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重金属在土壤中以不同的方式与土壤各组分相联系,形成了不同的赋存形态,从而决定了重金属的移动性和生物有效性。本研究以西安市南二环绿化带土壤为研究对象,选取了9个样点采集土壤样品,在测定重金属总量及用改进的BCR顺序提取法提取重金属化学形态的基础上,对样区表层土及不同深度土壤中重金属形态的分布规律进行研究,并通过相关性和回归模拟分析,探讨了重金属各形态及总量之间的相关性及线性关系。研究了土壤理化性质对重金属形态的主要影响因素及其机制。主要研究结果包括:1、研究区土壤重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn总量的平均值分别为1.06mg/kg、85.95mg/kg、53.18mg/kg、29.45mg/kg、73.74mg/kg、147.43mg/kg。根据修正的单项污染指数评价结果,研究区土壤除Cr、Ni相对清洁外,其余四种重金属受到了不同程度的污染。其中Cd为重度污染,其对环境的危害值得重视。根据内梅罗综合污染指数可知,研究区的综合污染等级已经达到中度污染。2、西安市南二环土壤中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn六种重金属元素均以残渣态为主要存在形态,其中Cd的形态分布为:残渣态(0.71mg/kg)>弱酸可溶态(0.14mg/kg)>可还原态(0.12mg/kg)>可氧化态(0.02mg/kg)。Cr的形态分布为:残渣态(60.35mg/kg)>可氧化态(16.96mg/kg)>可还原态(2.54mg/kg)>弱酸可溶态(0.18mg/kg)。Cu的形态分布为:残渣态(31.90mg/kg)>可还原态(9.80mg/kg)>可氧化态(7.39mg/kg)>弱酸可溶态(1.08mg/kg)。Ni的形态分布为:残渣态(15.85mg/kg)>可氧化态(7.48mg/kg)>可还原态(4.15mg/kg)>弱酸可溶态(0.45mg/kg)。Pb的形态分布为:残渣态(37.33mg/kg)>可还原态(26.04mg/kg)>可氧化态(6.38mg/kg)>弱酸可溶态(0.34mg/kg)。Zn的形态分布为:残渣态(75.60mg/kg)>可还原态(31.32mg/kg)>可氧化态(29.92mg/kg)>弱酸可溶态(3.54mg/kg)。相对而言,六种重金属中Cd容易被植物吸收、转移,生物可利用性最高。Cr在土壤中的存在形态较为稳定,对环境危害小。Pb中可还原态占总量的比例较高,若土壤环境(如pH值、氧化还原电位等)发生变化时,将可能被释放,从而污染环境。3、表层土壤(0~20cm)中非残渣态的含量除Cr外均大于20~30cm、30~40cm土层,潜在可利用态的浓度大于深层土壤。从所占比例来看,Cd、Cr表层土(0~20cm)与(20~30cm)土层中非残渣态所占比例相当,均大于(30~40cm)土层;Cr、Ni中非残渣态所占比例在不同土层中分布情况相似;Cu中非残渣态所占比例随土壤深度的增加呈递减趋势;Zn在不同土层中的分布规律较特殊,(20~30cm)土层中非残渣态所占比例较表层土(0~20cm)与深层土壤(30~40cm)中高。总体来说,各层土壤中残渣态仍为六种重金属的主要赋存形式。4、基于形态的风险评价结论如下:根据风险评估编码(RAC)的评价结果,样区内的Cd为中风险,样区内的Cr、Pb为无风险,样区内的Cu为低风险,Ni、Zn仅有少数样点无风险,其余样点为低风险。根据次生相与原生相比值法(RSP)的评价结果,Cr、Cu所有样点均为无污染; Cd有一个样点处于轻度污染;Ni有两个样点处于轻度污染;Pb有四个样点处于轻度污染;Zn有两个样点处于轻度污染,一个样点处于中度污染。所有金属均不存在重度污染,综合来看,Ni、Pb、Zn存在释放重金属的潜在污染,在土壤环境发生变化时,可能产生污染; Cd、Cr、Cu形态较稳定,对环境潜在危险小。5、统计结果显示,六种重金属的残渣态(B4)与总量(B)之间均呈现出显著相关性,其中Ni:rB4-B=0.734(P≤0.05)为显著相关,Cd:rB4-B=0.987(P≤0.01)、Cr:rB4-B=0.870(P≤0.01)、Cu:rB4-B=0.906(P≤0.01)、Pb:rB4-B=0.896(P≤0.01)、Zn:rB4-B=0.961(P≤0.01)均为极显著相关。6、总量和形态中不同重金属的相关性分析表明,四种形态及总量中,Cr与多种重金属存在显著相关关系,Cr的含量多少可能会影响到其他元素。另外,Zn与多种元素存在彼消此长的负相关关系。Ni-Cr的正相关关系较显著,且在氧化态、残渣态、总量上均表现出明显的正线性关系;且弱酸可溶态的Cr、Ni与可还原态的Cr、Ni含量均较小,难以通过逐步回归呈现出显著的线性关系。故认为Cr与Ni具有一定的同源性。7、通过主成份分析,得出土壤盐度、电导率、pH值和粒度为西安市路域土壤重金属形态分布的主要影响因子。其主要影响机理:土壤因子与重金属离子发生吸附、解吸、沉淀等作用抑制或促进重金属在土壤中的固定和迁移。