污水灌溉不仅能够在一定程度上缓解用水的供需矛盾，接纳城市废弃物，而且也为土壤输入了植物营养元素与有机质。但是，污水中含有的重金属元素会在土壤中富集和分散，重金属元素在土壤中难降解、毒性强、具有积累效应。当其存储量超过土壤承受能力时，不仅会影响动植物的生长和发育，而且能够通过食物链进入人体，对人类健康构成威胁。 利用污水灌溉已成为我国农业灌溉用水的重要组成部分。北京污灌区作为我国五大污灌区之一，其中分布在北京东郊的污灌区因其面积广、污灌历史悠久，其土壤中重金属元素的积累与分布特征、赋存形态及其影响因素、土壤污染-农产品质量-人群健康状况已成为社会关注的热点。 在对北京东郊凤港减河、北运河、潮白河并行区域进行实地调查的基础上，我们在该区域污水灌区、清污混合灌区、清水灌区分别采集土壤样品，在北运河、风港减河以及潮白河分别采集河底沉积物样品，比较分析了不同类型灌区土壤中重金属全量的积累与空间分布特征；之后，在土壤重金属元素全量分析的基础上，针对重金属元素铬、铜、锌开展形态研究，分析并比较了不同类型灌区土壤中重金属铬、铜、锌的形态分布特征，并对其进行生物有效性评价；最后，结合重金属全量与形态分析，确定了研究区土壤锌污染的风险巨大，进而估算了研究区污水灌区表土层重金属锌元素的积累速率与环境容量，并探讨了研究区污水灌区土壤中锌积累的环境风险。得到的主要结论如下： (1)与研究区土壤背景值相比，北京市东郊凤港减河、北运河、潮白河并行区域污水灌区、清污混合灌区、清水灌区表土层和心土层中重金属元素Co、Ni、Mn和V没有出现明显积累现象；污水灌区和清污混合灌区表土层中重金属元素Cr、Cu和Zn有明显的积累现象。参照国家土壤环境质量标准(GB15618-1995)，污水灌区和清污混合灌区土壤主体还维持在国家一级标准，个别地段的土壤达到了国家二级标准，故其土壤暂可保障农业生产和维护人体健康，但如果继续实行污水灌溉会增加未来土壤遭受重金属污染的风险。 (2)Cr、Cu、Zn元素在污水灌区、清污混合灌区、清水灌区土壤中均表现出残余态含量高，有机物结合态和铁锰氧化物结合态含量居中，碳酸盐结合态、水溶态、可交换态含量偏低的特征。污水灌区、清污混合灌区、清水灌区土壤中各形态Cr、Cu、Zn含量的空间分布规律说明占全量比例高的有机物结合态、铁锰氧化物结合态、残余态与全量的分布趋于一致；不同形态Cu、Zn含量的垂直分布结果显示：除碳酸盐结合态以外，不同形态Cu、Zn含量都表现出表土层大于心土层的趋势。即土壤剖面垂直方向上不同形态Cu、Zn的分布特征与全量的分布趋势保持一致。生物有效性评价结果说明：锌元素在污水灌区、清污混合灌区、清水灌区土壤中都表现出较高的生物有效性。加之其在土壤中积累明显，因此研究区污水灌溉所导致的土壤锌污染风险巨大。 (3)研究区污水灌区1964～2004年间表土层中锌的积累速率为0.25ppm/年，2004～2007年间的积累速率为14.20ppm/年。这一结果说明：与污灌实施初期相比，随着近些年来北京市经济的快速发展，污水排放量的增加，污灌所导致的土壤重金属锌元素的积累速率有增加的趋势，由此必然导致土壤中锌积累的加速。 (4)全量和土壤性质如土壤pH值、土壤碳酸钙含量、土壤有机质含量对土壤中锌的赋存形态产生影响。一方面，全量分析结果显示土壤中锌元素积累明显，且污灌所致土壤锌的积累速率较高，土壤环境容量饱和年限相当短，污水灌溉所致土壤锌污染的风险巨大。另一方面，土壤中锌的有效性受控于诸多因素，研究区土壤的碱性环境，土壤中有机质、土壤中较高的CaCO3含量降低了土壤中锌的生物有效性。但是，考虑到研究区强烈的酸沉降、农田中大量农药、化肥以及除草剂的施用等，这些因素都在影响土壤性质发生变化，进而增加土壤中Zn的活性。因此，总体来看，研究区污水灌溉所引起土壤中锌积累的环境风险不容忽视。