仙山湖濕地土壤重金屬空間分布特征與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

張 華，李賀鵬*，王 泳，岳春雷，劉 政，朱 培

（1. 浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310023；2. 浙江省長(zhǎng)興縣林業(yè)局，浙江 長(zhǎng)興 313100）

仙山湖濕地土壤重金屬空間分布特征與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

張 華1，李賀鵬1*，王 泳1，岳春雷1，劉 政2，朱 培2

（1. 浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310023；2. 浙江省長(zhǎng)興縣林業(yè)局，浙江 長(zhǎng)興 313100）

2014年4月，在浙江省長(zhǎng)興縣仙山湖周邊設(shè)置了15個(gè)采樣點(diǎn)，共采集了45個(gè)土壤樣品，分析Cu，Zn，Cr，Pb，Cd，As及Hg的含量水平及其分布特征，采用地累積指數(shù)、潛在生態(tài)危害指數(shù)法，對(duì)仙山湖土壤重金屬污染進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，在仙山湖周邊各層土壤中，大部分所測(cè)元素含量低于國(guó)家土壤環(huán)境一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，部分樣點(diǎn)Hg，Zn和Cd含量超標(biāo)。在不同土地利用類型中，公路沿線的Cu及Cd含量較高；湖區(qū)下游土壤的Cu，Pb，Hg含量較高，Cd含量較低；濕地邊灘、苗圃的土壤重金屬含量變化不明顯。在土壤垂直分布中，多數(shù)所測(cè)元素?zé)o明顯變化規(guī)律。地累積指數(shù)表明，7種元素污染程度均屬于無(wú)污染；潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)表明，部分樣地的Hg潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為中等及較強(qiáng)級(jí)別，應(yīng)引起重視。

仙山湖；濕地；重金屬；土壤分布；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

土壤重金屬作為持久性和生物累積性污染物，由于其具有不可逆累積、易于富集、不易降解的特性，其含量高低直接反映土壤優(yōu)劣[1]，同時(shí)重金屬能通過(guò)食物鏈傳遞危害人類鍵康[2～3]。銅（Cu）、鋅（Zn）、鉻（Cr）、鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg）等重金屬元素和砷（As）是城市和工業(yè)發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)生的典型“污染元素”，這些元素在湖庫(kù)區(qū)環(huán)境研究中越來(lái)越多地受到關(guān)注。目前，在浙江省湖庫(kù)區(qū)重金屬污染方面的研究?jī)H限于臨安青山湖表層沉積物和杭州西溪濕地土壤中重金屬的相關(guān)報(bào)道[4～5]，而有關(guān)水體、底泥、農(nóng)業(yè)面源等湖庫(kù)區(qū)重金屬污染方面的系統(tǒng)研究鮮有報(bào)道。本文以飲用水源地仙山湖水庫(kù)為例，通過(guò)對(duì)仙山湖周邊土壤重金屬的檢測(cè)和分析，研究不同土地利用類型對(duì)土壤重金屬含量的影響，確定飲用水源地重金屬污染的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，并對(duì)庫(kù)區(qū)周?chē)寥乐亟饘傥廴緺顩r進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

長(zhǎng)興仙山湖國(guó)家濕地公園，地處蘇、浙、皖三省交界處，位于浙江省長(zhǎng)興縣泗安鎮(zhèn)。119°33′51″～119°38′38″E，30° 52′08″～30°55′25″N，面積2 269.2 hm2，其中濕地1 395.3 hm2[6]，是浙北面積最大的濕地之一。仙山湖濕地是長(zhǎng)三角地區(qū)典型的人工湖泊濕地[7]，是泗安鎮(zhèn)周邊居民重要的水源地，總庫(kù)容為0.5×108m3[8]。

1.2 樣點(diǎn)設(shè)置

根據(jù)仙山湖周邊植被類型，選取15個(gè)具有代表性的采樣點(diǎn)（圖1，表1）。仙山湖濕地區(qū)域沒(méi)有工業(yè)區(qū)，周邊農(nóng)地上絕大部分種植苗木，取樣點(diǎn)主要設(shè)在苗圃地、濕地邊灘、河岸邊、公路邊，其中采樣點(diǎn)S4，S7，S14，S15位于河岸邊；S8，S11為濕地邊灘；S13，S14，S15位于泗安水庫(kù)下游，其它采樣點(diǎn)位于水庫(kù)上游；S4，S5，S11，S12靠近公路（其中S4附近有河流和公路穿插而過(guò)）。

