北京城区土壤中Hg、Pb、Cd、Cu及Zn化学形态及环境效应

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1、20152015Vo1．10No．4刘清俊等：北京城区土壤中Hg、Pb、Cd、cu及zn化学形态及环境效应第10卷第4期Doi：10．3969~．issn．1007—1903．2015．04．003北京城区土壤中Hg、Pb、Cd、Cu及Zn化学形态及环境效应刘清俊，黄勇，胡省英，邓凯文，黄丹，曹磊(北京市地质勘察技术院，北京102218)摘要：为弄清北京城区土壤中／tg、Pb、Cd、Cu及zn五种重金属元素的化学形态分布特征，系统采集了126件城区表层土壤样品，采用连续提取法对重金属元素各化学形态含量进行了测定。结果表明：土壤中土壤中Hg，Pbcd、Cu、zn含量差异显著。Hg元素以残渣态和

2、强有机结合态为主，cd元素离子交换态、碳酸盐结合态，残渣态、铁锰氧化物结合态含量较高，Pb、cu、zn元素以残渣态、铁锰氧化物结合态为主。Hg元素的有效态含量最低(不足1％)，现情况下不会对环境造成污染；cd元素的有效态含量最高(40％)，生物有效性和潜在生态危害性较大，运用植物修复技术对其治理为经济有效的方法{Pb、cu，zn有效态含量较低(约lo％)，生物有效性和潜在生态危害性均有限。各元素形态与全量之间相关程度虽有差别，但基本呈正相关关系。关键词：重金属；形态分析；环境效应；土壤；北京中图分类号：X53文献标识码：A文章编号：1007-1903(2015)04-0011-050引言结合

3、北京城区土地利用现状和景观分布，选择涵盖交通区、商业区、居民区及公园在内的124-代表性功我国城市土壤普遍受到不同程度的重金属污染，城能区，在每个功能区内均匀布置不低于1o4-采样点，市土壤的重金属污染直接或间接来自于含有重金属的工业用以采集O-20cm表层土壤样品，采样点用GPS精确“三废”、机动车废气和生活垃圾等污染物的排放J。重定位，并进行周围景观描述，共采集样品126件。采金属通过皮肤吸收、吸入和吞食等途径进入人体，从而集土壤样品于实验室内自然风干，剔除杂物和石块，磨危害人的健康]。重金属的毒性并不仅仅取决于其总量，细过1ram的尼龙筛，然后用四分法取部分土样研磨过同时还与重金属的形

4、态分布有重要关系J。土壤中重金属0．25rnm尼龙筛，分别装袋备用。的形态及其转化对研究重金属的环境效应及重金属污染土壤的治理修复具有重要意义。关于北京地区土壤中重金属1．2样品分析的研究已有很多成果I，但土壤重金属化学形态的研究重金属元素形态分析按照《生态地球化学评价样相对薄弱。本文以北京城区表层土壤为研究对象，对表品分析技术要求》进行。层土壤中重金属元素化学形态进行了初步研究，为有效地重金属元素形态分析方法：称取定量样品，分别以控制和降低该区土壤的重金属含量和活性，提高城区土壤水、氯化镁、醋酸钠、焦磷酸钠、盐酸羟胺、过氧化氢环境质量，保障人类健康等提供重要依据。为提取剂提取水溶态、离子交

5、换态、碳酸盐结合态、腐殖酸结合态、铁锰氧化物结合态、强有机结合态，制备1样品采集与分析各形态分析液。取适量提取上述各形态后的残渣，用盐酸、硝酸、高氯酸、氢氟酸处理后制备残留态分析液。1．1样品采集重金属元素含量分析采用全谱直读电感藕合等离基金项目；北京市土壤地质环境监测网运行(PX~I2015—158307—000010)作者简介：刘清俊(1974一)，女，博士，高级工程师，主要从事土壤地球化学及地质学研究。E-mail：Liuqingjun8@sohu．tom。2015第10卷2O15第4期城市地质Vo1．10No．43221l子发射光谱法分析各相态中的铜、铅、锌、镉，用氢从表1、图2∞可

6、以看出∞，北京中∞心城区土0壤汞的主化物发生原子荧光光谱法分析汞。要赋存形态为残渣态与强有机结合态，约占相态总量的95％，其余几个相态含量都很低。重金属元素相态中的2结果与讨论水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态属于相对比较活泼的部分，常被称之重金属元素的有效态；Hg元素的有2．1重金属含量分析效态含量不足1％，危害性很小，其潜在危害主要来源北京城区土壤重金属含量分析结果见图1。从图lqn"于残渣态和强有机结合态。残渣态重金属是主要受矿物以看出，Hg含量变化幅度大，含量平均值为1．5mg／kg。成分及岩石风化和土壤侵蚀影响的重金属⋯，在自然界Hg含量的高值一方面与土壤中富含有机质相关，另一方正常

7、条件下不易释放，能长期稳定在沉积物中，危害性面也与土壤中含有的辰砂矿物具有较大的关系。Pb很小。强有机结合态是各种有机物及矿物颗粒的包裹层含量变化幅度较大，平均值为50．45mg／kg。由于市区内等与土壤重金属螯合而成，高比例(31．81％)的强有汽车等机动车辆来往频繁，含Pb汽油的燃烧就成为了机结合态汞说明土壤中存在有机汞或有机络合汞，由于城市Pb污染的重要来源。Cd的含量变化幅度相对较这种形态具有稳定难溶