韓濤

摘要：為了解長(zhǎng)江口新成陸區(qū)域土壤中重金屬污染特征及其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)上海市橫沙東灘71個(gè)采樣點(diǎn)土壤中8種重金屬（銅、鉻、鎳、鋅、鉛、鎘、砷、汞）的含量進(jìn)行檢測(cè)和統(tǒng)計(jì)分析，并結(jié)合蒙特卡洛模擬對(duì)其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：① 表層土壤中重金屬的含量由高到低依次為鋅、鉻、鎳、鉛、銅、砷、鎘、汞，其平均值均低于上海市土壤背景值。鉻、鎳、鋅、鉛、汞服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，銅、鎘、砷既不服從正態(tài)分布也非對(duì)數(shù)正態(tài)分布。② Hakanson潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果表明，各重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子高低順序?yàn)楣?鎘>砷>鎳>鉛>銅>鉻>鋅，8種重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（RI）為36.80～150.96，處于輕微至中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平，且以輕微生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平為主（概率為93.34%）。ERL/ERM法評(píng)價(jià)結(jié)果表明，8種重金屬時(shí)常發(fā)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的概率極?。?0.72%），鎘、鉛、鋅、銅、汞、鉻、砷很少或者無(wú)負(fù)面生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，而鎳則偶爾發(fā)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)（概率為95.04%）。8種重金屬總體發(fā)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的等級(jí)和頻率均較低，但部分重金屬（如汞、鎳）須予以一定關(guān)注。

關(guān) 鍵 詞：土壤; 重金屬; 蒙特卡洛模擬; 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià); 新成陸區(qū)域; 長(zhǎng)江口; 上海市

中圖法分類(lèi)號(hào)： X82

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.008

0 引 言

長(zhǎng)江三角洲地區(qū)是中國(guó)三大經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的地區(qū)之一。以2019年為例，長(zhǎng)三角地區(qū)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值占全國(guó)的23.9%。然而在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，人為活動(dòng)（高度的工業(yè)化和城市化、污水廢渣排放、農(nóng)業(yè)徑流等）給長(zhǎng)江帶來(lái)了巨大的環(huán)境壓力，長(zhǎng)江已經(jīng)遭受了各種污染物的污染[1]。這些污染物可以通過(guò)富集和生物累積對(duì)人類(lèi)和野生生物造成不利影響[2]，如致癌、破壞神經(jīng)系統(tǒng)、擾亂內(nèi)分泌等。河口區(qū)域在內(nèi)陸河流和海水的交互影響下，常常作為污染物的匯集地，因此也受到各項(xiàng)研究的關(guān)注。目前對(duì)河口地區(qū)關(guān)注較多的為沉積物[3-4]，而對(duì)新成陸區(qū)域土壤的研究則較少。

土地資源是最寶貴的資源，也是城市賴(lài)以發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，上海市對(duì)土地資源需求日益增長(zhǎng)。2003年以前，長(zhǎng)江年輸沙量約為0.48億t，但是隨著三峽大壩的建成運(yùn)行，大壩下游長(zhǎng)江泥沙明顯減少，輸沙量銳減至0.17億t[5]，沙土資源的短缺愈發(fā)嚴(yán)重，也減緩了泥沙沉積成灘成陸過(guò)程。作為“黃金水道”，長(zhǎng)江的貨運(yùn)量占全國(guó)內(nèi)河貨運(yùn)量的80%。大量貨物的運(yùn)輸離不開(kāi)深水航道，為了維護(hù)深水航道和解決土地需求矛盾，上海市積極探索并開(kāi)展航道疏浚土造陸工程[6]。橫沙東灘位于長(zhǎng)江入?？谧顤|端，原為灘涂，是長(zhǎng)江口的三大淺灘之一。隨著長(zhǎng)江口深水航道疏浚土上岸和促淤工程的實(shí)施，部分區(qū)域逐漸成陸。自2003年以來(lái)橫沙東灘促淤?lài)鷫üこ滔群箝_(kāi)展了8期，其中3期工程于2010年完成，所涉及區(qū)域已為成陸區(qū)，不受潮汐動(dòng)力變化的影響，目前部分區(qū)域長(zhǎng)有大量蘆葦及其他植被，小部分區(qū)域開(kāi)展糧食種植試點(diǎn)研究。通常航道整治工程會(huì)對(duì)生態(tài)造成一定影響[7]。重金屬具有在水中沉積物（或疏浚土）中累積的特性，當(dāng)其轉(zhuǎn)移至陸地時(shí)，疏浚土中吸附的重金屬（如汞、鎘等）可以通過(guò)食物鏈的傳遞對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成危害。因此，對(duì)疏浚土壤的生態(tài)安全利用問(wèn)題亟待解決。