圖1 研究區(qū)域及采樣點(diǎn)位置Figure 1 Location of sampling points

表1 仙山湖周邊土壤采樣點(diǎn)基本情況Table 1 Basic information of the sampling spots around Xianshanhu

1.3 樣品采集與前處理

2014年4月，在選定的15個(gè)樣點(diǎn)進(jìn)行取樣。為了研究重金屬在土壤中垂直分布情況，對(duì)15個(gè)采樣點(diǎn)不同層次的土壤分別取樣，表層0 cm＜d≤10 cm，中層10 cm＜d≤20 cm，深層20 cm＜d≤30 cm。每個(gè)采樣點(diǎn)3個(gè)土壤層次各采集1個(gè)樣品，每個(gè)樣品質(zhì)量約1 kg，去除大的石塊和異物后，裝入聚乙烯自封袋，于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)自然風(fēng)干，研磨過(guò)100目篩，存于干燥容器中備用。

1.4 測(cè)定方法

銅、鋅依據(jù)GB/T 17138-1997；鎘、鉛依據(jù)GB/T 17141-1997；鉻依據(jù)HJ 491-2009；砷依據(jù)GB/T 22105.2-2008；汞依據(jù)GB/T 22105.1-2008方法進(jìn)行測(cè)定。

1.5 重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法

選用變異系數(shù)法、地累積指數(shù)法、潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法，評(píng)價(jià)仙山湖周邊土壤環(huán)境質(zhì)量狀況。

1.5.1 變異系數(shù)法 為了定量反映仙山湖濕地土壤重金屬含量空間波動(dòng)程度的大小差異，選用變異系數(shù)來(lái)表示它們變化程度的大小[7]。變異系數(shù)計(jì)算公式如下：

式中，CV為變異系數(shù)；S2為重金屬元素空間分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差；為各重金屬元素空間分布的平均值。

1.5.2 地累積指數(shù)法 地累積指數(shù)（Igeo）是一種研究環(huán)境沉積物中重金屬污染程度的定量指標(biāo)[9]，近年來(lái)已被國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛應(yīng)用于人為活動(dòng)產(chǎn)生的重金屬對(duì)土壤污染的評(píng)價(jià)[10～12]。

式中，Cn為元素n在土壤中的含量( mg?kg-1)；Bn為普通頁(yè)巖中該元素的地球化學(xué)背景值( mg?kg-1)。采用土壤一類標(biāo)準(zhǔn)值[13]作為參照標(biāo)準(zhǔn)。1.5用于校正區(qū)域背景值差異。按照數(shù)值可將重金屬污染劃分為7個(gè)等級(jí)（表2）。

1.5.3 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)

潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)是瑞典科學(xué)家Hakanson[14]提出的以定量的方法劃分出重金屬潛在的危害程度，可以綜合反映沉積物中重金屬對(duì)生態(tài)環(huán)境的潛在影響。潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)計(jì)算公式為：

表2 地累積指數(shù)分級(jí)與污染程度的關(guān)系Table 2 Relationship between index of geoaccumulationand degree of pollution

式中，RI為沉積物中多種重金屬潛在生態(tài)危害指數(shù)；Ci為單一元素實(shí)測(cè)值（mg?kg-1）；為單一元素參比值（mg?kg-1）；采用土壤一類標(biāo)準(zhǔn)值作為參照標(biāo)準(zhǔn)。為重金屬i的毒性系數(shù)；為重金屬i的潛在生態(tài)危害系數(shù)。毒性系數(shù)及參比值見(jiàn)表3，生態(tài)危害程度劃分標(biāo)準(zhǔn)如表4所示。

表3 所測(cè)元素的參比值和毒性系數(shù)Table 3 Reference and toxic factor of tested heavy metals

