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土壤砷污染是一种十分严重的环境问题。20世纪80年代初,新疆奎屯垦区发现了中国大陆第一个地方性砷中毒病区。该地区属于长期饮用高砷水引起的饮水型砷中毒,虽然通过改水后病情得到控制,但该地区土壤植物中砷污染状况并不清楚。本论文以新疆奎屯123团为研究区域,通过对水体、土壤和植物样品中砷含量的测定,分析该地区水体、土壤及植物中砷的污染状况,砷的主要来源,不同植物对砷的富集作用,探讨砷在土壤和植物中的分布特征,探索土壤砷污染长期可行的植物修复技术。通过对研究区进行系统的采样分析和调查研究,得出以下结论:
1、奎屯123团地下水砷污染严重,自流井水砷浓度范围在0.07~0.83mg/L,属于重度污染。地下水中砷浓度超标主要受地质等自然因素的影响。地表水及灌溉用水中砷浓度符合农业灌溉水标准,但经灌溉后,排水渠中砷浓度明显增大,排碱渠中的砷主要来源于土壤。
2、奎屯123团土壤砷含量在我国土壤环境背景值的全距内,0~20cm土壤中砷的含量范围在8.36~39.63mg/kg,算术平均值为16.67mg/kg,高于全国的平均水平。土壤中砷的来源主要受自然因素的影响,同时也受到高砷地下水灌溉以及含砷农药、化肥等诸多人为因素的影响,砷在该地区土壤中的垂直变化没有呈现出统一的规律。
3、奎屯123团植物中砷含量较高,农作物地下部砷含量为3.48~6.90mg/kg,地上部砷含量为2.12~5.50mg/kg,农作物植株中砷含量均表现为根>茎>叶。荒地植物地下部砷含量为0.75~251.40mg/kg,地上部的砷含量为1.00~12.38mg/kg,植物的转运系数范围在0.04~1.41,富集系数范围在0.03~0.31。监测发现藨草和芦苇对砷有较强的抗性,在高砷环境中能正常生长,但转运系数均小于1,不符合超富集植物的特征。