全 文 ：西安城市路边土壤重金属来源与潜在风险*
陈景辉摇 卢新卫**摇 翟摇 萌
(陕西师范大学旅游与环境学院, 西安 710062)
摘摇 要摇 应用 X鄄Ray荧光光谱仪对西安城市路边土壤重金属含量进行测定,运用相关分析、
主成分分析和聚类分析探讨了路边土壤的重金属来源,并利用潜在生态风险指数法评价了其
生态风险.结果表明:西安城市路边土壤中 Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb 和 Zn 的平均含量均高于陕
西土壤背景值.路边土壤中 As、Mn和 Ni主要来自于自然源和交通源,Cu、Pb 和 Zn 主要来自
交通源,Co和 Cr主要来源于工业源.潜在生态风险评价结果显示,西安城市路边土壤中重金
属元素属于中等污染程度,具有中等潜在生态风险.
关键词摇 路边土壤摇 重金属污染摇 潜在生态风险指数摇 多元统计分析摇 西安市
文章编号摇 1001-9332(2011)07-1810-07摇 中图分类号摇 X53摇 文献标识码摇 A
Sources and potential risk of heavy metals in roadside soils of Xi爷 an City. CHEN Jing鄄hui,
LU Xin鄄wei, ZHAI Meng ( College of Tourism and Environment, Shaanxi Normal University,
Xi爷an 710062, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2011,22(7): 1810-1816.
Abstract: Based on the X鄄Ray fluorescence spectroscopic measurement of heavy metals concentra鄄
tion in roadside soil samples from Xi爷an City, and by the methods of principal component analysis,
cluster analysis, and correlation analysis, this paper approached the possible sources of heavy met鄄
als in the roadside soils of the City. In the meantime, potential ecological risk index was used to
assess the ecological risk of the heavy metals. In the roadside soils, the mean concentrations of Co,
Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, and Zn were higher than those of the Shaanxi soil background values. The
As, Mn and Ni in roadside soils mainly came from natural source and transportation source, the
Cu, Pb, and Zn mainly came from transportation source, and the Co and Cr mainly came from in鄄
dustry source. These heavy metals in the roadside soils belonged to medium pollution, and had
medium potential ecological risk.
Key words: roadside soil; heavy metals pollution; potential ecological risk index; multivariate sta鄄
tistical analysis; Xi爷an City.
*教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET鄄05鄄0861)和中央高
校基本科研业务费专项(GK200901008)资助.
**通讯作者. E鄄mail: luxinwei@ snnu. edu. cn
2010鄄11鄄12 收稿,2011鄄04鄄06 接受.
摇 摇 城市土壤是城市环境的重要组成部分,是“扰
动的人为新成土冶 [1] . 近年来,由于人口急剧增长,
工业迅猛发展,来自工业“三废冶、城市生活垃圾以
及汽车尾气排放等所产生的重金属污染物进入土
壤,导致土壤环境的重金属污染日趋严重.城市土壤
重金属污染问题引起了国内外学者的广泛关注,国
外学者对不同国家的土壤重金属污染状况进行了研
究[2-5],我国学者也分别对香港[5-6]、南京[7]、杭
州[8]和徐州[9]等城市土壤进行了相关研究. 然而,
西安城市土壤尤其是路边土壤重金属污染研究资料
甚少.
西安(33毅42忆—34毅44忆 N,107毅40忆—109毅49忆 E)
位于关中平原中部, 市辖 9 区 4 县, 总面积
9983 km2,其中市区面积 3582 km2,2009 年底常住
人口 837郾 5 万.西安市是我国中西部地区重要的科
研、高等教育、国防科技工业和高新技术产业基地,
工业门类齐全,区域特征明显,城墙内属于金融行政
商业中心,东郊为纺织工业城,西郊为机械制造工业
区,南郊为高新区和文教区,北郊为经济技术开发
区.黄河水系的渭、泾、沣、涝、潏、滈、浐、灞在西安城
四周穿流,有“八水绕长安冶之称.
