全 文 ：福建省耕地土壤重金属含量和可浸提性研究*
张金彪1* *
黄维南2
陈玉森1
苏年华1
王
果1
( 1 福建农林大学,福州 350002; 2 福建亚热带植物研究所, 厦门 361006)

摘要
 测定了福建省 6 市、县耕地土壤中的 Cu、Zn、Cd、Ni、Pb、Hg、As 等 7 种重金属元素的全量和可浸
提态含量, 并对测定结果进行了数理统计.结果表明,福建省耕地土壤存在着不同程度的重金属污染, 但依
元素不同而不同, 重金属可浸提态含量占全量的 10. 0% ~ 52. 2% ,也依不同元素而不同.全省土壤中, Cu、
Zn、Cd、Pb、Ni的可浸提态含量与全量之间的相关达极显著水平, Zn、Cd、Pb、As 等 4 元素含量之间存在着
显著正相关, 而 Ni则只与 Zn 元素有极显著正相关, Cu 和 Hg与其它重金属元素的相关则均不显著.
关键词
土壤污染
重金属
可浸提态
耕地土壤
文章编号
1001- 9332( 2003) 02- 0273- 04
中图分类号
X171. 5
文献标识码
A
Content and extractability of heavy metals in cultivated soil in Fujian Province. ZHANG Jinbiao1 , HUANG
Weinan2 , CHEN Yusen1, SU Nianhua1 , WANG Guo1 ( 1Fuj ian Agr iculture and Forestr y Univer sity , Fuz hou
35002, China; 2Fuj ian Institute of Subtr opical Botany , X iamen 361006, China ) .
Chin . J . A ppl . Ecol. ,
2003, 14( 2) : 273~ 276.
The total and extr actable contents of 7 heavy metals in cultivated soil in Fujian Province were determined. Sta

tistical results indicated that the cultiv ated soil in Fujian Province was polluted by heavy metals, but different
heavy metals caused different po llution levels. The ex tractable contents of heavy metals accounted for 10. 0 to
52. 2% of total contents, varying with different heavy metals. There w as a significantly positive correlation be

tween total and ex tractable content of Cu, Zn, Cd, Pb, and N i. Besides, Zn, Cd, Pb and As had a significantly
positive corr elation to each other, while only Zn had a significantly positive corr elation to N i, and Cu and Hg
were no t significantly corr elated to any of other heavy metals.
Key words
Soil pollution, Heavy metal, Ex tractable form, Cultivated soil.
* 福建省教育委员会资助项目( K99010) .
* * 通讯联系人.
2000- 11- 24收稿, 2001- 08- 08接受.
1
引

言
随着工农业生产的发展特别是乡镇企业的发
展,土壤重金属的污染日趋严重.土壤污染又势必造
成粮食、蔬菜、水果等农产品的污染,最终危害到人
们的健康. 重金属污染对植物的危害与土壤中重金
属全量有关,但重金属全量并不是植物吸收重金属
元素程度的一个可靠指标[ 2] . 很多研究发现, 重金
属的生物效应与其在土壤中的形态及有效性关系更
为密切[ 1, 10] . 然而, 人们在研究土壤重金属的临界
含量时往往以土壤中重金属的全量表示, 导致临界
含量值因所涉及的地区不同或土壤理化性质不同而
有很大差别[ 1, 3] .此外,耕地土壤中重金属元素之间
的相互关系是复合污染研究和治理中必须重视的一
个问题, 因此受到许多研究者的重视[ 6, 7, 9] . 我们在
对福建省耕地土壤重金属进行深入调查的基础上,
测定了 41个污染区土壤和 17个对照土壤中的 Cu、
Zn、Pb、Ni、Pb、Hg、As 等 7种重金属元素的全量和
可浸提态含量, 并对重金属全量与可浸提态含量及
重金属元素之间的关系进行了研究,有关结论将有
助于福建省耕地土壤重金属临界含量的研究及其污
染的综合治理和评价.
2
材料与方法
2
1
土壤来源
土壤样品取自福建省福州市、泉州市、漳州市、龙岩市、
三明市、建阳县等 6 个市县郊区 0~ 20cm 的耕地土壤,共 56
个样品, 其中污染区土壤 41 个, 对照土壤 17 个. 土壤 pH
4. 33~ 4. 67, 碱解氮 104. 1~ 148. 5 mg
kg- 1, 速效磷 27. 9
~ 35. 5 mg
kg- 1, 速效钾 60. 4~ 79. 1 mg
kg- 1 , 交换性钙
4. 98~ 5. 78 mo l
kg- 1 , 交换性镁 0. 77~ 0. 98 cmol
kg - 1. 所
采土样多数是菜园土和果园土,根据实地调查, 各地污灌历
史都是从成为污染源的工厂(钢厂、印染厂、电镀厂、化工厂、
糖厂等)、矿山(煤矿、铁矿、铅锌矿等)的建成与投产开始的.
就 6 个城市看, 福州、三明两市的污灌时间始于 1960 年前
后, 龙岩、泉州、建阳的污灌始于 1970 年, 漳州的污灌始于
20 世纪 60 年代.
2
2
测定方法
2
2
1 土壤重金属的测定方法
用氢氟酸
高氯酸前处理样
应 用 生 态 学 报
2003 年 2 月
第 14 卷
第 2 期






























CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Feb. 2003, 14( 2)
273~ 276
品,火焰原子吸收法测定 Cu、Zn、Cd、Ni、Pb, 低含量的 Cd、Pb
用碘化钾
甲基异丁酮萃取后再测定;用硝酸
硫酸
高锰酸钾
前处理样品,冷原子吸收分光光度法测定 Hg[ 4] . As 的测定
按如下方法进行:准确称取 0. 1~ 0. 2 g 土样于 125 ml带塞
的磨口锥形瓶中,准确加入 10 ml浓盐酸, 摇匀后放置 24 h
(放置过程中振摇几次) , 过滤, 准确吸取 0. 5~ 1. 0 ml滤液
于 100 ml容量瓶中,用 2 mol
L- 1盐酸稀释至刻度, 采用氢
化物原子吸收法测定 As 含量.
2
2
2 土壤重金属可浸提态含量的测定方法
用 0. 1 mol

L - 1HCl浸提土壤样品 1. 5 h, 土水比为 1
5,火焰原子吸收
法测定可浸提态 Cu、Zn、Pb、Cd、Ni[ 4] .土壤可浸提态 As采用
0. 1 mol
L - 1HCl浸提,时间为 1. 5 h, 土水比为 1
5, 滤液中
As 的含量用氢化物发生原子吸收法测定[ 8] . 土壤中可浸提
态 Hg 用 TGA ( 0. 03% 硫代乙醇酸 + 1/ 15 mol
L - 1
Na2HPO4 )浸提 1 h,土水比为 1
20, 冷原子吸收法测定[ 7] .
3
结果与分析
3
1
土壤重金属的分布特征


福建省 41个污染区土壤和 17个对照土壤的 7
种土壤重金属元素含量及数理统计结果见表 1. 从
表 1可见, 污染区土壤的 Cu、Zn、Cd、Ni、Pb、Hg 和
As含量的平均值分别是相应对照土壤的 1. 78、
2. 03、2. 87、1. 94、2. 33、2. 23和 1. 16倍, 其中以 Cd
超量最大, Pb、Hg、Zn次之, 表明福建省耕地土壤已
不同程度地受到 Cu、Zn、Cd、Ni、Pb、Hg 和 As等 7
种重金属元素的污染.就不同地区而言,龙岩市的污
染最为严重, 耕地土壤中的 Zn、Cd、Pb 的平均含量
均居全省之首, 原因之一是位于该市的钢厂(新罗区
特钢厂)排出的废水未经适当的处理就排入河中, 附
近或下游地区的农田因用河水灌溉而受到了污染.
此外从表 1还可以看出,污染区土壤中 Cu、Zn、Cd、
Ni、Pb、Hg、As 含量的变异系数均超过 75% , 其中
Cu、Cd、Pb、Hg等 4 元素的变异系数则超过百分之
百,而这 7种重金属测定方法本身的变异系数均在
9%以内,说明各样点之间重金属含量存在很大差
异.这些结果反映出污染区不同样点土壤中所含污
染物的种类和数量不同.
3
2
土壤重金属可浸提态含量的分布特征


