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Concentration and speciation of arsenic in greenhouse vegetable soil in Shouguang County of Shandong Province.

山东寿光设施菜地土壤砷含量及形态


通过典型区域采样调查,系统探讨了山东寿光市设施菜地中砷的含量及其形态特征.结果表明: 设施菜地表层(0~20 cm)和亚表层(20~40 cm)土壤中总砷含量分别为8.27、7.93 mg·kg-1,是对照土壤的1.19和1.23倍,易溶性砷(AE-As)含量分别为0.13、0.06 mg·kg-1,是对照土壤的1.63和3.00倍; 土壤中的砷主要以残渣态砷(O-As)存在,其含量占总砷的63.0%以上,其他形态砷含量依次为铁型砷(Fe-As)>钙型砷(Ca-As)>铝型砷(Al-As)>AE-As; 随着种植年限的延长,土壤中AE-As含量显著增加,Al-As含量也有不同程度提高,种植15 a设施菜地表层和亚表层土壤中的AE-As含量分别比对照提高了75.0%和150.0%,Al-As含量分别提高了51.6%和190.4%,而Fe-As和Ca-As含量则均有不同程度的下降.

A sampling survey was conducted in the typical areas in Shouguang County of Shandong Province to study the characteristics of arsenic (As) concentration and speciation in greenhouse vegetable soil. The total As concentration in the surface (0-20 cm) and subsurface (20-40 cm) soil was averagely 8.27 and 7.93 mg·kg-1, being 19% and 23% higher than that of the control (open field soil), and the soluble As (AE-As) concentration was 0.13 and 0.06 mg·kg-1, 63% and 200%  higher than that of the control, respectively. The ratio of residual As (O-As) to total arsenic reached more than 63.0%, and the concentrations of different As speciation decreased in the order of O-As > iron-bound As (Fe-As) > calcium bound As (Ca-As) > aluminum bound As (Al-As) > AE-As. With the increasing planting years, the AE-As concentration enhanced significantly, and the Al-As concentration also increased to some degree. After 15 years planting, the AE-As concentration in surface and subsurface soil increased by 75.0% and 150.0%, and Al-As concentration increased by 51.6% and 190.4%, respectively, while the concentrations of Fe-As and Ca-As all decreased to some degree.


全 文 :山东寿光设施菜地土壤砷含量及形态*
胡留杰1,2 摇 曾希柏1**摇 白玲玉1 摇 李莲芳1
( 1 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业部农业环境与气候变化重点开放实验室, 北京 100081; 2 重庆市农业
科学院茶叶研究所, 重庆永川 402160)
摘摇 要摇 通过典型区域采样调查,系统探讨了山东寿光市设施菜地中砷的含量及其形态特
征.结果表明: 设施菜地表层(0 ~ 20 cm)和亚表层(20 ~ 40 cm)土壤中总砷含量分别为 8郾 27、
7郾 93 mg· kg-1,是对照土壤的 1郾 19 和 1郾 23 倍,易溶性砷 (AE鄄As)含量分别为 0郾 13、
0郾 06 mg·kg-1,是对照土壤的 1郾 63 和 3郾 00 倍; 土壤中的砷主要以残渣态砷(O鄄As)存在,其
含量占总砷的 63郾 0%以上,其他形态砷含量依次为铁型砷(Fe鄄As)>钙型砷(Ca鄄As)>铝型砷
(Al鄄As)>AE鄄As; 随着种植年限的延长,土壤中 AE鄄As 含量显著增加,Al鄄As 含量也有不同程
度提高,种植 15 a设施菜地表层和亚表层土壤中的 AE鄄As 含量分别比对照提高了 75郾 0%和
150郾 0% ,Al鄄As含量分别提高了 51郾 6%和 190郾 4% ,而 Fe鄄As和 Ca鄄As含量则均有不同程度的
下降.