本研究通過(guò)對(duì)長(zhǎng)江口橫沙東灘新成陸區(qū)域土壤中的8項(xiàng)重金屬進(jìn)行測(cè)定，以上海市土壤背景值作為環(huán)境基準(zhǔn)值，對(duì)土壤重金屬的分布特征進(jìn)行探討，結(jié)合蒙特卡洛模擬對(duì)其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，可為長(zhǎng)江口新成陸區(qū)域土壤的可持續(xù)開(kāi)發(fā)、生態(tài)保護(hù)和污染防治提供數(shù)據(jù)和理論支持。

1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)位于上海市橫沙島尾東側(cè)的橫沙東灘，地理位置為31°17′N(xiāo)～31°22′N(xiāo)，121°51′E～121°55′E。橫沙島地處長(zhǎng)江入海口，四面環(huán)水，東瀕東海，北與崇明島隔水相望，西毗鄰長(zhǎng)興島，南與浦東新區(qū)隔江相望。全島地貌為江口平原類(lèi)型，平均海拔2.8 m。屬于北亞熱帶季風(fēng)氣候，溫和濕潤(rùn)，年平均氣溫16.5 ℃，年平均總?cè)照諘r(shí)數(shù)約1 640 h，年平均降水量約1 280 mm。橫沙島屬平原感潮河網(wǎng)地區(qū)，受沿海潮汐影響，周?chē)毕飨蚧緸橥鶑?fù)流，屬不規(guī)則淺海半日潮型。

2 樣品采集與分析方法

2.1 樣品采集

土壤樣品參照HJ/T 166-2004《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》采集，用系統(tǒng)隨機(jī)布點(diǎn)法將該新成陸區(qū)域以400 m×400 m的網(wǎng)格劃分，每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)布設(shè)一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，用梅花點(diǎn)法采集混合樣（即每個(gè)點(diǎn)位設(shè)置5個(gè)分點(diǎn)，各分點(diǎn)混合均勻后用四分法采集相應(yīng)樣品）。2020年10～11月，于長(zhǎng)江入?？跈M沙新成陸區(qū)域采集深度為0～0.2 m土壤樣品71個(gè)（見(jiàn)圖1），同時(shí)采集了13個(gè)深度為0.8～1.0 m土壤樣品，13個(gè)深度為1.3～1.5 m土壤樣品（土壤剖面樣品自下而上依次采集1.3～1.5，0.8～1.0，0～0.2 m樣品，土壤剖面點(diǎn)根據(jù)分割的田塊布設(shè)且相鄰兩個(gè)土壤剖面點(diǎn)位的間隔不小于600 m），以及相應(yīng)的質(zhì)量控制樣。每個(gè)樣品用竹刀切除與金屬采樣器接觸的部分土壤后再采集，其原始質(zhì)量不少于2 kg。樣品采集完畢后，封裝于棕色玻璃瓶中，置于4 ℃以下的冰箱中保存運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室分析檢測(cè)。

2.2 分析方法

分析指標(biāo)為8項(xiàng)重金屬（砷、銅、汞、鎘、鉛、鋅、鉻、鎳）和土壤顆粒組成。其中pH采用HJ962-2018《土壤pH值的測(cè)定電位法》分析檢測(cè);鎘、鉛采用GB/T 17141-1997《土壤質(zhì)量鉛、鎘的測(cè)定石墨爐原子吸收分光光度法》分析檢測(cè);鉻、鎳、銅、鋅采用HJ491-2019《土壤和沉積物銅、鋅、鉛、鎳、鉻的測(cè)定火焰原子吸收分光光度法》分析檢測(cè);汞、砷采用HJ680-2013《土壤和沉積物汞、砷、硒、鉍、銻的測(cè)定微波消解/原子熒光法》分析檢測(cè);土壤顆粒組成采用LY/T 1225-1999《森林土壤顆粒組成（機(jī)械組成）的測(cè)定密度計(jì)法》分析檢測(cè)。647D1A98-8E9A-48E5-AA3B-BE2BCD2E46DB

2.3 評(píng)價(jià)與分析方法

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

Hakanson潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法[8]的計(jì)算過(guò)程如下：

（1） 首先計(jì)算單個(gè)重金屬污染系數(shù)（Cif），計(jì)算公式為

Cif=CiD/CiB（1）

式中：CiD為土壤樣品中重金屬的檢測(cè)值，CiB為上海市土壤環(huán)境背景值。

（2） 計(jì)算單個(gè)重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子（Eir），計(jì)算公式為

