福州市道路交通密度對(duì)城市土壤重金屬含量影響研究*①

吳永紅

(閩江學(xué)院地理科學(xué)系，福建福州 350108)

0 引言

城市土壤是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是城市生態(tài)系統(tǒng)地球化學(xué)循環(huán)的重要環(huán)節(jié)[1～3]，隨著我國(guó)城市化、工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市資源、生態(tài)與環(huán)境壓力日益突顯[4].城市土壤重金屬累積對(duì)城市環(huán)境、城市綠地建設(shè)及人類(lèi)身體健康構(gòu)成了極大影響[5，6]，因此，城市土壤重金屬污染問(wèn)題也越來(lái)越受到多方關(guān)注[7～10]，成為國(guó)際研究的熱點(diǎn)[11～13]，已列入環(huán)保部門(mén)議事日程[14].福州地處中國(guó)東南沿海，福建省省會(huì)，海西經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)的龍頭城市，全省經(jīng)濟(jì)、政治、文化中心，居民區(qū)密集.近年來(lái)城市交通中機(jī)動(dòng)車(chē)輛快速增加，引起的環(huán)境問(wèn)題也愈顯突出.本文就福州市市區(qū)主要交通干道機(jī)動(dòng)車(chē)交通密度分配及其兩側(cè)土壤重金屬含量進(jìn)行調(diào)查分析，旨在弄清機(jī)動(dòng)車(chē)交通對(duì)城市土壤重金屬污染的影響，以期為城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)及重金屬污染的控制與防治提供科學(xué)依據(jù).

1 研究區(qū)概況

福州地處中國(guó)東南沿海，北緯 25°15＇～26°29＇，東經(jīng) 118°08＇～120°31＇之間，福建省東部的閩江口，與臺(tái)灣省隔海相望.區(qū)域地貌屬河口盆地地貌類(lèi)型，城區(qū)位于盆地中央，現(xiàn)轄鼓樓、倉(cāng)山、臺(tái)江、晉安、馬尾五區(qū)和閩侯、福清、羅源、長(zhǎng)樂(lè)、連江、平潭、永泰、閩清二市六縣.區(qū)域氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年均溫16～20℃左右，年降水量900～2100毫米，降水量由沿海向內(nèi)陸逐漸減少.本次研究采樣點(diǎn)集中于福州市主城區(qū)交通干道，另外閩侯縣上街鎮(zhèn)大學(xué)城內(nèi)交通量相對(duì)較少，選取閩江學(xué)院作為研究點(diǎn)以作對(duì)比.采樣點(diǎn)分布位置如圖1，采樣點(diǎn)具體點(diǎn)位如表1.

2 樣品采集及實(shí)驗(yàn)方法

2.1 土壤樣品采集及實(shí)驗(yàn)方法

土壤樣品采樣點(diǎn)選取福州市區(qū)交通干道兩側(cè)10 m范圍內(nèi)綠化帶土壤，為保證采集樣品的精確性，取樣點(diǎn)盡量選取近年來(lái)無(wú)人工填土、取土、垃圾堆放等活動(dòng)的保育綠地.去除植物殘?bào)w、碎石雜質(zhì)等，利用牛角藥匙藥勺取深度0～5cm表層土壤.樣品裝入聚乙烯塑封袋帶回實(shí)驗(yàn)室，在40℃烘箱條件下干燥72小時(shí)，瑪瑙研缽充分研磨后過(guò)100目篩.樣品重金屬元素含量用日本造XRF－1800掃描型X射線熒光光譜儀測(cè)定，稱(chēng)取2～4克樣品放入聚乙烯圓片中，在37.5 t壓力下制成內(nèi)徑約為30 mm，外徑約為40 mm的樣片，上機(jī)測(cè)試.本方法選用國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)水系沉積GSD－9為控制標(biāo)準(zhǔn)，各元素回收率在90% ～100%.為保證樣品測(cè)試的精確度，每個(gè)樣品分三個(gè)平行樣測(cè)試，三次重復(fù)測(cè)試相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差＜10%，取平均值作為最終測(cè)定值.

2.2 道路交通密度調(diào)查

在福州市主要交通干道選定的測(cè)量位置分別布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，為避免調(diào)查數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差，測(cè)量工作在正常工作日無(wú)交通擁堵現(xiàn)象的同一時(shí)段進(jìn)行，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)分別監(jiān)測(cè)兩個(gè)時(shí)間段，交通高峰時(shí)段(8:00～9:00)和普通時(shí)段(10:00～11:00)，每段監(jiān)測(cè)1小時(shí)，取平均值作為該監(jiān)測(cè)點(diǎn)機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量的最終確定值.