本文以西安城市路边土壤为对象,在理化性质
分析、重金属含量测试的基础上,应用多元统计分析
及潜在生态风险指数方法解析了路边土壤中重金属
的可能来源,评价了其潜在生态风险,以期了解城市
应 用 生 态 学 报摇 2011 年 7 月摇 第 22 卷摇 第 7 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 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Jul. 2011,22(7): 1810-1816
活动对路边土壤重金属的影响,为改善城市的环境
规划和保护提供科学依据.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 样品采集
根据西安市“两轴,三环,八辐射冶的城市道路
网主骨架特征[10],在实地考察和合理布点的基础
上,选择东西和南北 4 条交通主干道,在其绿化带中
共布设 34 个采样点,用不锈钢铲采集表层 0 ~
15 cm土壤,每个点采集 3 ~ 5 处混合样品约 1 kg,共
采集 101 个表层土壤样品.将采集好的样品装入聚
乙烯塑料袋中带回实验室,使其在通风、避光、室温
的条件下自然风干,然后破碎. 所有样品先粗磨过
10 目(2 mm)的尼龙筛,剔除大的可见杂物,然后将
样品分为两份,一份过 20 目筛子(0郾 9 mm)后装袋
并做好标记,用于测量基本理化指标;另一份取约
10 g,用振动磨研磨 10 s,使其粒径小于 0郾 07 mm,用
于重金属全量的测定.
1郾 2摇 测定方法
土壤样品 pH值用 pH计(PHSJ鄄4A,上海精密科
学仪器有限公司)直接测定,水土比为 1 颐 2郾 5[11];土
壤中总有机质含量采用灼烧法测定,用烧失量
(LOI)表征[12] .
称取 4 g研磨样品,放入磨具内,拨平,四周用
硼酸填满,使用半自动压样机(YYJ鄄60 型,长春光机
研究所)于 30 t压力下压制成以硼酸包边的圆片状
分析样品,用 X鄄Ray荧光光谱仪(PW2403,荷兰帕纳
科仪器公司)测定样品中的重金属. 试验过程中采
用 GSS鄄1 和 GSD鄄12 标准物质进行质量控制,相对标
准偏差(RSD)在 10%以内.
1郾 3摇 评价模型
潜在风险指数法是瑞典学者 Hakanson[13] 1980
年建立的一套评价重金属污染以及生态风险性的方
法.土壤中重金属潜在生态危害指数(ERI)的计算公
式为:
ERI =移Er i( i = 1,…,n)
=移Tr iC f i( i = 1,…,n)
式中: Er i、Tr i、C f i 分别为元素 i 的潜在生态危害系
数、毒性响应系数和污染系数. As、Co、Cr、Cu、Mn、
Ni、Pb和 Zn的 Tr i 分别为 10、5、2、5、1、5、5 和 1[14] .
元素 i 的潜在生态危害系数为 Er i = Tr i 伊C f i;元
素 i的污染系数 C f i 为 C f i = Cn i / C0 i . 式中:Cn i 为重
金属 i的实测浓度值,C0 i 为重金属元素 i 的评价参
比值,本文选取陕西土壤背景值[15-18] .
重金属的污染程度 Cd 为:
Cd =C f 1+C f 2+C f 3+…+C f n( i=1,…,n)
摇 摇 Hakanson[13]提出的潜在生态风险指数法是基
于 8 种污染物,即 PCB、Hg、Cd、As、Pb、Cu、Cr 和 Zn,
其中: PCB为多氯联苯,属持久性有机污染物.本文
针对 As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb 和 Zn 8 种重金属进
行分析,结合目前国内对重金属潜在生态风险评价
的类似研究[16-17],对分级标准进行调整,调整后的
具体数值及分级如表 1 所示.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 西安城市路边土壤重金属含量水平
由表 2 可见,西安城市路边土壤 pH 值平均为
8郾 61,为强碱性土壤. 烧失量( LOI)的变化范围为
0郾 6% ~5郾 7% ,平均值为 2郾 5% ,小于古土壤烧失量
(3郾 5% ~6郾 5% ) [18],说明西安城市路边土壤有机质
含量较低,且各采样点间差异较小.
