重金屬全量以及土壤理化性質(zhì)等方面展開(kāi)綜合性的分析和探索，方能最終為土壤重金屬形態(tài)含量的確認(rèn)提供有效的數(shù)據(jù)支撐，最終為土壤重金屬治理水平提升奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。