3 結(jié)果與討論

3.1 城市土壤重金屬含量結(jié)果分析

福州市各采樣點(diǎn)土壤重金屬含量分析結(jié)果顯示(表2)，10個(gè)采樣點(diǎn)中，7號(hào)采樣點(diǎn)土壤中Zn富集現(xiàn)象最為嚴(yán)重，是福建省土壤背景值的24.1倍，是中國(guó)土壤背景值的27.97倍;Pb富集的最高點(diǎn)也在7號(hào)點(diǎn)，是福建省土壤背景值的5.06倍，是中國(guó)土壤背景值的 8.04 倍.Sr，Cu，Cr的富集程度也在7號(hào)點(diǎn)達(dá)到最大，分別為福建省土壤背景值的3.28，4.25，5.71 倍.其它各采樣點(diǎn)中，Pb 的含量也都明顯高于福建省土壤背景值及中國(guó)土壤背景值，Zr在1，4，7，10號(hào)采樣點(diǎn)土壤樣品中含量低于福建省土壤背景值及中國(guó)土壤背景值，其它幾個(gè)采樣點(diǎn)均高于背景值.所有土壤樣品中Sr含量均低于中國(guó)土壤背景值，3，4，5，6，7號(hào)四個(gè)采樣點(diǎn)土壤 Sr含量高于福建省土壤背景值.Zn，Cu，Mn、Cr含量在各個(gè)采樣點(diǎn)中均高于福建省土壤背景值，在1，2號(hào)采樣點(diǎn)中Mn含量低于中國(guó)土壤背景值，其它點(diǎn)均高于中國(guó)土壤背景值，而Cr含量只有在7號(hào)采樣點(diǎn)中高于中國(guó)土壤背景值.Rb在各采樣點(diǎn)中只有1、10號(hào)采樣點(diǎn)含量低于福建省及中國(guó)土壤背景值，其它點(diǎn)均高于背景值.Ni含量在 1，2，6，8，9 號(hào)采樣點(diǎn)中低于福建省土壤背景值，只有10號(hào)采樣點(diǎn)Ni含量高于中國(guó)土壤背景值，其它均低于中國(guó)土壤背景值.所有采樣點(diǎn)中，F(xiàn)e含量都高于中國(guó)土壤背景值，2，6，9號(hào)采樣點(diǎn)中Fe含量低于福建省土壤背景值，其它幾點(diǎn)均高.

表1 福州城市土壤樣品采樣點(diǎn)編號(hào)與名稱(chēng)

表2 福州城市土壤重金屬含量

表3 福州市各交通干道機(jī)動(dòng)車(chē)交通密度

3.2 道路交通密度調(diào)查結(jié)果

對(duì)福州市主要交通干道選定監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行機(jī)動(dòng)車(chē)交通密度調(diào)查(表3)，6、7號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)為福州市主要交通樞紐節(jié)點(diǎn)，車(chē)流量較大，4號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)車(chē)流量在交通高峰時(shí)段與普通時(shí)段差別較大，其次為3號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，為福州市重要交通集散廣場(chǎng)，車(chē)流量也較大.1號(hào)采樣點(diǎn)位于福州主城區(qū)外圍地帶，機(jī)動(dòng)車(chē)交通密度較城市中心區(qū)域有所減少，10號(hào)點(diǎn)位于閩侯縣上街鎮(zhèn)大學(xué)城內(nèi)，機(jī)動(dòng)車(chē)流量最少.各監(jiān)測(cè)點(diǎn)機(jī)動(dòng)車(chē)交通密度關(guān)系為7＞6＞4＞3＞5＞8＞2＞9＞1＞10.

3.3 道路交通密度與重金屬元素富集的相關(guān)性分析

對(duì)福州市各路段機(jī)動(dòng)車(chē)交通密度與土壤重金屬含量進(jìn)行雙側(cè)相關(guān)性檢驗(yàn)(表4)，在顯著性水平α =0.05上，土壤中 Pb、Zn、Sr含量與機(jī)動(dòng)車(chē)交通密度呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.682、0.694、0.76.Cr含量與機(jī)動(dòng)車(chē)交通密度也表現(xiàn)出一定相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為 0.617.而 Zr、Rb、Cu、Fe、Mn、Ni在同一顯著水平上并未表現(xiàn)出與機(jī)動(dòng)車(chē)密度的相關(guān)性.

表4 福州城市土壤重金屬含量與機(jī)動(dòng)車(chē)交通密度的相關(guān)系數(shù)

4 結(jié)語(yǔ)

福州城市土壤不同程度受到重金屬污染，各采樣點(diǎn)中 Zn，Pb，Cu，Cr，Mn 含量均超過(guò)福建省土壤背景值，Sr，Zr，Ni，Rb，F(xiàn)e 含量在一些研究點(diǎn)中也明顯高于福建省土壤背景值.Pb，Zn，Sr，Cu，Cr的富集程度在7號(hào)點(diǎn)達(dá)到最大，為福建省土壤背景值的 5.06，24.1，3.28，4.25，5.71 倍.對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)機(jī)動(dòng)車(chē)交通密度與土壤重金屬含量進(jìn)行相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，土壤中Pb，Zn，Sr含量與機(jī)動(dòng)車(chē)交通密度呈顯著正相關(guān)，Cr含量與機(jī)動(dòng)車(chē)交通密度也表現(xiàn)出一定相關(guān)性，而 Zr，Rb，Cu，F(xiàn)e，Mn，Ni含量與機(jī)動(dòng)車(chē)交通密度并沒(méi)有表現(xiàn)出明顯相關(guān)性.

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