随着中国经济的迅速发展,部分地区由于富营养化等水体污染而导致水质型缺水,更加剧了水资源紧张的矛盾。污水灌溉能够在一定程度上缓解用水的供需矛盾。由于部分生活及工业污水中会含有一定量的重金属或有机污染物,如果用污水进行灌溉有可能会造成有毒污染物在土壤和作物中积累。北京是一个具有悠久历史的超大规模城市,其污灌历史相对较长。但是,到目前为止,对北京市大范围的污灌区土壤重金属积累的情况仍缺乏系统、全面的研究。近年来,随着环境保护措施的不断完善和环保技术水平的不断提高,污水中的重金属水平已经发生明显变化,因此污灌对整个灌区环境的动态影响究竟如何,目前仍有待研究。尤其是目前北京市等缺水城市拟开展大规模的中水回用,因此深入研究污灌对土壤重金属积累的影响,对于评估中水回用的环境风险也有一定的参考价值。 本研究选取的北京市一个典型污灌区——通州区西南凉水河及凤港河污灌区,进行污灌区土壤重金属积累的系统研究。以通州区西南凉水河及凤港河污灌区为例,进行污灌区土壤、农作物重金属积累的系统研究。探讨As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn8种重金属的污染现状,污染物的来源和途径,通过室内土柱模拟,结合野外土壤剖面调查,评估污灌区土壤重金属对浅层地下水的污染风险,合理评价污水灌溉对通州凉凤污灌区生态环境的影响。 1.对北京市通州凉凤灌区表层0-20cm土壤重金属的调查,北京市凉凤灌区土壤Hg污染比较严重,Cu、Pb污染居中,As、Cr、Zn为轻微污染,与1975年凉凤灌区的土壤调查值相比,土壤中Hg、Pb、Cu含量有上升趋势,分别增加了11.40%,40%,26%;Hg含量与污水灌溉有密切关系,同时也受到土壤母质等其他因素的制约。 2.在土壤表层重金属含量初步分析的基础上,分析污染物的空间相关性,利用半变异函数,描述土壤属性的空间模型,进行克立格法插值,分析灌区土壤重金属的空间分布特征,确定污染源,为进一步防治土壤污染、合理进行污灌提供依据。 用地统计学方法对通州区凉凤灌区土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn含量的空间结构的研究表明,8种重金属均具有很好的可迁移性特点,其中As、Cd、Cr、Cu、Hg元素用球型模型拟合,Ni、Pb、Zn元素用指数模型拟合,拟合效果较好(R2的F检验达到显著,P<0.01)。 Hg的高含量区主要集中在凉水河一带,As,Cu,Hg,Pb4种元素的高含量区在凉水河一带也有分布;相对于凉水河,风港河一带As,Cr,Hg,Pb,Zn5种重金属含量较低;土壤中Hg、Cu、Pb3元素在较大区域不同程度超过土壤基准值,表现出较高的污染风险性 在灌区土壤中,Hg主要来源于污水灌溉,灌区土壤中部分Cd、Cr、Pb也来源于污水