绿化带土壤中氯离子的空间分布特征及生态风险评估

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在土壤环境中氯主要以离子形态存在,土壤中氯的累积会在一定程度影响着周边的环境。元素氯是植物生长发育中有着重要作用的营养元素,但是氯在植物体内过多富集也会产生氯毒作用,对植物的生理造成危害,严重时会使植物生长受到阻碍,甚至中毒。使用氯盐类融雪剂(Deicing salt)是北方城市除雪化冰、保证交通安全的重要措施之一。多年来,含氯的融雪剂因为其来源广泛、价格便宜、操作简单、除冰效果良好而被大部分城市所应用。但是由于此类融雪剂的大量使用,对道路周边的土壤和植被甚至水源等造成的环境负面影响越来越被人们所关注。本文选取乌鲁木齐市河滩快速路(燕北立交桥--三屯碑立交桥间路段)绿化带土壤为研究对象,以融雪剂中主要的成分氯为研究线索,通过现场调研,根据研究区不同绿化带的位置,将研究区划分为三个小区,即分道绿化带、桥区绿化带和主绿化带,在进行样品采集、室内实验、分析对比和污染评价等过程后,对研究区土壤环境中主要盐离子的分布特征和环境效应进行系统研究。主要结论如下:(1)研究区土壤中离子含量空间分布特征结果:Cl-的含量在研究区绿化带中分布大小规律为分道绿化带>桥区绿化带>主绿化带≈对照点。Cl-、Na+、Mg2+、Ca2+的含量分布呈现出较为显著的分布规律,即离子含量的峰、谷值出现的点普遍一致,其中分道绿化带距离道路0.5m处和桥区绿化带距离引桥边垂直投影点1m处离子含量值较高,主绿化带土壤则离子累积影响并不显著。Cl-含量最高值为1735mg/kg,在分道绿化带出现,是对照点数值的14.6倍;Na+、Mg2+、Ca2+和K+含量值分别是对照点数值的1-3、1-7、1-4、1-4倍。(2)离子含量分布特征与绿化带植物长势关联性:分道绿化带靠近主道的采样点各离子含量值普遍较高,分道绿化带靠近主道的金叶榆树高相比正常生长的金叶榆低20cm,枝条冠幅平均值相差18cm,胸径相差2cm,枝下高差距并无明显差异,并且迟滞发芽时间相差为15日左右,叶片量相差明显。绿篱在距离主道1.5m范围内生长状况极差,枝条压塌、干枯、颜色发灰类似烧灼状,萌芽期推迟30天左右。2.5m处的绿篱和金叶榆都表现正常生长状态,而各离子含量在此位置含量值普遍偏低且与对照点数值持平。(3)研究区的污染水平结果表明:单因子污染水平评价中Cl-、Na+、Mg2+、Ca2+以及K+普遍在分道绿化带距离主道0.5m、1.5m处和桥区绿化带表现为有污染,其中Cl-和Mg2+的污染最严重,指数最高。分道绿化带0.5m处深度为0-20cm的土壤中的Na+、Ca2+和Mg2+污染指数均比各自在其他位置的高,亦表现为污染重,2.5m处各离子单因子污染指数相比于其他位置接近1,处于较轻污染程度。内梅罗综合污染水平评价结果中,分道绿化带和桥区绿化带土壤表现为重污染,主绿化带表现为轻度污染但也接近尚清洁水平,研究区整体表现重度污染,以上污染结果只是相对于对照点而言。(4)研究区生态风险评价结果表明:根据离子含量分布的风险划分,分道绿化带、桥区绿化带和主绿化带均表现为轻微危害,整体亦为轻微危害。
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