西安城市路边土壤中 As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb
和 Zn 的平均含量分别为 10郾 9、17郾 7、106郾 1、43郾 1、
641郾 0、33郾 7、52郾 8、131郾 9 mg·kg-1,与陕西土壤背景
值相比,Co、Cr、Cu 和 Pb 的超标率达到了 100% ,而
Mn、Ni和 Zn的超标率都超过了 90% . Cu、Pb、Zn 的
平均含量分别是陕西土壤背景值的2郾 04、2郾 47和
表 1摇 潜在风险评价指标和污染程度
Table 1摇 Index and pollution degree of potential ecological risk assessment
单因子污染物污染程度
Single factor pollutant
pollution degree Cf i
数值
Value
等级
Level
总体污染程度
Overall pollution degree
Cd
数值
Value
等级
Level
单因子污染物生态危害程度
Single factor pollutant ecological
hazard degree Er i
数值
Value
等级
Level
总的潜在生态风险程度
Total potential ecological
risk degree ERI
数值
Value
等级
Level
<1 低 Low <8 低 Low <10 轻微 Light <40 轻微 Light
1 ~ 3 中等 Medium 8 ~ 16 中等 Medium 10 ~ 20 中等 Medium 40 ~ 80 中等 Medium
3 ~ 6 较重 Heavy 16 ~ 32 较重 Heavy 20 ~ 40 强 Strong 80 ~ 160 强 Strong
逸6 严重 Serious 逸32 严重 Serious 40 ~ 80 很强 Very strong 逸160 很强 Very strong
逸80 极强 Strongest
11817 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 陈景辉等: 西安城市路边土壤重金属来源与潜在风险摇 摇 摇 摇 摇
表 2摇 西安城市路边土壤重金属含量与理化指标
Table 2摇 Heavy metal concentration (mg·kg-1) and physical鄄chemical indicators of roadside soil in Xi爷an
元素
Element
最小值
Min
最大值
Max
平均值
Mean
标准差
Standard
deviation
变异系数
Coefficient
of variation
陕西土壤背景值[18]
Background
value of
Shaanxi soil
超标率
Exceeding the
standard rate
(% )
As 4郾 0 13郾 8 10郾 9 1郾 69 0郾 16 11郾 1 46郾 5
Co 14郾 0 29郾 2 17郾 7 2郾 96 0郾 17 10郾 6 100
Cr 75郾 1 367郾 6 106郾 1 41郾 22 0郾 39 62郾 5 100
Cu 27郾 4 82郾 3 43郾 1 11郾 90 0郾 28 21郾 4 100
Mn 512郾 7 719郾 8 641郾 0 38郾 06 0郾 06 557郾 0 96郾 1
Ni 22郾 7 39郾 2 33郾 7 3郾 20 0郾 10 28郾 8 93郾 1
Pb 23郾 9 155郾 6 52郾 8 23郾 60 0郾 45 21郾 4 100
Zn 67郾 7 340郾 6 131郾 9 56郾 16 0郾 43 69郾 4 98郾 0
pH 7郾 83 9郾 66 8郾 61 0郾 31 0郾 04 - -
烧失量 LOI (% ) 0郾 6 5郾 7 2郾 5 1郾 3 0郾 5 - -
1郾 90 倍,这表明西安城市路边土壤中的 Cu、Pb 和
Zn已经存在一定程度的积累. Co 和 Cr 的平均含量
分别是陕西土壤背景值的 1郾 67 和 1郾 70 倍. Mn和 Ni
的平均含量分别是陕西土壤背景值的 1郾 15 和 1郾 17
倍,As的平均含量低于陕西土壤背景值. 此外,As、
Co和 Ni的标准偏差和变异系数都较小,说明这 3
种元素的含量在各采样点的分布较均匀.
2郾 2摇 西安城市路边土壤重金属元素的多元统计分
析
2郾 2郾 1 相关性分析 摇 利用 SPSS 统计分析软件对西
安城市路边土壤重金属与理化指标进行相关分析.
从表 3 可以看出,pH 与 LOI、Co 和 Cu 的相关性较
好;LOI与 Cu、Pb和 Zn呈极显著相关(P<0郾 01),相
关系数分别为 0郾 591、0郾 549、0郾 617,LOI与 Cu、Pb和
Zn的高度相关性说明了有机质作为金属离子结合
物的重要性[12] .
As、Mn和 Ni之间表现出显著的正相关性,说明
西安城市路边土壤中这 3 种元素具有共同的地球化
学特性.土壤中该 3 种元素累积量相对较小,污染程
度较低.
Cu、Pb和 Zn之间的正相关性极显著,相关系数
分别 为 0郾 777 ( Cu鄄Pb )、 0郾 811 ( Pb鄄Zn )、 0郾 735
(Cu鄄Zn),说明这 3 种元素在土壤中的地球化学特
性相似,在相同或相似的外界条件下其变化趋势基
本一致. Cu、Pb 和 Zn 都属于亲硫金属,沉积环境较
相似,具有沉积同源性这一特点,都能与土壤或沉积
物中的 S相结合,形成溶解度极小的硫化物沉淀,或
共同被铁锰氧化物和氢氧化物所吸附. 它们之间的
高度一致性很好地反映了这几种重金属有着共同的
污染来源.