Eir=Tir×Cif（2）

式中：Tir為污染物毒性響應(yīng)系數(shù)，銅、鉻、鎳、鋅、鉛、鎘、砷、汞的毒性響應(yīng)系數(shù)分別為5，2，5，1，5，30，10，40[9]。根據(jù)Eir值的大小，單一污染物的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)從低到高分為輕微（Eir<40）、中等（40≤Eir<80）、強(qiáng)（80≤Eir<160）、很強(qiáng)（160≤Eir<320）、極強(qiáng)（Eir≥320）生態(tài)危害5個(gè)等級(jí)。

（3） 計(jì)算多個(gè)重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（RI），其公式為

RI=ni=1Eir（3）

根據(jù)RI值的大小，多個(gè)重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)劃分為輕微（RI<110）、中等（110≤RI<220）、強(qiáng)（220≤RI<440）、很強(qiáng)（RI≥440）生態(tài)危害4個(gè)等級(jí)。

2.3.2 效應(yīng)區(qū)間低值及效應(yīng)區(qū)間中值法

效應(yīng)區(qū)間低值（Effect Range Low，ERL）及效應(yīng)區(qū)間中值（Effect Range Median，ERM）法，即ERL/ERM法，常用于土壤和沉積物生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，若重金屬的濃度低于ERL，可認(rèn)為很少或者無(wú)負(fù)面生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。若重金屬的濃度等于或者高于ERL但是低于ERM，可認(rèn)為偶爾會(huì)發(fā)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn);如果重金屬的濃度大于ERM則認(rèn)為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)會(huì)時(shí)常發(fā)生[10]。

2.3.3 蒙特卡洛法

蒙特卡洛（Monte-Carlo）法[11]是以數(shù)理統(tǒng)計(jì)和概率論為基礎(chǔ)構(gòu)建概率模型的隨機(jī)抽樣數(shù)值模擬方法，常用于生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的不確定性分析。該方法基于變量的密度函數(shù)進(jìn)行大量重復(fù)隨機(jī)抽樣，經(jīng)模型計(jì)算可得到生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的概率分布及參數(shù)的敏感性等信息。

3 結(jié)果與討論

3.1 土壤中重金屬含量水平及分布特征

該長(zhǎng)江口新成陸區(qū)域土壤樣品的pH范圍為8.00～9.34，為堿性-強(qiáng)堿性。由表1可以看出，表層土壤中重金屬的含量由高到低依次為鋅、鉻、鎳、鉛、銅、砷、鎘、汞，其平均值分別為61.758，54.828，27.352，13.879，13.445，6.109，0.081，0.061 mg/kg，均低于上海市土壤背景值。各重金屬的最大檢出值也低于GB 15618-2018《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)篩選值。除鉛外，其他7種重金屬均有樣品超過(guò)背景值，鎳的超背景率最高（29.6%），這表明該長(zhǎng)江口新成陸區(qū)域土壤可能受到外源性污染。

通過(guò)Crystal ball 11.1擬合，本次調(diào)查鉻、鎳、鋅、鉛、汞服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，汞的分布情況與上海市農(nóng)田土壤的調(diào)查結(jié)果一致[12]。變異系數(shù)可以反映環(huán)境變量因人為因素影響的程度，根據(jù)數(shù)值大小可分為小變異（<15%）、中等變異（15%～36%）以及高度變異（>36%）[13]。本次調(diào)查的8種重金屬的變異系數(shù)在18.3%～100.9%之間，其中鉻、鎳、鋅、鉛、鎘、砷屬于中等變異;銅、汞屬于高度變異。汞的變異系數(shù)最高，為100.9%，這說(shuō)明該長(zhǎng)江口新成陸區(qū)域土壤中汞受人為因素影響程度最大，分布最不均勻。

除汞外，土壤中鋅、鎳、銅、鉛、砷、鎘、鉻的含量均在0.8～1.0 m深度處最高，這可能是該層土壤（0.8～1.0 m）的粒度較小的緣故，土壤粒徑的測(cè)試結(jié)果表明：0.8～1.0 m土壤、0～0.2 m土壤、1.3～1.5 m土壤中，黏粒粒徑小于0.002 mm的百分比分別為20.8%，20.0%，18.1%;粉（砂）粒粒徑為0.002～0.05 mm的百分比分別為64.4%，51.3%，45.8%。粒徑越小，比表面自由能越強(qiáng)，對(duì)重金屬的吸附容量也越大[14]。