关键词摇 砷摇 设施菜地土壤摇 形态摇 种植年限
文章编号摇 1001-9332(2011)01-0201-05摇 中图分类号摇 X53摇 文献标识码摇 A
Concentration and speciation of arsenic in greenhouse vegetable soil in Shouguang County of
Shandong Province. HU Liu鄄jie1,2, ZENG Xi鄄bai1, BAI Ling鄄yu1, LI Lian鄄fang1 ( 1Ministry of
Agriculture Key Laboratory of Agro鄄Environment & Climate Change, Institute of Agricultural Environ鄄
ment and Sustainable Development, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, Chi鄄
na; 2Tea Research Institute, Chongqing Academy of Agricultural Science, Yongchuan, 402160,
Chongqing, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2011,22(1): 201-205.
Abstract: A sampling survey was conducted in the typical areas in Shouguang County of Shandong
Province to study the characteristics of arsenic (As) concentration and speciation in greenhouse
vegetable soil. The total As concentration in the surface (0-20 cm) and subsurface (20-40 cm)
soil was averagely 8郾 27 and 7郾 93 mg·kg-1, being 19% and 23% higher than that of the control
(open field soil), and the soluble As (AE鄄As) concentration was 0郾 13 and 0郾 06 mg·kg-1, 63%
and 200% higher than that of the control, respectively. The ratio of residual As (O鄄As) to total ar鄄
senic reached more than 63郾 0% , and the concentrations of different As speciation decreased in the
order of O鄄As > iron鄄bound As (Fe鄄As) > calcium bound As (Ca鄄As) > aluminum bound As (Al鄄
As) > AE鄄As. With the increasing planting years, the AE鄄As concentration enhanced significantly,
and the Al鄄As concentration also increased to some degree. After 15 years planting, the AE鄄As con鄄
centration in surface and subsurface soil increased by 75郾 0% and 150郾 0% , and Al鄄As concentra鄄
tion increased by 51郾 6% and 190郾 4% , respectively, while the concentrations of Fe鄄As and Ca鄄As
all decreased to some degree.
Key words: arsenic; greenhouse vegetable soil; speciation; planting years.
*国家科技支撑计划项目(2007BAD89B03,2006BAD05B01)资助.
**通讯作者. E鄄mail: zengxb@ ieda. org. cn
2010鄄05鄄28 收稿,2010鄄10鄄19 接受.
摇 摇 砷(As)在元素周期表中位于第 V族,由于其物
理性质类似金属,容易传热导电且具有光泽,因而被
称为类金属. As 是有毒元素,在食物中的含量及其
对人体的健康风险已经引起了国内外研究者的广泛
关注[1-4],美国环境保护署在 2005 年将饮用水中 As
的最高允许含量从 50 滋g·L-1降至 10 滋g·L-1; 我
国饮用水标准中允许的 As含量为 50 滋g·L-1,规定
粮食中总 As 含量不超过 0郾 7 mg·kg-1 [5] .近年来,
随着居民生活水平逐步提高,蔬菜的消耗量不断增
应 用 生 态 学 报摇 2011 年 1 月摇 第 22 卷摇 第 1 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Jan. 2011,22(1): 201-205
加,特别是设施蔬菜生产突破了季节的限制,与人们
的生活越来越密切,但过量施用 As、Cu 等重金属含
量较高的磷肥、集约化养殖厂粪便等,也可能导致土
壤中相应重金属含量超标并威胁农产品质量安全.