Cr与 Co 的相关性较好(相关系数为 0郾 524),
与其他重金属元素的相关性较差. Co 与其他元素相
关性不明显或出现负相关趋势.
2郾 2郾 2 主成分分析摇 运用正交旋转方法对土壤重金
属元素进行主成分分析,3 个主成分可以解释总
变量的83郾 4% (表4) . 第一个主成分的贡献率为
表 3摇 西安城市路边土壤重金属与理化指标的相关分析
Table 3摇 Correlation analysis of heavy metals and physical鄄chemical indicators in roadside soil of Xi爷an
pH LOI As Co Cr Cu Mn Ni Pb Zn
pH 0 0郾 915 0郾 002 0郾 008 0 0郾 648 0郾 652 0郾 005 0郾 007
LOI -0郾 411** 0郾 001 0郾 015 0郾 028 0 0 0 0 0
As -0郾 011 -0郾 322** 0郾 040 0郾 006 0郾 002 0 0 0 0
Co -0郾 302** 0郾 242* -0郾 205* 0 0 0郾 026 0郾 997 0 0
Cr -0郾 262** 0郾 219* -0郾 269** 0郾 524** 0 0 0郾 622 0 0
Cu -0郾 429** 0郾 591** -0郾 300** 0郾 389** 0郾 343** 0郾 001 0郾 004 0 0
Mn -0郾 046 -0郾 410** 0郾 721** -0郾 222* -0郾 340** -0郾 321** 0 0 0
Ni -0郾 045 -0郾 483** 0郾 678** 0 -0郾 050 -0郾 285** 0郾 821** 0 0
Pb -0郾 275** 0郾 549** -0郾 537** 0郾 452** 0郾 395** 0郾 777** -0郾 490** -0郾 405** 0
Zn -0郾 268** 0郾 617** -0郾 359** 0郾 506** 0郾 434** 0郾 735** -0郾 499** -0郾 362** 0郾 811**
左下角为相关系数,右上角为显著性水平 The left lower part was correlation coefficient, and the right upper part was significant level. * P<0郾 05;
** P<0郾 01.
2181 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 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 4摇 主成分分析旋转后的因子负荷矩阵
Table 4摇 Rotated component matrix of principal component
analysis
元素
Element
主成分 Component
1 2 3
共同度
Communality
As 0郾 84 -0郾 18 -0郾 18 0郾 78
Co 0郾 01 0郾 34 0郾 79 0郾 74
Cr -0郾 15 0郾 15 0郾 87 0郾 81
Cu -0郾 12 0郾 91 0郾 15 0郾 86
Mn 0郾 90 -0郾 20 -0郾 21 0郾 89
Ni 0郾 91 -0郾 21 0郾 14 0郾 89
Pb -0郾 34 0郾 84 0郾 25 0郾 88
Zn -0郾 26 0郾 82 0郾 32 0郾 84
方差贡献率 Percentage
of variance
32郾 0 30郾 8 20郾 7
累计方差贡献率 Percentage
of cumulative variance
32郾 0 62郾 8 83郾 4
32郾 0% ,As、Mn和 Ni在第一主成分上有较高的正载
荷,分别为 0郾 84、0郾 90 和 0郾 91. 第二个主成分的贡
献率为 30郾 8% ,Cu、Pb 和 Zn 在该主成分上的载荷
分别为 0郾 91、0郾 84 和 0郾 82.第三个主成分的贡献率
为 20郾 7% ,Co 和 Cr 的载荷分别为 0郾 79 和 0郾 87
(图 1).
2郾 2郾 3 聚类分析摇 对西安城市路边土壤重金属元素
进行聚类分析,聚类树状图可以形象地反映元素间
的远近程度,可以更好地了解不同重金属的亲疏关
系及其迁移转化规律和环境行为.从图 2 可以看出,
As、Mn 和 Ni 为第一类,Cu、Pb 和 Zn 为第二类,Co
和 Cr为第三类.聚类分析结果进一步支持了主成分
分析的结论.
2郾 3摇 重金属来源分析
Gailey和 Loyd[19]、管东生等[20]的研究结果表
明,重金属含量的相关性显著与否,与其来源是否相
图 1摇 主成分分析旋转后的因子负荷散点图
Fig. 1摇 Component plot in rotated space of principal component
analysis.
