贵阳污灌区菜地土壤团聚体中有机碳和重金属的含量特征及相关性分析
2021-10-13刘文政贾亚琪
刘文政,贾亚琪,殷 忠*
(1.贵州省疾病预防控制中心,贵阳 550004;2.贵州省环境科学研究设计院,贵阳 550081)
前言
随着我国农业经济的迅速发展,农田土壤的重金属污染问题日益严重。有资料显示,我国正在遭受各种程度重金属污染的耕地面积接近2.0×105km2,约占耕地总面积的1/5[1]。每年受重金属污染的粮食就高达0.12亿t,造成直接经济损失200亿元,重金属被农作物吸收富集,再通过食物链进入人体内并不断蓄积,严重威胁着人类的生命健康[2]。马建华等[3]研究发现,污灌区居民头发中Cu、Zn、Pb、Cd和As含量均显著高于对照区(p<0.05),且重金属含量随年龄的增长而升高。有资料显示,污灌区居民的血液、唾液与尿液中免疫球蛋白含量均低于非污灌区,污灌区居民的年标化死亡率、恶性肿瘤的发病率均显著高于非污灌区[4]。因此,加紧修复受重金属污染的农田土壤已成为我国亟待解决的环境和社会问题。
团聚体是土壤最基本的物质和功能单元,因其与有机质、矿物质结合方式的不同,导致团聚体颗粒的性质及组成差异显著,不同粒径土壤团聚体中重金属的含量存在显著性差异[4]。团聚体的组成影响着重金属在土壤环境中的迁移特性和生物有效性,土壤对重金属的富集程度与团聚体的粒径有关。ZHANG等[5]研究发现,随着团聚体粒径的减小,团聚体Cu、Zn和Cd含量却增大。BALABANCE等[6]发现小粒径团聚体中重金属含量超出大粒径团聚体数倍。贾广梅等[7]发现Pb主要存在于<53 μm粒径团聚体中。有机碳是构成土壤团聚体的胶结物质,其含量大小直接影响团聚体的形成;而土壤团聚体又是有机碳转化、积累的重要场所,也是土壤碳固定的重要机制[8]。本文选取贵阳有代表性的污灌区菜地土壤为研究对象,分析土壤团聚体的含量分布、有机碳含量及不同粒径团聚体中Cr、Cu、Zn、As、Cd和Pb的含量特征,并对其相关性进行解析,以期为污灌区重金属污染土壤的修复提供参考和指导意见。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
选择贵阳市白云区某受重金属污染的污灌菜地(28°48′N,107°36′E),年平均气温为13.5 ℃,年平均降水量为1 169 mm,属于亚热带湿润大陆性季风高原气候。土壤理化特征见表1。

表1 土壤理化特征
1.2 供试土样的采集与处理
2019年9月前往贵阳某污灌区菜地,按照5点采样法采集土壤样品,在菜地田间用铁铲采集0~5、5~10、10~15、15~20 cm等4个不同深度的剖面土壤及0~20 cm原状土,置于样品盒带回实验室,自然风干后,沿土壤自然结构小心掰成小土块,土块大小约为1 cm左右,除去作物根系、动物残体及石砾,过8 mm孔径尼龙筛,于-4 ℃保存。……
