烏魯木齊市土壤重金屬空間分布及行道樹對重金屬的富集特征

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1、新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文1．1研究目的和意義第一章文獻(xiàn)綜述城市土壤是城市生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的有機(jī)組成部分，對城市的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。近幾十年來，城市化進(jìn)程在全球范圍內(nèi)極為迅速，隨著工業(yè)文明的到來和普及，工業(yè)化的影響遍及大多數(shù)國家。1900年至今，全球城市人口從1．5億增加到現(xiàn)在的22億，城市化程度的提高，使目前全球約有45％的人口生活在城市，在發(fā)達(dá)國家則高達(dá)70％以上(w6rldResourcesInstitute，1996)。中國城市化己進(jìn)入加速發(fā)展期，城市化率已由1993年的28％提高到2006年的

2、43．9％。到2020年，中國的城市化將達(dá)到60％。全球范圍內(nèi)只有不到2％的地表為城市所覆蓋，但80％的工業(yè)和生活污染物來源于城市，城市化過程中大規(guī)模的工業(yè)活動、燃煤煙塵、城市交通和生活廢棄物造成大量的重金屬元素在城市土壤中積累u1。土壤重金屬污染是指由于人類活動將重金屬帶入到土壤中，致使土壤中重金屬含量明顯高于背景含量、并可能造成現(xiàn)存的或潛在的土壤質(zhì)量退化、生態(tài)與環(huán)境惡化的現(xiàn)象(陳懷滿，2005)。國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于土壤重金屬污染的大量研究表明，Pb，Hg，Cd，Zn，Cr、苯、酚等在城市土壤中累積明顯，其

3、含量一般都高于附近的農(nóng)業(yè)土壤。由于城市土壤生態(tài)系統(tǒng)的特性，物質(zhì)循環(huán)與轉(zhuǎn)化過程單調(diào)、緩慢，土壤環(huán)境容量小，對污染物的代謝和降解功效較低，這些累積在土壤表面的污染物顯然會對土壤性質(zhì)和植被等產(chǎn)生嚴(yán)重危害，土壤中污染物濃度將對長期居住和活動于城區(qū)的較固定的人群(特別是兒童)產(chǎn)生較大危害。人們對土壤重金屬的研究不僅僅局限于土壤重金屬總量的研究，20世紀(jì)70年代環(huán)境科學(xué)家就己認(rèn)識到重金屬的生物有效性不僅與其總量有關(guān)，更主要由其存在的形態(tài)和各形態(tài)的比例關(guān)系決定12-4J。重金屬的形態(tài)和分配比例不同，其活化遷移能力和生物

4、有效性不同，對環(huán)境的效應(yīng)也不同晦刊。研究表明，土壤重金屬的總量分析只能表征土壤的污染程度，而重金屬在土壤中的形態(tài)含量及其比例才是決定其對環(huán)境及周圍生態(tài)系統(tǒng)造成影響的關(guān)鍵因素u‘81。目前，國內(nèi)外對城市土壤重金屬污染、重金屬形態(tài)、主導(dǎo)污染因子及其相應(yīng)的生態(tài)風(fēng)險評價等研究成為全球環(huán)境問題研究的熱點(diǎn)內(nèi)容。對于被重金屬污染的土壤，在選擇可用于生物修復(fù)的植物上，對農(nóng)作物的研究較多，而對綠化植物的研究較少，事實(shí)上，綠化植物在恢復(fù)和凈化重金屬污染區(qū)域方面較農(nóng)作物存在許多優(yōu)點(diǎn)，如：適應(yīng)性強(qiáng)、不影響產(chǎn)品品質(zhì)或影響小等。同時

5、，城市綠化帶對于一定濃度范圍內(nèi)的大氣污染物，不僅有一定的抵抗能力，而且也有相當(dāng)程度的吸收凈化能力，對城市空氣凈化、城市環(huán)境質(zhì)量改善起到重要的作用。研究表明，植物除了具有抵抗和凈化大氣污染的能力以外，對污染土壤的修復(fù)能力也是巨大的。不同植物種類，因其生態(tài)功能上的差異，其環(huán)保功能有顯著不同。烏魯木齊市作為世界干旱區(qū)最大的城市之一。隨著經(jīng)濟(jì)和城市的快速發(fā)展，環(huán)境污染十分嚴(yán)重，1998年被世界衛(wèi)生組織(WHO)列為世界十大污染城市之一(排在第四位)，然而對烏魯木齊市土壤重1烏魯木齊市十壤季會屬窄問分布及行道樹對重

6、余屬的富集特征金屬分布及其形態(tài)和綠色植物對重金屬富集的研究兒乎是一片空白。近年來，隨著人口(包括流動人口)的增加、工業(yè)區(qū)的擴(kuò)大、商業(yè)和旅游業(yè)的發(fā)展，工業(yè)。三廢”、汽車尾氣、生活垃圾、生活污水的排放都呈快速增長的態(tài)勢，這給烏魯木齊市區(qū)土壤理化性質(zhì)帶來了很大的影響，致使土壤中重金屬元素如鉛、鎘、銅、鋅等積累速度加快。人類活動是影響土壤重金屬含量的一個重要因素。因此，搞清楚城市土壤重金屬的空間分布格局及污染強(qiáng)度，對揭示污染物來源、城市規(guī)劃修編和污染物防治等具有重要的科學(xué)意義。本研究通過烏市六種典型功能區(qū)(工業(yè)區(qū)

7、、交通密集區(qū)、商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、綠化風(fēng)景區(qū)、文教區(qū))土壤重金屬狀況的調(diào)查，測定了不同土壤重金屬Cu(銅)、Pb(鉛)、Cr(鉻)、Zn(鋅)、Ni(鎳)、Cd(鎘)、As(砷)的全量和化學(xué)形態(tài)含量，分析了這幾種重金屬在不同功能區(qū)土壤中的分布規(guī)律和遷移特征，初步明確了烏市土壤重金屬污染狀況及其污染特征：行道樹是城市植被的重要組成部分，不同的綠化樹種對重金屬污染物的凈化和富集能力不同。通過研究城市十三種主要綠化樹種對重金屬的吸收能力，對于篩選高富集樹種、低吸收樹種，指導(dǎo)城市土壤重金屬污染的生態(tài)修復(fù)，構(gòu)建科學(xué)合理

8、的人工綠化生態(tài)工程體系有重要的理論意義和應(yīng)用價值。1．2國內(nèi)外研究概況l-2．1城市土壤重金屬污染的研究進(jìn)展1．2．1．1城市土壤重金屬污染狀況土壤重金屬污染是指人類在活動中所產(chǎn)生的重金屬(污染物)，以“三廢”的形式直接向土壤或通過大氣、水體和生物向土壤中排放和轉(zhuǎn)化，當(dāng)其數(shù)量超過了土壤的容納能力和凈化能力時，引起土壤的性質(zhì)、組成及性狀等發(fā)生變化，使重金屬的積累過程逐漸占優(yōu)勢，破壞了土壤的自然動態(tài)平衡，從而導(dǎo)致土壤自然功能失調(diào)、