如南宁市蔬菜地土壤中存在一定程度的 As 超标现
象,且在蔬菜中也出现了不同程度的累积[6-8]; 陈同
斌等[9]研究表明,北京市菜地土壤和部分蔬菜如白
菜、茄子、辣椒、西红柿、冬瓜中均存在不同程度的
As超标现象,居民从蔬菜中摄入的 As 每人每天平
均为 0郾 016 mg·kg-1,对其身体健康存在一定的风
险;柳勇等[10]通过对广州市菜地重金属 As 的调查
发现,菜心中重金属的含量与其在土壤中的含量有
一定的相关性,且土壤中 As含量增加不仅导致菜心
中 As的累积量增多,还可在一定程度上促进菜心对
Cr、Hg的吸收.此外,调查表明,广州地区菜地土壤
的 As含量超标较为严重,仅次于镉(Cd) [11-12];且
随着种植年限的增加,设施菜地土壤中 As含量呈递
增趋势[13] .由于不同形态 As 的作物有效性存在差
异,评价土壤中 As的累积风险不能仅以总砷含量作
为唯一指标.因此,本文在对山东寿光典型设施菜地
土壤进行调查的基础上,研究了该地区设施菜地土
壤中 As的含量及形态特征,探讨了含 As化肥、有机
肥等施用对土壤 As累积的影响,以期为设施菜地的
安全生产提供科学依据.
1摇 研究区域和研究方法
1郾 1摇 研究区概况
山东省寿光市位于山东半岛中部,渤海莱州湾
南畔(36毅41忆—37毅19忆 N,118毅32忆—119毅10忆 E),总面
积 2180 km2 .寿光市具备良好的发展农业生产的自
然条件,是山东省的农业大县(市),也是中国著名
的蔬菜之乡[14] .县境内为滨海平原,河流湖泊较多,
成土母质多为河流冲积物,以壤质土为主,其基础肥
力较高.寿光市属温带季风性大陆气候,由于受暖冷
气流的交替影响,形成了“春季干旱少雨,夏季炎热
多雨,冬季干冷少雪冶的特点. 多年平均气温 12郾 4
益,年平均日温 0 益以上的持续时间为 276 d,5 益
以上的持续时间为 241 d,无霜期 195 d,平均降雨量
608郾 2 mm,最小降雨量 299郾 5 mm,最大降雨量
1286郾 7 mm.
1郾 2摇 样品采集
选择山东省寿光市圣城街道内临近的 15 个不
同种植年限设施大棚,并以设施大棚旁的大田土壤
(3 个)作为对照.各采样点均按照“S冶型布点,分层
采集表层(0 ~ 20 cm)和亚表层(20 ~ 40 cm)土壤.
采集的各层土样经均匀混合后,用四分法处理,最后
剩余约 1郾 5 kg样品带回实验室自然风干,去掉植物
根系、落叶、石块等后用玛瑙研钵研磨,过 20 目尼龙
筛后均匀混合,从其中取出 200 g 左右继续用玛瑙
研钵研磨过 100 目尼龙筛,储存备用.
在样品采集的同时,采用调查问卷的方式,针对
各采样点相应的肥料类型、施肥结构、比例和用量、
作物种类和农药施用等情况进行详细调查. 调查发
现,设施菜地所施用的基肥中,化肥以复合肥(N 颐
P2O5 颐 K2O=12 颐 12 颐 17)为主,有机肥以集约化养
殖场的鸡粪、猪粪以及豆粕为主,其最大施用量鸡粪
(以鲜质量计)可达 347郾 23 t·hm-2·a-1,猪粪(以
鲜质量计)达 192郾 33 t·hm-2·a-1,豆粕达 18郾 36 t
·hm-2·a-1;所施用的追肥多以复合肥和腐殖酸类
肥料为主,腐殖酸类肥料的最大施用量一般为 2郾 5 t
·hm-2·a-1,个别农户还施用磷酸氢二铵作底肥.
调查区内设施作物主要有黄瓜(Cucurbita maxima)、
西红柿( Lycopersicon esculentum)、辣椒( Lycium chi鄄
nese)等,且多为一年两茬的种植方式. 在土传病害
的防治方面主要用杀菌剂,农药类型及用量均按照
国家绿色食品生产技术规程进行.
