廣西壯族自治區(qū)地質調(diào)查院 岳國輝

隨著經(jīng)濟發(fā)展，重金屬已經(jīng)成為重要污染源，且其進入到植物、動物體內(nèi)，已經(jīng)成為對人體、動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)特征是決定其化學活性、生物可利用性及潛在毒性的重要因素。因此，想要進一步實現(xiàn)預防重金屬污染，不僅需要針對土壤重金屬本身的特性以及活性展開分析工作，同時對于重金屬全量及各類形態(tài)也需做好對應的實驗研究工作。鑒于此，想要進一步為環(huán)境保護提供幫助，針對土壤重金屬的形態(tài)分布特征及其影響因素這一內(nèi)容進行深入分析具有重要現(xiàn)實意義。

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)進行樣本采集時，主要依賴于GPS定位完成，并針對當?shù)氐耐寥览们闆r以及工業(yè)企業(yè)作業(yè)地點分布特征進行了樣本選擇點分析，共計選取120個樣本點。過程中，不同的樣本點周邊均相對應地設置了4個輻射點，距離為30m左右，借此實現(xiàn)“梅花采樣”[1]。采樣時，技術人員在表層土壤約0-20cm的位置，選取共計5個點，制作成混合樣本用作研究[2]。對所采集的樣本進行處理時，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)實現(xiàn)自然風干[3]。

（二）樣本分析

進行樣本分析時，主要針對三方面展開，分別如下：

（1）土壤理化性質分析；

（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準司所推行的BCR三步提取方法[4]。針對土壤重金屬的殘渣態(tài)、腐殖酸結合態(tài)、離子交換態(tài)、強有機結合態(tài)、水溶態(tài)、碳酸鹽結合態(tài)以及鐵錳結合態(tài)。

（三）數(shù)據(jù)處理

主要包括如下三種：（1）描述性統(tǒng)計分析；（2）相關性分析；（3）逐步回歸分析；采用Spss13.0完成統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算。

二、結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，主要采用的研究標準以歐共同體標準司BCR中所規(guī)定的條件為標準，其間將樣本進行了不同形態(tài)的劃分，包括殘渣態(tài)、腐殖酸結合態(tài)、離子交換態(tài)、強有機結合態(tài)、水溶態(tài)、碳酸鹽結合態(tài)以及鐵錳結合態(tài)，隨后針對不同形態(tài)進行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計，結果如表1所示。

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

從統(tǒng)計結果可知，五類重金屬形態(tài)均以殘渣態(tài)為主，除鎘元素的離子交換態(tài)含量相對較高外，其余元素的離子交換態(tài)和水溶態(tài)均相對較低。從變異系數(shù)來看，各元素形態(tài)含量空間差異性較大。

（二）重金屬總量影響

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

表2 重金屬全量與不同形態(tài)的相關性分析表

通過對表2中重金屬全量與不同形態(tài)的相關性進行分析能夠發(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性；砷的腐殖酸結合態(tài)和鐵錳結合態(tài)與全量之間均在0.01水平上具有顯著正向的相關性；四種重金屬在呈現(xiàn)為殘渣態(tài)時，其與全量的正相關性也均超出0.79。

（三）土壤理化性質影響

土壤重金屬形態(tài)分析中能夠發(fā)現(xiàn)，土壤理化性質的不同，對于重金屬的形態(tài)也會產(chǎn)生一定的影響，下面針對有機質和pH值進行了與土壤重金屬形態(tài)相關性的統(tǒng)計，得出了如表3中的內(nèi)容：

表3 土壤理化性質對土壤重金屬形態(tài)影響數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

針對表3中內(nèi)容進行分析能夠發(fā)現(xiàn)，重金屬元素的不同形態(tài)，均會受到理化性質的影響。

其中，殘渣態(tài)下，pH值及有機質僅對鎘影響較大大；腐殖酸結合態(tài)下，pH值與鎘顯著正相關，而與其他三種重金屬顯著負相關；離子交換態(tài)下，pH值的不斷增加，對于砷、鎘、鉛的影響最大，砷、鎘顯著隨著pH值的增加而開始增加，鉛則降低。水溶態(tài)下，土壤理化性質與四種重金屬均呈現(xiàn)負相關。此結果的統(tǒng)計顯示出，除殘渣態(tài)和強有機結合態(tài)以外，土壤理化性質對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

進行重金屬形態(tài)影響因素分析時可發(fā)現(xiàn)，無論何種程度的重金屬污染問題，均屬于長時間的累積和推移所形成[6-7].當重金屬進入到土壤中后，會在配位、吸附-吸收以及沉淀-溶解等過程的推進下，逐步生成為化學形態(tài)不同的物質，由此可知不同的理化性質必然會對重金屬的形態(tài)變化產(chǎn)生影響[8]。具體的影響因素分析，經(jīng)統(tǒng)計主要集中在以下幾方面：

（1）按照不同的次生相質量分數(shù)總和這一條件，針對土壤中重金屬元素進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更高，且其所蘊含的生態(tài)風險度也更高。

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

三、結束語

綜上所述，當開展土壤重金屬形態(tài)分布分析工作時，首先需要做好材料樣本的采集工作，尤其需確認材料的可實驗性，方能為實驗結果的精準性提升起到促進作用。其次，針對研究結果進行分析時，也應重點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等方面展開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實的基礎。