2 結(jié)果與分析

2.1 仙山湖周邊土壤中重金屬的空間分布

為了研究不同類型樣地對(duì)土壤重金屬含量的影響，對(duì)樣地類型進(jìn)行區(qū)分，其中S1，S2，S3，S5，S6，S7，S9，S10，S12，S13，S14，S15為苗圃地（S4，S12主要種植垂柳，為護(hù)岸林，沒(méi)有歸入苗圃地類型）。苗圃地12個(gè)樣地中S1，S2，S3處于濕地上游，S13，S14，S15位于濕地下游，S5，S12靠近公路。S8，S11位于濕地邊灘，其中S11靠近公路。S4，S5，S11，S12位于公路旁。

表4 重金屬與RI危害指數(shù)的關(guān)系Table 4 Relationship between potential ecological risk factor and potential ecological risk index

表4 重金屬與RI危害指數(shù)的關(guān)系Table 4 Relationship between potential ecological risk factor and potential ecological risk index

單項(xiàng)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)( Eir)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)( R I ) 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度Eir＜ 4 0 R I ＜1 5 0 輕微生態(tài)危害4 0≤ Eir＜8 0 1 5 0≤ R I ＜3 0 0 中等生態(tài)危害r＜1 6 0 3 0 0≤ R I＜ 6 0 0 強(qiáng)生態(tài)危害1 6 0 ≤Eir＜3 2 0 R I ≥6 0 0 很強(qiáng)生態(tài)危害Eir≥3 2 0 極強(qiáng)生態(tài)危害8 0≤ Ei

圖2 仙山湖周邊土壤Cu含量的空間分布Figure 2 Spatial distribution of Cu content in the soil around Xianshanhu

圖3 仙山湖周邊土壤Zn含量的空間分布Figure 3 Spatial distribution of Zn content in the soil around Xianshanhu

從圖2中可以看出，濕地公園范圍內(nèi)Cu含量都在35 mg?kg-1以下，屬于飲用水源地的優(yōu)質(zhì)水平，未受到Cu污染。從土地利用類型來(lái)看，苗圃地中Cu含量未明顯上升。濕地上游S1，S2，S3土壤各層Cu含量較低，均在20 mg?kg-1，下游S13，S14，S15相對(duì)較高，基本在25 mg?kg-1以上，高于上游。公路旁S5，S11，S12土壤中Cu含量較高，濕地樣地中靠近公路的S11樣點(diǎn)土壤Cu含量高于未靠近公路的S8。從土層垂直分布來(lái)看，土壤不同深度的Cu含量分布沒(méi)有明顯規(guī)律。

從圖3可知，大部分樣地的Zn含量都在背景值100 mg?kg-1以下，個(gè)別樣地Zn含量波動(dòng)較大，如S4的表層、S1和S10的中層、S8的深層土壤中，Zn含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出土壤背景值。特別是S8樣地，是背景值的5.3倍。上游的Zn含量超標(biāo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于下游。

圖4 仙山湖周邊土壤Cr含量的空間分布Figure 4 Spatial distribution of Cr content in the soil around Xianshanhu

由圖4可看出，土壤各層Cr含量均在背景值90 mg?kg-1以下，表明土壤未受到Cr污染。S3和S4樣地的Cr含量低于其他點(diǎn)位。濕地S8，S11樣地中，靠近公路的S11土壤Cr含量較高。Cr含量在各樣地的土壤垂直分布中無(wú)明顯規(guī)律，樣地之間的Cr含量差異不大。需進(jìn)行差異性分析。

從圖5可看出，Pb的變動(dòng)范圍3.7～32.0 mg?kg-1，低于背景值35 mg?kg-1，說(shuō)明濕地公園內(nèi)土壤未受到Pb污染。從空間分布來(lái)看，濕地上游S2，S3，S4土壤中Pb含量明顯低于其他點(diǎn)位。下游S13，S14，S15土壤中Pb含量較高。濕地S8，S11對(duì)比看，S11樣點(diǎn)土壤Pb含量略高。土壤垂直分布中，深層土壤Pb含量低于表層和中層。

