喀什市土壤重金属空间分布特征

张文河，韦良焕，莫治新

（喀什大学化学与环境科学学院，新疆 喀什 844000）

人类活动对土壤重金属含量的影响日益显著，灌淤土是荒漠地区农耕土壤的一个独立体系。乌鲁木齐市周边一些灌溉区通过城市污水回用进行灌溉和绿化，灌溉区用污水灌溉农作物，土壤受到重金属Cu、Zn、Ni、Cr、Pb的轻度污染。土壤重金属污染的基本规律表现为不同深度的土壤重金属种类和浓度是不同的。已有研究表明，0～20 cm深度的土层中，As、Cd、Ni、Pb和Zn等重金属的污染程度主要受到人为因素的影响。煤矿区土壤中，Cr污染比较严重，随着监测点与矿区的距离增大，其所受到的污染程度逐渐减弱。

喀什市受城市工业、交通和农业发展的影响，多种重金属在土壤中产生了积累，土壤中Cd、Cr、Ni和Pb平均含量均超出原有土壤含量，Cd呈现中度污染，Cr、Ni和Pb呈现轻度污染。本研究在喀什市设置6个采样点（乃则尔巴格镇、浩罕乡、七里桥、远方市场、人民公园、夏马勒巴格镇），测定土壤重金属Cu、Zn、Pb和Cr的含量，分析喀什市土壤重金属污染空间分布特征，为农田土壤合理利用及重金属污染预防提供参考。

1 研究区概况

喀什市位于新疆维吾尔自治区西南部，坐落在喀什噶尔三角洲中上部，地理位置为71.83°E～76.33°E、39.41°N～40.27°N。荒漠和半荒漠的生态环境发育了以棕漠土、棕钙土、绿洲黄土以及绿洲灌淤土等为主的地带性和非地带性土壤。采样点的地形图如图1所示，横坐标为经度，纵坐标为纬度，垂直方向坐标为海拔。图中黑色小三角代表采样点。1号采样点为乃则尔巴格镇，2号采样点为浩浫乡，3号采样点为七里桥，4号采样点为远方市场，5号采样点为人民公园，6号采样点为夏马勒巴格镇。

图1 研究区地形及采样点分布

2 土壤重金属元素分布特点

2.1 铜、锌元素分布特点

研究区土壤重金属铜、锌含量等值线分布如图2所示，两种元素含量的高值区都集中在4号采样点（远方市场）附近，低值区分布在3号采样点（七里桥）和6号采样点（夏马勒巴格镇）附近。土壤中Cu和Zn的交互作用使两种元素等值线分布呈现很不规则的特点。图2显示，这两种元素的含量等值线分布疏密相间，证实其空间分布存在同源性，两者在土壤中的变化规律基本相同。研究表明，这两种元素在土壤中表现出相同的化学性质，分布规律呈现一致性。

图2 土壤重金属铜含量等值线和锌含量等值线的分布

2.2 铅、铬元素分布特点

研究发现，重金属Pb与Cr含量等值线分布比较均匀，变化幅度平缓，表明影响它们含量的因素比较单一。但含量等值线所示规律表明，Pb、Cr重金属含量等值线变化规律不一致，影响它们在土壤中分布的因素不完全相同。

土壤Pb含量以4号采样点（远方市场）为中心逐渐向周边减小。土地利用类型和分区差异分析表明，商业区人流、物流量比较大，人类活动干扰比较强烈；工业区理化反应活动强烈，农业区和林业区农药、化肥用量大。通常，工业区和商业区的铅污染比较严重，而农业区和林业区的铅污染较轻。土壤中的铅元素具有特殊理化性质，尤其是工业发展对铅的自然循环干扰增大，通常认为它主要来源于人为排放，即铅污染主要来自各种工业中铅金属的使用和汽车尾气的排放。

土壤中重金属Cr主要来源于交通运输和农业生产。一是运输行业产生大量废气和粉尘，二是农田施用污泥、煤泥和化肥。研究表明，铬污染在空间分布上表现出很强的随机性。6号采样点（夏马勒巴格镇）土壤Cr含量达到最低值，土壤Cr含量以该采样点为中心向四周递减，分析表明，这些元素来源于当地的成土母质。

2.3 土壤重金属含量检测结果分析

喀什市6个采样点土壤重金属含量检测结果如表1所示。检测发现，土壤重金属Cu、Zn含量变化幅度较大，变异系数也较大，表明二者在空间分布上存在显著差异，图2也证实了这一点。土壤重金属Cr、Pb含量变化幅度较小，变异系数小于15%。检测结果表明，喀什市各采样点土壤重金属含量有一定差异，但没有超过相关国家标准限值。

表1 各采样点土壤重金属含量平均值

3 结论

由于金属性质的相近性及土壤源地的同源性，Cu和Zn在土壤中的含量等值线高值区均是人民公园，其以此为中心向周围递减。两种元素的土壤含量等值线分布疏密规律相似，曲线变化呈现一致性，表明两种元素的来源呈现多样性。Cu和Zn含量等值线变化的主要影响因素是周围车流量和物流量大、经济发展使经济活动强度增大、植被覆盖率低等。从地球化学角度来看，重金属在土壤中的抗结性常使多种重金属共同污染一个地区的土壤。Pb和Cr在土壤中的含量等值线整体差异较大，说明这两种元素没有同源性。但是，它们在土壤中的变化梯度不大，表明其来源呈现单一性。Pb的污染源主要是工业生产和交通运输，铅污染比较严重的是4号采样点（远方市场）；Cr的污染源主要是交通运输和农业生产，铬污染比较严重的是6号采样点（夏马勒巴格镇）。