图 2摇 聚类分析的树形图
Fig. 2摇 Dendrogram of hierarchical cluster analysis.
同有关.显著性越高,说明重金属来源可能相同,否
则来源可能不止一个.
由主成分分析结果(表 4)可知,第一主成分中
As、Mn和 Ni有较高的正载荷,与陕西土壤背景值相
比,As的平均含量低于陕西土壤背景值,Mn 和 Ni
的最小值均低于陕西土壤背景值,而 Mn 是成土母
质的重要物质[21],因此,第一主成分可能反映了地
球化学成分的影响,即主要来自于土壤的自然成土
因素. Mn最大值出现在二环内雁塔北路鲁家村附近
(719郾 8 mg·kg-1),是陕西土壤背景值的 1郾 29 倍,
Ni最大值出现在北三环外大明宫建材城附近
(39郾 2 mg·kg-1),是陕西土壤背景值的 1郾 36 倍.雁
塔北路鲁家村附近作为西安市 IT 产品的综合性大
卖场,正南方为雁塔路立交和雁塔北广场,机动车以
及人流量较大,交通拥堵严重;而大明宫建材城作为
西安市以建材、装饰材料和家居产品的流通为主的
综合市场,大中型运输车辆不断来往,所以 Mn 和 Ni
还与交通污染有一定关系,有研究表明,Mn和 Ni主
要来自汽车制动器衬片和其他零部件等[22] .在相关
分析中,As、Mn和 Ni 之间表现出显著的正相关性,
说明它们受自然因素和交通污染的双重影响,即路
边土壤中 As、Mn 和 Ni 主要来自于自然源和交通
源.
Cu、Pb、Zn在第二主成分上具有较高的正载荷,
陕西土壤背景值中 Cu、 Pb 和 Zn 的含量分别为
21郾 4、21郾 4、69郾 4 mg·kg-1,而中国土壤环境背景
值[15]中这 3 种元素的含量分别为 22郾 6、26郾 0 和
74郾 2 mg·kg-1,陕西省这 3 种重金属的背景值与中
国的背景值相当,而西安城市路边土壤中这 3 种重
金属的含量却远高出中国土壤背景值,由此推断,这
3 种重金属受环境影响较大.
31817 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 陈景辉等: 西安城市路边土壤重金属来源与潜在风险摇 摇 摇 摇 摇
Cu最大值为 82郾 3 mg·kg-1,出现在东二环外
韩森路附近,互助路立交横跨韩森路与互助路,北面
为长乐公园,正西方为东门,机动车以及人流量较
大,可能是造成路边土壤中 Cu 浓度升高的原因. Cu
常被用于汽车润滑剂中的添加剂[23],且汽车金属部
件和引擎的磨损也可导致大量含 Cu 粉尘的产
生[24] .
Pb最大值为 155郾 6 mg·kg-1,出现在城墙内和
平路上,是陕西土壤背景值的 7郾 27 倍,最小值
(23郾 9 mg·kg-1)出现在南二环外长安中路小寨附
近,是陕西土壤背景值的 1郾 12 倍.城墙内以及小寨
作为西安市的商业交通中心,人口密度大,交通频
繁,机动车尾气排放、零部件的损耗等都是造成 Pb
超标的原因. 根据西安市车管所资料,2004 年机动
车保有量为 52郾 1 万辆[25],而 2010 年西安市机动车
保有量已达到 116 万辆[26] . 近年来,伴随着西安市
民生活水平的不断提升,汽车开始进入寻常百姓家,
西安汽车发展进入了“井喷期冶. 2009 年,西安市汽
车销量为 24郾 21 万辆,同比增长 34郾 0% ,其中小轿
车 18郾 11 万辆,同比增长 32郾 7% ,目前西安私家车
已占到全市汽车保有量的 80% [26] . 研究表明,汽车
尾气中 Pb含量可高达 20 ~ 50 滋g·L-1 [20],交通车
辆是影响城市土壤 Pb水平的主要因素[6,27] .
Zn 最大值出现在西三环外西凹里附近
(340郾 6 mg·kg-1),是陕西土壤背景值的 4郾 91 倍.
西凹里是西余铁路、西宝公路和红光路立交的交汇
处,车辆种类多,流量大,机动车制动器衬片和其他
零部件的磨损等可能是造成 Zn污染的原因.汽车轮
胎中通常含有二乙基锌盐或二甲基锌盐等抗氧化
剂,润滑油中通常含有二硫代磷酸锌盐等抗氧化剂
和分散剂,因此汽车轮胎磨损及润滑油燃烧是路边
土壤 Zn污染的重要来源[28-30] .