由圖6可知，重金屬Cd含量變化范圍在0.008～0.251 mg?kg-1，S10土壤Cd含量較高，表層，中層和深層土壤Cd含量分別為0.249 mg?kg-1，0.251mg?kg-1和0.115mg?kg-1，表層、中層的略微超過(guò)背景值0.20 mg?kg-1，說(shuō)明土壤受到一定污染。從土地利用類型看，下游S13，S14，S15的土壤Cd含量較低，其他樣地類型之間Cd含量差異較小。S11Cd含量大于S8。從土壤垂直分布來(lái)看，苗圃地樣地類型中，表層土壤的Cd含量高于中層，深層土壤。

圖5 仙山湖周邊土壤Pb含量的空間分布Figure 5 Spatial distribution of Pb content in the soil around Xianshanhu

圖6 仙山湖周邊土壤Cd含量的空間分布Figure 6 Spatial distribution of Cd content in the soil around Xianshanhu

從圖7可看出，仙山湖濕地公園土壤As的變化范圍在1.29～13.70 mg?kg-1，低于背景值15 mg?kg-1。濕地邊灘樣地S11土壤中層As含量為13.60 mg?kg-1，濕地下游樣地S15深層土壤As含量為13.70 mg?kg-1，為所有樣點(diǎn)的最高值，可能過(guò)去受到過(guò)一定的干擾所致。土地利用類型、垂直分布未看出明顯規(guī)律。

圖7 仙山湖周邊土壤As含量的空間分布Figure 7 Spatial distribution of As content in the soil around Xianshanhu

圖8 仙山湖周邊土壤Hg含量的空間分布Figure 8 Spatial distribution of Hg content in the soil around Xianshanhu

從圖8可知，相對(duì)于背景值0.15 mg?kg-1，仙山湖濕地公園上游土壤的Hg含量有13個(gè)樣點(diǎn)超標(biāo)，占比為28.9%。下游S13，S14，S15的Hg超出背景值1倍以上。深層土壤的Hg含量波動(dòng)較大，部分深層土壤含量明顯小于表層、中層。

在仙山湖0 ～ 30 cm土層檢測(cè)的7種重金屬中，Cu，Cr，Pb，As含量均低于國(guó)家土壤環(huán)境一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。Zn、Cd、Hg在部分點(diǎn)位含量超標(biāo)，其中Hg超標(biāo)率最高，45個(gè)樣品中有13個(gè)超標(biāo)，超標(biāo)率28.9%，下游S13，S14，S15的含量超出背景值1倍以上。Zn的超標(biāo)率為15.6%，S8深層、S10中層、S4表層以及S1中層土壤分別超標(biāo)5倍、4倍和2倍以上。Cd在S10樣地略有超標(biāo)。

從土地利用類型來(lái)看，下游的S13，S14，S15樣點(diǎn)中，Pb，Cu，Hg含量較高，Cd含量低?？拷返腟5，S11和S12樣點(diǎn)，Cu，Cd含量增加；S4雖然靠近公路，但是Cu，Cr，Pb，Cd和Hg含量為所有樣點(diǎn)中最低值或較低值，推斷該處為多條河流交匯處，水流的沖刷有較大影響。2塊濕地樣地點(diǎn)中，靠近公路的S11的Cu，Cd及As含量均高于不靠近公路的S8，Cr，Pb含量也略高于S8。苗圃地對(duì)土壤重金屬含量的影響不明顯。

檢測(cè)顯示，多數(shù)重金屬元素在土壤垂直深度中分布無(wú)明顯規(guī)律，只有Cd在表層土壤中含量高于中層及深層土壤，苗圃地類型中Pb在深層土壤中含量低于表層、中層土壤含量。

2.2 仙山湖周邊土壤重金屬的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

從表5中可以看出，表層土壤中重金屬變異系數(shù)排序依次為：Hg＞Zn＞Cd＞Pb＞As＞Cu＞Cr；中層土壤的重金屬變異系數(shù)依次為：Zn＞Hg＞Cd＞Pb＞Cu＞As＞Cr；深層土壤的重金屬變異系數(shù)依次為：Zn＞Hg＞Cd＞Pb＞As＞Cu＞Cr。Zn，Hg，Cd在各土層的變異系數(shù)均較大。這與前文中提到的重金屬超標(biāo)情況具有一致性。特別是Zn，在中、深土壤層中變異系數(shù)＞1。其他的重金屬變異系數(shù)均＜0.5，Cr的變異系數(shù)在3個(gè)土壤層中均最小。說(shuō)明仙山湖周邊土壤中Zn，Hg，Cd的空間分布不均，離散性相對(duì)較大，或者說(shuō)明部分樣點(diǎn)有人為擾動(dòng)；其他4種重金屬的含量空間分布較均勻，離散性較小，波動(dòng)程度不大。從表6中可以看出，所有土層中的所測(cè)元素地累積指數(shù)均為負(fù)值，屬于無(wú)污染。