1郾 3摇 样品分析
土壤总砷(T鄄As)的测定采用王水鄄高氯酸消解
法[15],原子荧光仪(AFS 9120,北京吉天仪器公司)
测定砷含量;土壤中各形态砷的分析按照分级测定
方法[16-17] 进行,其具体操作步骤为: 易溶性砷
(AE鄄As)用 1 mol·L-1 NH4Cl浸提;铝型砷(Al鄄As)
用 0郾 5 mol·L-1 NH4F 浸提;铁型砷(Fe鄄As)用 0郾 1
mol·L-1NaOH 浸提;钙型砷(Ca鄄As)用 0郾 25 mol·
L-1 H2SO4 浸提;残渣态砷(O鄄As)含量用土壤总砷
量与各形态砷之和的差值表示.上述浸提液中的 As
含量均用原子荧光仪测定.
1郾 4摇 数据分析
采用 Excel 2003 软件进行数据处理与分析,并
利用 DPS 6郾 55 软件对不同种植年限设施菜地土壤
中不同形态砷及总砷含量进行多重比较.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 设施菜地土壤总砷含量
从表 1 可以看出,设施菜地表层土壤总 As含量
范围为 6郾 35 ~ 10郾 18 mg·kg-1,均值为 8郾 27 mg·
kg-1;亚表层土壤总 As 含量为 5郾 39 ~ 10郾 02 mg·
kg-1 ,均值为7郾 93 mg·kg-1;表层土壤易溶性As含
202 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
表 1摇 设施菜地土壤中砷的含量
Table 1摇 Arsenic concentration in greenhouse vegetable soil
采样点
Sample
site
项目
Item
深度
Depth
(cm)
含量范围
Concentration range
(mg·kg-1)
均 值
Average
(mg·kg-1)
标准差
SD
变异系数
CV
(% )
设施菜地土壤 易溶性 As 0 ~ 20 0郾 11 ~ 0郾 17 0郾 13 0郾 03 19郾 7
Greenhouse AE鄄As 20 ~ 40 0郾 02 ~ 0郾 10 0郾 06 0郾 03 50郾 5
vegetable soil 总 As 0 ~ 20 6郾 35 ~ 10郾 18 8郾 27 0郾 03 0郾 3
T鄄As 20 ~ 40 5郾 39 ~ 10郾 02 7郾 93 1郾 35 17郾 0
对照 CK 易溶性 As 0 ~ 20 0郾 08 ~ 0郾 09 0郾 08 0郾 10 11郾 0
AE鄄As 20 ~ 40 0郾 01 ~ 0郾 02 0郾 02 0郾 02 8郾 5
总 As 0 ~ 20 6郾 35 ~ 7郾 54 6郾 94 0郾 84 12郾 2
T鄄As 20 ~ 40 6郾 05 ~ 6郾 84 6郾 44 0郾 56 8郾 7
AE鄄As: The soluble As; T鄄As: The total As. 下同 The same below.
量范围为 0郾 11 ~ 0郾 17 mg·kg-1,均值为 0郾 13 mg·
kg-1;亚表层土壤易溶性 As 含量在 0郾 08 ~ 0郾 09 mg
·kg-1,均值为 0郾 08 mg·kg-1 .与对照土壤比较,设
施菜地表层和亚表层土壤的总 As 含量分别是对照
土壤的约 1郾 19 和 1郾 23 倍,易溶性 As含量分别是对
照的约 1郾 63 和 3郾 00 倍.与对照土壤相比,设施菜地
土壤中无论是总砷还是易溶性 As,均存在一定程度
的累积.对表 1 中 AE鄄As与 T鄄As含量进行相关分析
表明,两者间并没有显著相关,这与谢正苗等[18]的
研究结果一致.从设施菜地土壤中砷含量的结果看,
与对照相比无论是总砷还是易溶性砷均存在一定程
度的累积,而易溶性砷的累积速度较快,可见在人为
干预条件下土壤中对植物有效性高的易溶性砷应成
为重点关注指标.与《土壤环境质量标准》 [19]二级标
准的 As含量(25 mg·kg-1)比较,寿光设施菜地土
壤砷总量目前尚不存在环境安全风险,但从长远看,
由于土壤砷累积趋势的存在,可对土壤质量和农产
品安全生产等带来一定隐患.