此外,含铅锌的装饰材料、管材和电池等也是市
中心 Pb、Zn污染的主要途径[31] .从相关性分析结果
可知,Cu、Pb和 Zn 呈现显著的正相关性,Cu、Pb 和
Zn都是亲硫元素,同类元素在表生地球化学上具有
一定共性,因而具有显著相关性[32] . 结合图 2 聚类
分析结果及高含量样品的分布可推断,路边土壤中
Cu、Pb和 Zn主要来自于交通源.
第三主成分上 Co 和 Cr 具有较高的正载荷,这
2 种元素的最大值都出现在二环外红光路附近,这
里是西安市西郊工业区,分布有化工厂、造纸厂、锅
炉厂、钢铁厂等生产企业,Co 多用于有色金属冶炼、
金属催化剂等,Cr主要用于金属表面处理和印染行
业等[11],因此企业生产排污与 Co 和 Cr 超标有很大
关系.由此推断,西安路边土壤中 Co和 Cr主要来自
于工业源.
2郾 4摇 潜在生态风险评价结果
由表 5 可以看出,西安城市路边土壤中重金属
元素多项污染系数和潜在生态风险指数平均值分别
为 13郾 06 和 52郾 98,属于中等污染程度和中等潜在
生态风险.不同重金属元素单项污染系数从大到小
的顺序为:Pb>Cu>Zn>Cr>Co>Ni>Mn>As,单项潜在
生态风险系数从大到小的顺序为:Pb>Cu>As >Co>
Ni>Cr >Zn>Mn.评价结果显示,As 的单项污染程度
最小但潜在生态风险程度较大,Zn 的单项污染程度
较大但潜在生态风险程度较小,这是因为尽管土壤
样品 Zn浓度较高,但 Zn的毒性响应系数相对较小,
表 5摇 西安城市路边土壤重金属污染系数和潜在生态风险系数
Table 5摇 Pollution and potential ecological risk coefficients of heavy metals in roadside soil of Xi爷an
元素
Element
单项污染系数
Single pollution
coefficient Cf i
最小值
Min
最大值
Max
平均值
Mean
多项污染系数
Multiple pollution
coefficient Cd
最小值
Min
最大值
Max
平均值
Mean
单项潜在生态风险系数
Single potential ecological
risk coefficient Er i
最小值
Min
最大值
Max
平均值
Mean
潜在生态风险指数
Potential ecological
risk index ERI
最小值
Min
最大值
Max
平均值
Mean
As 0郾 36 1郾 24 0郾 98 7郾 97 28郾 55 13郾 06 3郾 60 12郾 43 9郾 78 30郾 42 106郾 56 52郾 98
Co 1郾 32 2郾 75 1郾 67 6郾 60 13郾 77 8郾 35
Cr 1郾 20 5郾 88 1郾 70 2郾 40 11郾 76 3郾 39
Cu 1郾 28 3郾 85 2郾 02 6郾 40 19郾 23 10郾 08
Mn 0郾 92 1郾 29 1郾 15 0郾 92 1郾 29 1郾 15
Ni 0郾 79 1郾 36 1郾 17 3郾 94 6郾 81 5郾 86
Pb 1郾 12 7郾 27 2郾 47 5郾 58 36郾 36 12郾 47
Zn 0郾 98 4郾 91 1郾 90 0郾 98 4郾 91 1郾 90
4181 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 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
因此其潜在生态风险较低;而土壤样品中 As含量虽
较低,但因其毒性响应系数相对最高,因此其单项潜
在生态风险系数较高.
3摇 结摇 摇 论
西安城市路边土壤中,Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb 和
Zn的平均含量均高于陕西土壤背景值,其中 Cu、Pb
和 Zn严重超标,Co和 Cr 次之,As、Mn 和 Ni轻度超
标,累积量小.
根据多元统计分析结果,路边土壤中 As、Mn 和
Ni主要来自于自然源和交通源,Cu、Pb 和 Zn 主要
来自交通源,Co和 Cr主要来自于工业源.
潜在生态风险评价结果显示,西安城市路边土
壤中重金属元素属于中等污染程度和中等潜在生态
风险.