表5 仙山湖周邊土壤重金屬含量與變異系數(shù)Table 5 Content and coefficient of variation of tested elements at different soil layers around Xianshanhu

表6 仙山湖周邊土壤中7種重金屬的累積指數(shù)IgeoTable 6 Index of geo accumulation Igeo of 7 heavy metals in soil around XianShan lake

根據(jù)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法計(jì)算仙山湖周邊不同深度土壤中所測(cè)元素和RI，結(jié)果見(jiàn)表7、表8、表9。對(duì)照表4中的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可以看出，除Hg以外，其他重金屬的均小于40，處于輕微的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，無(wú)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)影響。與其他元素比較，Hg的最大，尤其下游的S13，S14，S15以及S12的均大于40，部分大于80，處于中等及較強(qiáng)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。Hg的污染應(yīng)引起濕地管理部門(mén)的重視。RI顯示各樣地處于輕微生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

表7 仙山湖周邊土壤0 ～ 10 cm土層中重金屬單項(xiàng)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)（和綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（RI）Table 7 Potential ecological risk factor and index of single element at 0 cm＜d≤10 cm soil layer around Xianshanhu

表7 仙山湖周邊土壤0 ～ 10 cm土層中重金屬單項(xiàng)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)（和綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（RI）Table 7 Potential ecological risk factor and index of single element at 0 cm＜d≤10 cm soil layer around Xianshanhu

樣點(diǎn) 單項(xiàng)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)（Eir） RI Cu Zn Cr PbCd As Hg S12.480.721.574.5518.686.5646.9781.52S2 1.38 1.54 10.46 0.86 12.70 29.77 S3 2.05 0.78 1.09 0.80 22.91 5.90 11.01 45.22 S4 2.37 1.13 0.97 0.64 5.47 5.74 12.57 30.19 S5 2.41 2.38 1.66 1.97 12.77 7.37 15.89 43.75 S6 3.30 0.79 1.11 2.36 20.49 5.01 21.48 53.59 S7 2.61 0.54 1.34 3.62 16.11 6.99 9.83 41.73 S8 3.18 0.66 1.50 2.70 13.31 6.94 24.15 51.73 S9 2.540.58 1.46 3.67 12.51 5.81 19.64 46.98 S10 3.00 0.89 1.31 2.61 37.29 4.46 31.86 81.29 S11 3.16 0.61 1.31 3.08 13.49 7.48 19.59 48.99 S12 3.47 0.58 1.45 3.33 21.06 7.41 42.28 79.99 S13 3.83 0.62 1.65 4.29 6.97 5.32 72.83 95.92 S14 4.26 0.60 3.57 5.94 4.44 44.37 64.38 S15 4.31 0.53 1.23 4.72 0.74 1.32 4.09 7.10 6.04 89.10 113.11

表8 仙山湖周邊土壤＞10 ～ 20 cm土層中重金屬單項(xiàng)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)和綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（RI）Table 8 Potential ecological risk factor and index of single element at 10 cm＜d≤20 cm soil layer around Xianshanhu

表8 仙山湖周邊土壤＞10 ～ 20 cm土層中重金屬單項(xiàng)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)和綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（RI）Table 8 Potential ecological risk factor and index of single element at 10 cm＜d≤20 cm soil layer around Xianshanhu

