论文部分内容阅读
城市近郊区土地利用类型多元化,同时也承载着巨大环境压力,研究近郊区土壤及农作物中污染特征对城市规划发展及人体健康有着重要意义。通过3km×3km网格布点,系统采样调查了北京市5-6环之间167个样点的0-20cm表层土壤样品以及15种农作物可食用部分中砷的含量,分析了城市近郊区土壤及农作物中砷的累积特征。同时也分析了该区域土壤质地、土壤有机碳、pH值等与土壤重金属元素吸收固定和积累作用相关的土壤理化性质,结果表明：北京市近郊区土壤质地为壤土,耕性优良,pH值偏高趋碱性。土壤中重金属Mn、Zn、Cr、Cu、Ni、 Co、As的平均值大小分别为Mn (471.99mg-kg-1) Zn(70.59mg-kg-1)、Cr(61.37mg-kg-1)、Cu(26.47mg·kg－1)、Ni(25.48mg-kg－1)、 Co (9.43mg-kg-1)、As (7.11mg-kg-1).其中Cu、Zn和Cr这3种元素含量与背景值相比较高,而重金属As、Ni、Co、Mn与背景值相比并没有明显富集,并且这几种元素与土壤性质的相关关系类似,均与粘粒和粗粉粒呈极显著正相关,与砂粒呈极显著负相关,这表明As、Ni、Co、Mn有着共同来源。北京市近郊区土壤砷含量为2.89～11.38mg-kg-1,平均值为7.11mg-kg-1.平均值位于上世纪90年代末调查的背景值数据范围之内,但是各个分位数级别的值均小于80年代初调查的土壤背景值数据。因子分析结果表明北京市近郊区土壤砷与来源于成土母质的Co、Mn和Ni元素为同一组。克里格插值得到的北京市近郊区土壤砷含量空间分布图表明,西北与东部及东南部分土壤砷含量较东北和西南部高,砷含量较高25%的土壤样点与点源污染有关,而砷含量较低25%的样点大多远离污染源。不同土地利用类型土壤砷的比较结果表明人类活动在一定程度上影响土壤中砷的累积,生活区与农田土壤砷含量相似且显著大于绿地和荒地。污染源对生活区和绿地与荒地土壤中砷的累积有显著影响,工厂区附近的土壤砷含量显著高于远离工厂区和交通区的土壤。因此,北京市近郊区土壤砷在整体空间分布上主要与成土母质有关,然而人类活动在一定程度上也显著增加了土壤砷的累积。北京市近郊区农作物中砷含量范围为0.003-0.21mg-kg-1(鲜重),均值为0.039mg-kg-1。农作物中的砷平均含量均未超过我国食品卫生标准(GB4810-94)所规定的限量值0.5mg-kg-1。叶菜中砷含量显著大于根茎类和果实类。叶菜类农作物的砷富集系数最高,粮食作物玉米的抗砷污染能力较强。不同种类农作物中砷的富集系数由大到小依次为：叶菜类>根茎类>果实类。农作物砷与土壤砷以及农作物砷富集系数的相关关系表明,北京市郊区农作物砷含量和农田土壤砷没有显著相关性,但与砷富集系数呈极显著正相关。农田土壤砷对不同人群的致癌风险由大到小依次为农村居民>城市居民>儿童,分别为7.43×10-6、5.51×10-6、3.04×10-6,均在可接受范围1044～10-6之间。