参考文献
[1]摇 Zhang G鄄L (张甘霖). The deepening of urban soil re鄄
search and development: A brief review of the first inter鄄
national conference on soil of urban, industry, transpor鄄
tation and mining. Soils (土壤), 2001, 3(2): 111-
112 (in Chinese)
[2]摇 Markus JA, Mcbratney AB. An urban soil study: Heavy
metals in Glebe, Australia. Australian Journal of Soil
Research, 1996, 34: 453-465
[3]摇 Pouyat RV, McDonnell MJ. Heavy metal accumulations
in forest soils along an urban鄄rural gradient in southeast鄄
ern New York, USA. Water, Air, and Soil Pollution,
1991, 57: 797-807
[4]摇 Paterson E, Sanka M, Clark L. Urban soils as pollutant
sinks: A case study from Aberdeen, Scotland. Applied
Geochemistry, 1996, 11: 129-131
[5]摇 Chen TB, Wong JWC, Zhou HY, et al. Assessment of
trace metal distribution and contamination in surface
soils of Hong Kong. Environmental Pollution, 1997,
96: 61-68
[6] 摇 Chen T鄄B (陈同斌), Huang M鄄H (黄铭洪), Huang
H鄄Z (黄焕忠), et al. A study on heavy metal pollution
in soils in Hong Kong. Acta Geographica Sinica (地理
学报), 1997, 52(3): 228-236 (in Chinese)
[7]摇 Fang S鄄B (房世波), Pan J鄄J (潘剑君), Yang W鄄N
(杨武年), et al. Investigation and assessment on pol鄄
lution of soil heavy metals in Nanjing. Urban Environ鄄
ment & Urban Ecology (城市环境与城市生态),
2003, 16(4): 4-6 (in Chinese)
[8]摇 Wang M鄄Q (王美青), Zhang M鄄K (章明奎). Con鄄
centrations and chemical associations of heavy metals in
urban and suburban soils of the Hangzhou City, Zhejiang
Province. Acta Scientiae Circumstantiae (环境科学学
报), 2002, 22(5): 603-608 (in Chinese)
[9]摇 Wang X鄄S (王学松). Correlation between magnetic
susceptibility and Pb, Cu and Zn concentrations in
Xuzhou urban roadside topsoil. Journal of Huaihai Insti鄄
tute of Technology (Natural Science) (淮海工学院学
报·自然科学版), 2007, 16(3): 58 -61 ( in Chi鄄
nese)
[10]摇 Fu L鄄L (付玲玲), Liang Y鄄H (梁养辉), Wang Y
(王 摇 燕). Analysis of current traffic situations and
problems in Xi爷an City. Technology of Highway and
Transport (公路交通技术), 2007(6):117 -120 ( in
Chinese)
[11]摇 Xi D鄄L (奚旦立), Sun Y鄄S (孙裕生), Liu X鄄Y (刘
秀英). Environmental Monitoring. Beijing: Higher Ed鄄
ucation Press, 2004 (in Chinese)
[12]摇 Borg H, Jonsson P. Large鄄scale metal distribution in
Baltic Sea sediments. Marine Pollution Bulletin, 1996,
32: 8-21
[13]摇 Hakanson L. An ecological risk index for aquatic pollu鄄
tion control: A sedimentological approach. Water Re鄄
search, 1980, 14: 975-1001
[14]摇 Xu Z鄄Q (徐争启), Ni S鄄J (倪师军), Tuo X鄄G (庹先
国), et al. Calculation of heavy metals toxicity coeffi鄄
cient in the evaluation of potential ecological risk index.
Environmental Science & Technology (环境科学与技
术), 2008, 31(2): 112-115 (in Chinese)
[15]摇 China National Environmental Monitoring Centre (中国
环境监测总站). The Background Values of Chinese
Soils. Beijing: China Environmental Science Press,
1990 (in Chinese)
[16]摇 Lei K (雷摇 凯), Lu X鄄W (卢新卫), Wang L鄄J (王
利军), et al. Distribution and evaluation on potential
ecological risk of heavy metals in Wei River surface sed鄄
iment of Xi爷an. Geological Science and Technology In鄄
formation (地质科技情报), 2008, 27(3): 83-87 (in
Chinese)
[17]摇 Chen X鄄H (陈祥华). Heavy metal pollution in Min鄄
jiang River Estuary and the potential ecological risk as鄄
sessment. Environmental Science and Management (环
境科学与管理), 2010, 35(9):179-182 (in Chinese)
[18]摇 Shi J鄄S (石建省), Shi Y鄄C (石迎春), Ye H (叶 摇
浩), et al. Indication significance of “high鄄temperature
loss on ignition 冶 in loess accumulation sequence to
palaeoclimate evolution. Geography and Territorial Re鄄
search (地理学与国土研究), 2002, 18(4): 104-106
(in Chinese)
[19]摇 Gailey FA, Loyd OLL. Grass and surface soils as moni鄄
tors of atmospheric metal pollution in central Scotland.