樣點(diǎn) 單項(xiàng)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)（Eir） RI Cu Zn CrPbCdAsHg S1 2.34 2.58 1.55 3.83 4.87 6.65 8.16 29.97 S2 2.43 0.38 1.78 1.09 14.38 6.41 7.59 34.05 S3 2.39 0.96 1.05 0.95 16.40 6.13 14.53 42.40 S4 1.97 0.41 1.07 0.55 3.48 6.61 3.34 17.43 S5 3.51 0.63 1.67 1.79 6.78 6.93 7.13 28.44 S6 2.83 0.46 1.31 3.27 13.78 5.79 17.50 44.94 S7 3.15 0.64 1.29 2.49 11.83 7.59 14.20 41.21 S8 2.29 0.58 1.34 2.32 8.06 5.59 15.36 35.53 S9 2.34 0.91 1.87 2.98 4.39 4.54 15.12 32.15 S10 3.41 3.92 1.03 3.73 37.66 4.71 32.00 86.45 S11 4.72 0.56 1.74 2.45 12.19 9.07 19.58 50.33 S12 4.15 0.59 1.26 4.08 16.14 5.37 61.41 93.00 S13 4.27 0.62 1.30 3.88 5.60 5.37 80.63 101.67 S14 3.63 0.52 1.37 3.20 7.40 5.02 50.88 72.03 S15 4.92 0.72 1.49 4.47 6.32 6.89 75.15 99.95

3 討論與結(jié)論

（1）仙山湖周邊0 ～ 30 cm土層中，檢測(cè)的7種元素銅（Cu）、鋅（Zn）、鉻（Cr）、鉛（Pb）、鎘（Cd）、砷（As）、汞（Hg），有4種元素含量低于國(guó)家土壤環(huán)境一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，分別為Cu，Cr，Pb，As；Zn，Cd，Hg在部分點(diǎn)位含量超標(biāo)，其中Hg超標(biāo)率最高，為28.9%，Zn的超標(biāo)率為15.6%，Cd在S10點(diǎn)位略有超標(biāo)；從元素的變異系數(shù)來(lái)看，重金屬Zn，Hg，Cd的離散性相對(duì)較大；S10點(diǎn)位的Cd、Zn含量超標(biāo)，S8點(diǎn)位的Zn含量超標(biāo)，可能存在人為擾動(dòng)痕跡。

表9 仙山湖周邊土壤＞20 ～ 30 cm土層中重金屬單項(xiàng)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)（和綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（RI）Table 9 Potential ecological risk factor and index of single element at 20 cm＜d≤30 cm soil layer around Xianshanhu

表9 仙山湖周邊土壤＞20 ～ 30 cm土層中重金屬單項(xiàng)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)（和綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（RI）Table 9 Potential ecological risk factor and index of single element at 20 cm＜d≤30 cm soil layer around Xianshanhu

樣點(diǎn) 單項(xiàng)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)（Eir） RI Cu Zn CrPbCdAsHg S1 2.67 0.96 1.54 3.03 1.26 7.22 5.06 21.73 S2 2.32 0.47 1.58 1.06 15.24 6.16 13.68 40.51 S3 2.17 0.75 1.14 0.57 8.26 5.22 6.32 24.42 S4 1.94 1.04 1.05 0.54 11.09 7.96 3.68 27.29 S5 3.33 0.68 1.62 2.27 12.64 6.88 12.54 39.96 S6 2.57 0.51 1.19 2.43 11.32 5.14 19.11 42.27 S7 2.61 0.58 1.21 2.41 12.98 6.22 48.25 74.26 S8 2.58 5.29 1.55 2.55 13.10 5.85 36.51 67.43 S9 2.46 2.12 1.66 2.23 8.77 4.99 10.73 32.96 S10 3.34 0.39 1.08 3.11 17.18 4.81 42.64 72.56 S11 3.79 0.64 1.56 2.10 18.33 8.03 11.36 45.81 S12 4.28 0.74 1.67 2.36 8.54 7.95 20.59 46.13 S13 3.65 0.51 1.84 2.94 4.96 7.05 20.54 41.49 S14 3.53 0.48 1.36 3.14 6.13 0.58 56.91 72.13 S15 4.20 0.53 1.34 3.77 3.98 9.13 92.51 115.47

