雄安新区农田土壤-农作物系统重金属潜在生态风险评估及其源解析

• 作 者: 周亚龙 杨志斌 王乔林 王成文 刘飞 宋云涛 郭志娟
• 机 构: 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,廊坊065000;中国地质调查局土地质量地球化学调查评价研究中心,廊坊065000;中国地质科学院地球表层碳汞-地球化学循环重点实验室,廊坊065000;中国
• 出 处: 环境科学
• 发表日期: 2021年4期
• 关键词: 土壤-农作物系统 重金属形态 潜在生态风险 污染来源 雄安新区

为评估雄安新区农田土壤-农作物系统重金属潜在生态风险,分析测试新区小麦籽实和根系土壤中重金属含量及其赋存形态,利用综合污染指数(IPIN)、潜在生态风险指数(RI)、生物富集系数(BFC)和风险评价指数(RAC),采用主成分分析和相关分析等统计方法开展重金属潜在生态风险评估及来源解析.结果 表明,新区根系土壤中Cd、Cu、Pb和Zn含量均值显著高于河北省表层土壤背景值.IPIN介于0.2～5.18之间,94.83％的根系土样为安全无污染等级;土壤中Cd单指标潜在生态危害最大,其次为Hg元素,Cr、Ni和Zn潜在生态危害较小;总潜在生态风险以轻微和中等等级为主,占比分别为64.66％和30.17％.根系土壤中Cd生物活性形态组分(离子交换态和水溶态)占比达33.43％,生物有效性相对较高,其他各重金属元素赋存形态均以残渣态为主(残渣态占比＞60％).RAC指数由大到小为Cd ＞Ni＞Hg＞As ＞Cu＞Cr＞Zn＞Pb,重金属Cd的RAC均值为22.75％,以中等风险为主,其他各元素RAC均为低风险或无风险.根系土壤重金属主要潜在来源是在地质背景的基础上叠加了人为活动.农作物籽实中重金属迁移、富集能力依次为Zn ＞Cu＞ Cd＞ Hg＞ As＞ Ni＞ Pb ＞Cr,其中As、Cd、Pb和Zn的生物有效组分对小麦籽实吸收重金属起促进作用,农作物籽实中重金属含量与土壤pH值呈负相关,土壤理化指标(OM和CEC等)双向影响土壤中重金属生物有效态组分比例.