3.2 土壤重金屬污染狀況及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

Hakanson潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表2，銅、鉻、鎳、鋅、鉛、砷的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子均小于40，僅為輕微生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí);鎘的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子為8.70～45.65，為輕微-中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí);而汞的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子為8.00～120.84，為輕微-強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。汞的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子平均值最高（25.88），鎘的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子平均值次之（17.67），其他6種不同重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子由高到低依次為砷>鎳>鉛>銅>鉻>鋅，均為輕微生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。汞和鎘的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)變化區(qū)間較大，主要原因可能是汞和鎘的污染物毒性響應(yīng)系數(shù)較高。8種重金屬綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)范圍為36.80～150.96，對(duì)應(yīng)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)為輕微至中等，僅有6個(gè)點(diǎn)位存在中等風(fēng)險(xiǎn)（110≤RI<220）。根據(jù)RI平均值的計(jì)算結(jié)果（62.40）可知，該長(zhǎng)江口新成陸區(qū)域土壤主要存在輕微生態(tài)危害。

采用Crystal ball 進(jìn)行300 000次隨機(jī)模擬抽樣，基于蒙特卡洛模擬的綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（RI）概率分布如圖2所示，在95%置信水平下，擬合結(jié)果呈現(xiàn)對(duì)數(shù)正態(tài)分布。由表3可以看出，RI存在輕微生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的概率為93.34%，中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的概率為5.02%，強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的概率為1.24%，而存在很強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的概率僅為0.40%。根據(jù)每項(xiàng)重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子的蒙特卡洛模擬結(jié)果，銅、鉻、鎳、鋅、鉛、砷存在輕微生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的概率為100%，而鎘存在輕微生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的概率為99.67%，存在中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的概率為0.33%。汞存在輕微、中等、強(qiáng)、很強(qiáng)、極強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的概率分別為85.31%，8.82%，3.74%，1.48%，0.65%。647D1A98-8E9A-48E5-AA3B-BE2BCD2E46DB

根據(jù)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)RI預(yù)測(cè)值的敏感度分析結(jié)果（見(jiàn)圖3），對(duì)RI起主導(dǎo)作用的是汞和鎘，其敏感度分別為74.65%，20.67%。這可能與不同重金屬的毒性響應(yīng)系數(shù)有關(guān)，汞、鎘的毒性響應(yīng)系數(shù)分別為40，30，均高于其他幾種重金屬。因此，控制該新成陸區(qū)域土壤生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵在于降低土壤中汞、鎘的含量，可以通過(guò)種植汞、鎘富集植物如苧麻[15]、伴礦景天[16]等方式實(shí)現(xiàn)調(diào)控。

對(duì)于該長(zhǎng)江口新成陸區(qū)域土壤，69個(gè)樣品中鎳的檢測(cè)值位于ERL～ERM之間;16個(gè)樣品中鉻的檢測(cè)值在ERL～ERM之間;對(duì)于砷、汞、銅，分別有11，10和1個(gè)樣品的檢測(cè)值位于ERL～ERM之間，但所有樣品8種重金屬的檢測(cè)結(jié)果均小于ERM（見(jiàn)表4）。因此，基于實(shí)測(cè)結(jié)果，鎳、鉻、砷、汞、銅可能會(huì)偶爾發(fā)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，鋅、鉛、鎘很少存在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，8種重金屬均不存在時(shí)常發(fā)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的情況。

基于蒙特卡洛模擬的ERL/ERM法評(píng)估結(jié)果表明，汞時(shí)常發(fā)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的概率最大，為0.72%;其次是鎳和鉻，分別為0.17%，0.01%;銅、鋅、鉛、鎘、砷時(shí)常發(fā)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的概率則為0。鎳、砷、鉻、汞、銅、鋅、鉛、鎘偶爾發(fā)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的概率分別為95.04%，11.72%，9.92%，7.43%，1.06%，0.11%，0.03%，0。鎘、鉛、鋅、銅、汞、鉻、砷、鎳很少或者無(wú)負(fù)面生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的概率分別為100%，99.97%，99.89%，98.94%，91.85%，90.07%，88.28%，4.79%。因此，該長(zhǎng)江口新成陸區(qū)域土壤中8種重金屬時(shí)常發(fā)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的概率極小;鎳、砷、鉻、汞偶爾發(fā)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)概率不容忽視（均大于5%），需予以關(guān)注;鎘、鋅、鉛、銅則很少發(fā)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)比兩種生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，Hakanson潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法將重金屬的背景值和毒性[17]納入了評(píng)估計(jì)算，考慮了研究區(qū)域的地域特征，具有一定的針對(duì)性，而ERL/ERM法則采用固定值進(jìn)行評(píng)判，評(píng)價(jià)方式簡(jiǎn)單明了，在一定程度上較客觀地反映生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。Hakanson潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法可反映土壤中污染物發(fā)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的等級(jí)，ERL/ERM法則側(cè)重土壤發(fā)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的頻率，采用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)兩種方法均可以實(shí)現(xiàn)對(duì)個(gè)別點(diǎn)位的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，有利于具體區(qū)域土壤修復(fù)的開(kāi)展，但是由于土壤是非均質(zhì)多相體系，實(shí)際樣品采集過(guò)程中存在隨機(jī)性，樣品采集的數(shù)量也有限，因此在采用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，可能疏漏極端狀況，同時(shí)也缺乏對(duì)研究區(qū)域整體狀況的把握，而兩種方法與蒙特卡洛模擬相結(jié)合可以在一定程度上彌補(bǔ)這方面的不足，并可以給出發(fā)生相應(yīng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的概率。