51817 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 陈景辉等: 西安城市路边土壤重金属来源与潜在风险摇 摇 摇 摇 摇
Water, Air, and Soil Pollution, 1985, 24: 1-18
[20]摇 Guan D鄄S (管东生), Chen Y鄄J (陈玉娟), Ruan G鄄B
(阮国标). Study on heavy metal concentrations and the
impact of human activity on them in urban and suburb
soils of Guangzhou. Acta Scientiarum Naturalium Uni鄄
versitatis Sunyatseni (Natural Science) (中山大学学报
·自然科学版), 2001, 40(4): 93-96 (in Chinese)
[21] 摇 Lu A鄄X (陆安祥), Wang J鄄H (王纪华), Pan Y鄄C
(潘瑜春), et al. Multivariate geostatistical and GIS鄄
based approach to study the spatial distribution of soil
heavy metals in field scale. Environmental Science (环
境科学), 2007, 28 (7): 1579-1583 (in Chinese)
[22] 摇 Preciado HF, Li LY. Evaluation of metal loadings and
bioavailability in air, water and soil along two highways
of British Columbia, Canada. Water, Air, and Soil Pol鄄
lution, 2006, 172: 81-108
[23]摇 Moller A, Muller HW, Abdullah A, et al. Urban soil
pollution in Damascus, Syria: Concentrations and pat鄄
terns of heavy metals in the soils of the Damascus
Ghouta. Geoderma, 2005, 124: 63-71
[24]摇 Jaradat QM, Momani KA. Contamination of roadside
soil, plants, and air with heavy metals in Jordan: A
comparative study. Turkish Journal of Chemistry, 1999,
23: 209-220
[25]摇 Fan P (樊 摇 鹏). The Study of Xi爷 an Fast Public
Transportation System Development. Master Thesis.
Xi爷an: Xi爷an University of Architecture and Technolo鄄
gy, 2006 (in Chinese)
[26]摇 Mao H鄄F (毛海峰). The Xi爷 an Vehicle Inventory
Achieves 1,160,000[EB / OL]. (2010鄄12鄄07) [2011鄄
03鄄26 ]. http: / / news. cnwest. com / content / 2010鄄12 /
07 / content_3856452. htm (in Chinese)
[27]摇 Wang Y (王摇 耘), Bian H鄄F (边红枫), Liu J鄄L (刘
静玲). Changchun soil lead pollution and countermeas鄄
ure. Chinese Environment Management (中国环境管
理), 2000(3): 31-32 (in Chinese)
[28] 摇 Liu T鄄L (刘廷良), Takejiro T, Hiroyuki S. Study on
soil pollution with heavy metals in some Japanese cities.
Research of Environmental Sciences (环境科学研究),
1996, 9(2): 47-51 (in Chinese)
[29]摇 Alloway BJ, Jackson AP, Morgan H. The accumulation
of cadmium by vegetables grown on soils contaminated
from a variety of sources. Science of the Total Environ鄄
ment, 1990, 91: 223-236
[30]摇 De Miguel E, Lamas JF, Chacon E, et al. Origin and
patterns of distribution of trace elements in street dust:
Unleaded petrol and urban lead. Atmospheric Environ鄄
ment, 1997, 31: 2733-2740
[31]摇 Wu X鄄M (吴新民), Li L鄄Q (李恋卿), Pan G鄄X (潘
根兴), et al. Soil pollution of Cu, Zn, Pb and Cd in
different city zones of Nanjing. Environmental Science
(环境科学), 2003, 24(3): 105-111 (in Chinese)
[32]摇 Lu Y (卢摇 瑛), Gong Z鄄T (龚子同), Zhang G鄄L (张
甘霖), et al. Heavy metal concentration in Nanjing
urban soils and their affecting factors. Chinese Journal of
Applied Ecology (应用生态学报), 2004, 15 (1):
123-126 (in Chinese)
作者简介摇 陈景辉,男,1985 年生,硕士研究生.主要从事环
境污染与修复研究. E鄄mail: ycjf鄄7026@ 163. com
责任编辑摇 肖摇 红
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