2郾 2摇 设施菜地土壤不同形态砷含量
从表 2 可知,无论是表层还是亚表层土壤,其土
表 2摇 设施菜地土壤各形态砷含量
Table 2 摇 Concentration of different arsenic speciation in
greenhouse vegetable soil
形态组成
Speciation
深度
Depth
(cm)
含量范围
Concentration range
(mg·kg-1)
占总砷比例
Percent to
T鄄As (% )
易溶性 As 0 ~ 20 0郾 11 ~ 0郾 17 1郾 7
AE鄄As 20 ~ 40 0郾 02 ~ 0郾 10 0郾 7
铝型 As 0 ~ 20 0郾 35 ~ 0郾 56 5郾 4
Al鄄As 20 ~ 40 0郾 21 ~ 0郾 82 7郾 1
铁型 As 0 ~ 20 0郾 48 ~ 1郾 96 16郾 1
Fe鄄As 20 ~ 40 0郾 21 ~ 0郾 82 13郾 3
钙型 As 0 ~ 20 0郾 55 ~ 1郾 76 13郾 3
Ca鄄As 20 ~ 40 0郾 73 ~ 1郾 54 15郾 5
残渣态 As 0 ~ 20 4郾 17 ~ 7郾 27 63郾 6
O鄄As 20 ~ 40 2郾 63 ~ 6郾 93 63郾 5
Al鄄As: Aluminum bound As; Fe鄄As: Iron bound As; Ca鄄As: Calcium
bound As; O鄄As: Residual As.下同 The same below.
壤砷形态均以残渣态砷为主,占总砷的比例达
63郾 0%以上,且含量基本相近.表层土壤中 4 种形态
砷含量高低依次为: Fe鄄As>Ca鄄As>Al鄄As>AE鄄As;
其中,Fe鄄As 约占总砷含量的 16郾 1% ,Ca鄄As 约为
13郾 3% ,Al鄄As约为 5郾 4% ,AE鄄As 约为 1郾 7% . 而在
亚表层土壤中,4 种形态砷的含量则以 Ca鄄As 较高,
约占总砷含量的 15郾 5% ,其次是 Fe鄄As 和 Al鄄As,而
AE鄄As的含量最低,仅占总砷含量的 0郾 7% . 将亚表
层土壤中 4 种形态砷的含量百分比与表层土壤相比
较,可以看出,尽管 AE鄄As 的含量比表层土壤有一
定程度的下降,但 Al鄄As 和 Ca鄄As 的含量较表层土
壤均有一定程度的上升,而 Fe鄄As 含量则下降了约
2郾 8% .由此可见,表层土壤是人类生产活动影响最
为频繁的土层,砷伴随各种农用生产资料进入表层
土壤,造成表层土壤 T鄄As 升高的同时,也可导致
AE鄄As 含量提高,而亚表层土壤可能含有较多的
Al、Fe、Ca氧化物或氢氧化物,这些物质可以与砷结
合形成不同形态的砷,从而导致土壤中相应形态砷
含量的变化[20] . 一般说来,土壤中的残渣态砷通常
被认为固定在土壤晶格中,不易被植物吸收利用,对
植物的毒性不大,而 Fe鄄As 和 Ca鄄As 不仅在土壤总
砷中占有相对较大的比例,且可被作物吸收利用,因
此,较高的 Fe鄄As 和 Ca鄄As 含量可能会对设施蔬菜
的无公害生产产生一定的风险.