4 結(jié) 論

該長(zhǎng)江口新成陸區(qū)域土壤中不同重金屬的含量存在差異，鉻、鎳、鋅、鉛、汞服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布。由于毒性的差異，重金屬含量的高低與其所造成的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的大小并不一致。Hakanson潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法評(píng)估結(jié)果表明，土壤中各重金屬以輕微生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)為主（概率為93.34%），其中汞對(duì)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的貢獻(xiàn)最大（敏感度為74.65%），而其處于中等-極強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平的概率為14.69%。ERL/ERM法評(píng)價(jià)結(jié)果則表明8種重金屬時(shí)常發(fā)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的概率極?。ǜ怕示淮笥?.72%），其中汞時(shí)常發(fā)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的概率最大（0.72%），鎳偶爾發(fā)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的概率較大（95.04%）。兩種方法與蒙特卡洛模擬相結(jié)合均可以識(shí)別出潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，得到對(duì)應(yīng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)發(fā)生的概率。由于該新成陸區(qū)域后期規(guī)劃為耕地，建議通過(guò)替代種植（如種植重金屬積累能力弱的果菜類(lèi)和豆類(lèi)作物）、輪間套作等農(nóng)藝調(diào)控措施實(shí)現(xiàn)地塊的安全利用，或者通過(guò)用富集植物修復(fù)的方式降低土壤中汞、鎳等重金屬的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

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（編輯：劉 媛）

Distribution of heavy metals in soil of newly formed land area at Yangtze River Estuary and risk assessment：case of East Hengsha Shoal，Shanghai City

HAN Tao1，2

（1.Shanghai Geotechnical Engineering and Geology Research Institute Co.，Ltd.，Shanghai 200072，China; 2.Technology Innovation Center for Land Spatial Eco-Restoration in Metropolitan Area，Ministry of Natural Resources，Shanghai 200003，China）

Abstract：

In order to understand the characteristics and ecological risks of heavy metal pollution in the soil of the newly formed land areas at the Yangtze River Estuary，8 kinds of heavy metals （Cu，Cr，Ni，Zn，Pb，Cd，As，and Hg） in the soil of 71 sampling points in East Hengsha Shoal of Shanghai City were detected and statistical analyzed，combined with Monte Carlo simulation to estimate the ecological risk.The results showed that：① The concentration levels of heavy metals in the surface soil followed the sequence from highest to lowest as Zn，Cr，Ni，Pb，Cu，As，Cd，and Hg，and their average values were all lower than the soil environmental background values of Shanghai City.The concentrations of Cr，Ni，Zn，Pb，and Hg obeyed a lognormal distribution，while Cu，Cd，and As did not obey a normal distribution nor a lognormal distribution.② The evaluation results of the Hakanson potential ecological risk index method showed that the potential ecological risk factors of various heavy metals ranked as ：Hg> Cd> As> Ni> Pb> Cu> Cr> Zn.The potential ecological risk index （RI） of the 8 heavy metals was 36.80～150.96，at the stage of slight to medium ecological risk，and RI was mainly at a slight ecological risk level with a probability of 93.34%.The evaluation result of the ERL/ERM method claimed that the probability of frequently occurrence of ecological risks for 8 heavy metals was extremely low （<0.72%）.Cd，Pb，Zn，Cu，Hg，Cr，and As had little or no negative ecological risks，while Ni occasionally had ecological risks （the probability was 95.04%）.The overall level and frequency of ecological risks of the 8 heavy metals were relatively low，while some heavy metals such as Hg and Ni required certain attentions.

Key words：

soil;heavy metals;Monte Carlo simulation;risk assessment;newly formed land area;Yangtze River Estuary;Shanghai City647D1A98-8E9A-48E5-AA3B-BE2BCD2E46DB