長江三角洲典型城鄉(xiāng)交錯區(qū)土壤重金屬平衡及生態(tài)效應(yīng).pdf

1、隨著中國城市化進(jìn)程的加快，城鄉(xiāng)交錯區(qū)重金屬污染問題越來越受到人們的關(guān)注。在具體的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)，通過研究重金屬輸入、輸出的途徑及各途徑的量化分析，能準(zhǔn)確了解該系統(tǒng)中重金屬污染及平衡情況，從而掌握重金屬元素的積累趨勢，為生態(tài)污染風(fēng)險和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的評估提供重要依據(jù)。城鄉(xiāng)交錯區(qū)既是城市食物的王要供給區(qū)，又是接納城市廢棄物的主要場所，強烈的人為活動影響著該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。其中在這些地區(qū)零散分布的小型蔬菜生產(chǎn)系統(tǒng)，由于高投入、高輸出的生產(chǎn)模式

2、以及暴露于各種工業(yè)活動下，其生態(tài)環(huán)境已受到了不良影響，有可能危及到生產(chǎn)者和消費者的健康。本文以經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展長三角地帶的南京和無錫兩個城鄉(xiāng)交錯區(qū)為例，通過兩年的野外調(diào)查、輸入輸出物定量觀察、系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)的重金屬分析等工作，研究了典型農(nóng)業(yè)型和典型工業(yè)型城鄉(xiāng)交錯區(qū)小型蔬菜生產(chǎn)系統(tǒng)重金屬平衡狀況，探討了在目前重金屬污染情況下的生態(tài)效應(yīng)，做了相關(guān)的生態(tài)效應(yīng)評價。主要結(jié)論如下： (1)城鄉(xiāng)交錯區(qū)蔬菜生產(chǎn)系統(tǒng)種植管理過程中重金屬輸入途徑包括化

3、肥，有機肥和灌溉水的輸入，其中有機肥的施用是生產(chǎn)系統(tǒng)中重金屬輸入的最主要來源。 南京觀察菜地種植管理過程中重金屬輸入通量Cu為1382+1292 g/hm<'2>，Pb為248±144 g/hm<'2>，Zn為4342+2768 g/hm<'2>，Cd為6.6±4.1 g/hm<'2>。無錫觀察地輸入通量Cu為3864±2002g/hm<'2>,Pb為245.3±156.5g/hm<'2>,Zn為6175±2690g/hm<'

4、2>、Cd為7.86±4.4g/hm<'2>。與歐洲地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)重金屬年輸入量情況(Landner，et al，2004：Moolenaar，1998；van Noort，et al．，2001)相比，研究區(qū)重金屬輸入通量比較高。 (2)城鄉(xiāng)交錯區(qū)蔬菜生產(chǎn)系統(tǒng)重金屬平衡通量方面，綜合大氣沉降、土壤徑流淋溶等因素進(jìn)行生產(chǎn)系統(tǒng)風(fēng)險評價結(jié)果表明，觀察地塊土壤重金屬Cu、Zn、Cd存在較高污染風(fēng)險。 南京觀察蔬菜地四種

5、重金屬年平衡量都表現(xiàn)出盈余，即輸入量大于輸出量，各菜地盈余量Cu為1300.1±1254.9 g/hm<'2>，Pb為222.8±138.1 g/hm<'2>，Zn為3804.5±2620.4 g/hm<'2>，Cd為 4.9±3.9 g/hm<'2>。不同強度管理地塊由于有機肥施用量的差異導(dǎo)致菜地土壤重金屬平衡量差異，高強度的種植管理會加劇土壤重金屬污染。 無錫觀察蔬菜地的重金屬Cu、Zn、Pb輸入量大于輸出量，表現(xiàn)為盈余

6、，平衡通量Cu為3577±2150g/hm<'2>、Pb為511.3±234.8g/hm<'2>、Zn為4922±3504g/hm<'2>。由于施用的肥料尤其是有機肥量較大和接受較多的大氣沉降量，露天地塊Cu、Zn、Pb盈余量明顯大于大棚地塊(p<0.05)，而且種植年限短的表現(xiàn)更明顯。露天地塊Cd平衡表現(xiàn)為盈余，平衡通量為6.35±3.12g/hm<'2>。。而大棚地塊Cd輸出量大于輸入量，輸出量是總輸入量的3.9-4.9倍。管理方式

7、不同造成平衡量的差異，露天地塊比大棚地塊風(fēng)險更大。 (3)參照國家土壤環(huán)境二級標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-1995)，平衡試驗初期觀察地塊土壤重金屬含量均未超過此安全標(biāo)準(zhǔn)，但平衡試驗后期部分表層土壤重金屬含量已出現(xiàn)污染超標(biāo)的現(xiàn)象。通過研究區(qū)蔬菜地土壤與水稻土壤分析比較，說明高強度的蔬菜種植管理不僅導(dǎo)致了土壤酸化，還導(dǎo)致了土壤重金屬的明顯積累。 (4)南京和無錫研究區(qū)蔬菜重金屬污染狀況不同，但主要都是葉菜類存在污染現(xiàn)象。