2郾 3摇 设施菜地土壤中各形态砷含量随种植年限的
变化
从表 3 可知,1、5、10、15 a不同种植年限的设施
菜地表层和亚表层土壤中 AE鄄As和 Al鄄As含量均比
对照土壤明显提高,而 Fe鄄As 和 Ca鄄As 含量虽然在
个别年限较高,但大体上随年限增加呈现不同程度
的降低趋势,T鄄As的含量除极少数年限外(15 a的
3021 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 胡留杰等: 山东寿光设施菜地土壤砷含量及形态摇 摇 摇 摇 摇
表 3摇 不同种植年限设施菜地土壤中各形态砷含量
Table 3 摇 Concentration of different arsenic speciation in
greenhouse vegetable soil of different planting years (mg·
kg-1)
深度
Depth
(cm)
种植年限
Planting years
(a)
项目 Item
AE鄄As Al鄄As Fe鄄As Ca鄄As T鄄As
0 ~ 20 对照 CK 0郾 08c 0郾 31c 1郾 57ab 1郾 44a 6郾 94c
1 0郾 15a 0郾 49a 1郾 70a 1郾 37ab 9郾 63a
5 0郾 14b 0郾 40b 1郾 31b 1郾 06c 10郾 18a
10 0郾 16a 0郾 36bc 1郾 72a 1郾 07c 8郾 38b
15 0郾 14b 0郾 47a 0郾 53c 1郾 34b 7郾 40c
20 ~ 40 对照 CK 0郾 02c 0郾 21d 1郾 02c 1郾 25b 6郾 44c
1 0郾 08a 0郾 74a 1郾 27b 1郾 54a 9郾 11a
5 0郾 05b 0郾 66b 1郾 40a 1郾 52a 7郾 05bc
10 0郾 05ab 0郾 46c 0郾 78d 1郾 03c 7郾 53b
15 0郾 05b 0郾 61b 0郾 67e 0郾 76d 5郾 39d
同列不同字母表示处理间差异显著(P<0. 01) Different letters in the
same column meant significant difference among treatments at 0郾 01 level.
亚表层),各种植年限下均比对照明显增加. 其中,
各种植年限下的 AE鄄As 含量均显著高于对照土壤
(P<0郾 01),在种植年限为 15 a 时,表层和亚表层土
壤中的 AE鄄As 含量分别比对照提高了 75郾 0% 和
150郾 0% , Al鄄As 含量则分别提高了 51郾 6% 和
190郾 4% ,Fe鄄As的含量比对照分别降低了 70郾 0%和
34郾 3% ,而 Ca鄄As含量下降了 6郾 9%和 39郾 2% .从 T鄄
As含量看,种植年限为 1、5、10 a 的表层土壤 T鄄As
含量均显著高于对照土壤(P<0郾 01),提高幅度分别
为 38郾 8% 、46郾 7%和 20郾 8% ,而年限为 1、5、10 a 的
亚表层土壤中 T鄄As 分别比对照土壤提高了
41郾 5% 、6郾 7%和 15郾 5% . 因而,在设施菜地长期集
约化的经营模式下,不仅可以造成砷总量的累积,还
可导致土壤中 AE鄄As、Al鄄As 含量的增加,虽然各年
限下土壤 T鄄As均未超过《国家环境质量标准》 [19]的
二级标准,但土壤砷有效性的增加可带来一定程度
的环境安全风险.
3摇 讨摇 摇 论
含砷肥料的施用是设施菜地土壤中砷累积的一
个重要原因.徐理超等[21]研究表明,土壤中施用畜
禽粪便对 As的增加有一定的作用; 曾希柏等[22]对
山东寿光农业利用方式对土壤中砷累积的影响进行
了研究,结果表明,随着设施菜地种植年限的增加,
土壤中砷的含量有逐渐增加的趋势,且与施用猪粪、
鸡粪等有机肥有关,适当地增加豆饼肥的施用,减少
畜禽粪便的输入,有利于减缓土壤砷的累积速度.饲
料厂和集约化养殖场为提高动物的生长速度、抗病
能力及肉的质量,普遍采用含砷等重金属元素的畜
禽饲料添加剂,导致畜禽粪便中常常含有相对较多
量的砷.本研究中,对研究区域的调查表明,寿光设
施菜地大量施用以猪粪、鸡粪为主的有机肥,可能是
设施菜地土壤砷累积的一个重要来源. 研究区域设
施菜地土壤中重金属砷含量虽然尚处在一个安全的
水平,但是如此长期的外界投入可能会破坏这一水
平,给设施农业的持续安全生产带来影响,因此在今
后设施蔬菜的生产中必须加以重视.