（2）濕地受不同的自然環(huán)境和人類活動(dòng)影響，土壤重金屬在水平方向上分布差異顯著。人類活動(dòng)頻繁的濕地邊緣地帶和河流中下游地區(qū)的土壤重金屬污染相對(duì)嚴(yán)重[15～17]。濕地道路土壤污染受交通流量影響較大，多集中于道路沿線和交通密集區(qū)[16]。本文也可以看出，靠近公路的S5，S11，S12的Cu、Cd含量較高，下游的S13，S14，S15的Pb，Cu，Hg含量較高。在2塊樣地對(duì)比中，靠近公路的S11的Cu、Cd及As含量也均高于不靠近公路的S8，說(shuō)明公路行車(chē)、人類活動(dòng)對(duì)土壤的重金屬含量會(huì)造成影響。此外，S4為上游河流邊，其Cu，Cr，Pb，Cd和Hg含量為全部樣點(diǎn)中最低值或較低值。苗圃地、濕地岸邊等土地利用類型對(duì)土壤重金屬含量的影響不明顯。

（3）土壤質(zhì)地是影響重金屬剖面變化的重要因素。人類活動(dòng)對(duì)濕地土壤重金屬剖面變化影響也日益顯著。土地利用方式不同會(huì)影響土壤重金屬剖面變化[18]。但在本次研究中，多數(shù)元素的土壤垂直分布無(wú)明顯規(guī)律，只有Cd在表層土壤中含量高于中層及深層土壤，苗圃地類型中Pb在深層土壤中含量低于表層、中層土壤含量。

（4）仙山湖周邊土壤重金屬地累積指數(shù)均為負(fù)值，屬于無(wú)污染。

（5）根據(jù)RI，在仙山湖周邊三層土壤中，除重金屬Hg外的其他元素均處于輕微的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，無(wú)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)影響。S12，S13，S14，S15樣點(diǎn)Hg的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為中等或較強(qiáng)，Hg的污染應(yīng)該引起當(dāng)?shù)毓芾聿块T(mén)的重視。在本研究中，Zn的超標(biāo)量最高，最高值超過(guò)背景值5倍，但其RI基本小于1，為全部測(cè)定重金屬元素中的最低值，這與邵學(xué)新等[4]的研究結(jié)果一致，主要是由于Zn作為植物的必需營(yíng)養(yǎng)元素，其對(duì)生物的毒性響應(yīng)因子較小。

（6）仙山湖濕地公園周邊土壤測(cè)定結(jié)果表明，濕地公園周邊土壤總體處于健康狀態(tài)。公路行車(chē)、湖區(qū)下游對(duì)土壤重金屬含量有一定影響，苗圃地等農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)及濕地邊岸對(duì)土壤重金屬指標(biāo)影響不明顯。

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Spatial Distribution and Ecological Risk Assessment of Seven Elements in Soil of Xianshanhu Wetland

ZHANG Hua1，LI He-peng1*，WANG Yong1， YUE Chun-lei1， LIU Zheng2，ZHU Pei2
（1. Zhejiang Forestry Academy, Hangzhou 310023,China; 2. Changxing Forestry Bureau of Zhejiang, Changxing 313100,China）

Determinations on content of 7 element, namely Cu, Zn, Cr, Pb, Cd, As and Hg were implemented in the soils from different layers in 15 sampling points around Xianshanhu Wetland of Changxing, Zhejiang province in April, 2014. Contamination of above-mentioned elements was assessed by index of geoaccumulation and potential ecological risk index. The result demonstrated that contents of most tested elements at different layers in the soil around Xianshanhu were lower than national soil environmental standards, only Hg, Zn and Cd content was over-limit at some of the points. The content of Cu and Cd was higher in the soil of roadside, the content of Cu, Pb and Hg was higher in the downstream of the lake, while the content of Cd was lower. The content of tested elements had no obvious variation in the nursery and the marginal bank of the wetland. Most of tested elements had no obvious regularity in the vertical distribution of soil. Index of geoaccumulation showed that the soil was not polluted by these elements. Potential ecological risk index showed that Hg had medium to high risk index at some points, which was need to be paid attention.

Xianshanhu; wetland; heavy metal; soil distribution; risk assessment

S153.6

A

1001-3776（2016）06-0015-09

2016-04-20；

2016-10-28

浙江省省屬科研院所專項(xiàng)計(jì)劃項(xiàng)目（2015F30001）資助

張華（1980－），男，湖北黃石人，工程師，從事濕地保護(hù)研究；*通訊作者。