砷进入土壤之后,一方面可以和铁、铝、钙、镁等
离子形成复杂的难溶性含砷化合物,另一方面还可
以和无定形铁、铝的氢氧化物产生共沉淀[20] . 砷被
土壤吸附主要是以阴离子形式与土壤中带正电荷的
质点相互作用,其中铁、铝氢氧化物等对砷的吸附起
重要作用,土壤含无定形铁、铝氧化物越多,吸附能
力越强,增强专一性吸附或共沉淀[23-24] . 有研究表
明[25],不同形态砷的溶解度大小顺序通常为:Ca3
(AsO4) 2>Mg3(AsO4) 2 >AlAsO4 >FeAsO4,可见,铁固
定砷酸盐的作用最大,铝的作用要比铁小,而钙、镁
与砷酸盐的结合能力不如铁、铝显著. 通常认为 O鄄
As主要来源于成土母质,被固定在土壤晶格中,不
易被植物吸收利用,对植物的毒性不大,且这部分砷
很难被释放进入土壤溶液; 而 Al鄄As、Fe鄄As、Ca鄄As
则是植物生长可利用的形态,不同之处在于与砷的
结合能力,主要来源可能是外源含砷物质的输入或
土壤中含砷矿物的矿化等. 本研究中,设施菜地表
层、亚表层土壤 O鄄As 含量占总砷含量的比例最大,
约为 63郾 0%以上,Al鄄As、Fe鄄As、Ca鄄As 含量次之,而
AE鄄As含量占总砷量的比例最小,仅为 0郾 7% ~
1郾 7% ,可见,调查区域设施菜地土壤中砷的毒害风
险还非常有限,但如果长期地集约化投入含砷丰富
的有机肥料等,则可能通过改变土壤中 AE鄄As、Al鄄
As、Fe鄄As、Ca鄄As含量所占的比重,从而加大土壤中
砷累积的环境风险,危害作物的品质安全和人类健
康.此外,土壤 pH 和 Eh 等的变化也可导致土壤各
形态砷的相互转化,从而增加砷的环境风险. 因此,
在进行土壤砷的环境风险评价时,考虑总砷含量的
同时还应将土壤中各形态砷尤其是有效砷含量作为
一项重要指标.
4摇 结摇 摇 论
设施菜地表层和亚表层土壤中总砷和易溶性砷
含量明显高于对照土壤,且在表层土壤中的含量都
要高于亚表层,重金属砷可在设施菜地表层土壤中
累积.
402 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
设施菜地表层和亚表层土壤中各形态砷含量以
O鄄As的含量最高,其他 4 种形态砷含量大小顺序为
Fe鄄As>Ca鄄As>Al鄄As>AE鄄As.
与对照土壤相比,设施菜地表层与亚表层土壤
中的 AE鄄As、Al鄄As含量均有较显著增加;此外,随着
种植年限的增加,表层和亚表层土壤中 AE鄄As 含量
呈现出显著增加趋势.
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作者简介摇 胡留杰,女,1981 年生,硕士.主要从事农业环境
演变与调控研究,发表论文 5 篇. E鄄mail: shuimu0702@ 163.
com
责任编辑摇 肖摇 红
5021 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 胡留杰等: 山东寿光设施菜地土壤砷含量及形态摇 摇 摇 摇 摇