福建省耕地土壤重金属可浸提态含量的统计结
果见表 2. Cu、Zn、Cd、Ni、Pb、Hg、As的可浸提态含
量平均值分别是对照的 2. 90、10. 47、3. 64、3. 91、
3. 43、1. 87和 1. 95倍,除 Hg 外, 其它 6种元素的污
染区土壤可浸提态含量平均值与对照土可浸提态含
量平均值的比值均大于全量相应的比值, 表明用可
浸提态含量和用全量来评价重金属污染状况,所得
到的污染程度将是不一样的,用前者评价所得到污
染程度似乎更大. 从表 1、2还可见,污染区土壤重金
属可浸提态含量的变异系数均比污染区土壤重金属
全量的变异系数大, 表明各样点的重金属可浸提态
含量差异比全量大. 与污染区土壤重金属可浸提态
含量的变异系数相比, 对照土壤重金属可浸提态含
量的变异系数则低很多, 表明未污染的土壤重金属
可浸提态含量差异小, 因为未污染区土壤各样点不
存在重金属污染程度不同所引起的差异.
3
3
土壤可浸提态含量与全量之间的关系
3
3
1 可浸提态含量与全量的比例关系
为了研究
表 1
福建省耕地土壤重金属全量
Table 1 Total content of heavy metals in cultivated soil from Fujian Province
土 壤
Soil
项 目
Item
Cu Zn Cd Ni Pb Hg As
污染区土壤 样品数 Sample number 41 41 41 41 41 41 41
Po lluted soil 含量范围 Content range( mg
kg - 1) 2. 92~ 234. 98 35. 2~ 675. 27 0. 079~ 2. 795 3. 62~ 122. 02 39. 66~ 909. 90 0. 037~ 4. 687 1. 25~ 23. 00
平均值 Mean( mg
kg- 1) 35. 54 188. 12 0. 523 18. 94 117. 38 0. 611 6. 90
标准差 S. D(mg
kg- 1) 35. 91 159. 15 0. 587 18. 42 141. 27 0. 77 5. 24
变异系数 C. V. ( % ) 101 85 112 97 120 126 76
对照区 样品数 Sample number 17 17 17 17 17 17 17
N o
pollut ed soil 平均值 Mean( mg
kg- 1) 19. 99 92. 56 0. 182 9. 75 50. 30 0. 274 5. 97
MPS/M CK* 1. 78 2. 03 2. 87 1. 94 2. 33 2. 23 1. 16
* MPS/M CK 代表污染区土壤中重金属含量的平均值与对照土壤中重金属含量的平均值之比 MPS/M CK expresses the rat io of mean content o f heavy metals in soil
from pollut ed area to t hat in soil from no
po lluted area.下同 The same below.
表 2
福建省耕地土壤重金属可浸提态含量
Table 2 Extractable content of heavy metals in cul tivated soi l from Fujian Province
土 壤
Soil
项目
I tem
Cu Zn Cd Ni Pb Hg As
污染区土壤 样品数 Sample number 41 41 41 41 41 41 41
含量范围 Content range( mg
kg- 1) 0. 19~ 104. 4 0. 23~ 369. 8 0. 01~ 1. 647 0. 071~ 75. 02 1. 14~ 491. 8 0. 004~ 0. 866 0. 058~ 7. 80
平均值 Mean( mg
kg - 1) 9. 66 52. 81 0. 273 2. 687 31. 51 0. 073 0. 691
标准差 S. D. ( mg
kg - 1) 16. 73 87. 2 0. 352 11. 60 99. 29 0. 145 0. 949
变异系数 C. V. ( % ) 173. 2 165. 1 128. 9 431. 7 315. 1 199. 2 137. 3
对照区土壤 样品数 Sample number 17 17 17 17 17 17 17
平均值 Mean( mg
kg - 1) 3. 33 5. 04 0. 075 0. 688 9. 18 0. 039 0. 355
N o
pollut ed soil 变异系数 C. V. (% ) 66. 4 55. 5 70. 8 169. 4 43. 8 74. 1 77. 4
MPS/MCK* 2. 90 10. 47 3. 64 3. 91 3. 43 1. 87 1. 95
274 应
用
生
态
学
报

















14卷
表 3
福建省耕地土壤重金属可浸提态含量占全量的百分比
Table 3 Percentage of extractable in total content of heavy metals in cultivated soi l from Fujian Province
土 壤
Soil
项 目
Item Cu Zn Cd N i Pb Hg As
污染区土壤 全量平均值 35. 54 188. 12 0. 523 18. 94 117. 38 0. 611 6. 90
Po lltuted soil M ean of total content(mg
kg- 1)
可浸提态含量平均值 9. 66 52. 81 0. 273 2. 687 31. 51 0. 073 0. 691
M ean of ex tractable content( mg
kg- 1)
可浸提态含量占全量的百分数 27. 2 28. 1 52. 2 14. 2 26. 8 11. 9 10. 0
Percentage of extractable content in total(%)
对照区土壤 全量平均值 19. 99 92. 56 0. 182 9. 75 50. 30 0. 274 5. 97
N o
polltued soil M ean of total( mg
kg- 1)
可浸提态含量平均值 3. 33 5. 04 0. 075 0. 688 9. 18 0. 039 0. 355
Mean of extractable content(mg
kg- 1)
可浸提态含量占全量的百分数 16. 7 5. 4 41. 2 7. 1 18. 3 14. 2 5. 9
Percentage of extractable content in total(%)
福建省耕地土壤给作物提供可浸提态重金属的能
力,表 3列出了各元素可浸提态含量占全量的百分
数.从表 3可以看出,污染区土壤可浸提态含量平均
值占全量平均值的 10. 0% ~ 52. 2%, 因元素不同而
异,其中以 Cd 元素可浸提态含量占全量的百分数
最高, 达到 52. 2% , Zn、Cu、Pb 次之, 分别 28. 1% ,
27. 2%和 26. 8%, 而 Ni、Hg、As相对较低, As 为最
低,仅为 10. 0%, 说明大部分的 As 以难溶态存在.
对照土壤重金属可浸提态含量占全量的百分数相对
较小,说明对照土壤的重金属更多地以难溶态存在,
或者说污染区土壤重金属更多地以可浸提态存在.
这是因为从外界进入土壤的重金属经过一定的时
间,才能不断地转化成较难提取的形态,在达到平衡
前,可浸提态含量相对较多,这也是造成污染区土壤
可浸提态含量与对照土壤重金属可浸提态的比值较
全量的相应比值高的原因. 例如对照土壤 Cu 可浸
提态含量占全量的百分数仅为 16. 70% ,而污染区
土壤可浸提态 Cu含量则占 27. 2%, 结果导致污染
区土壤可浸提态 Cu 含量是对照土可浸提态 Cu 含
量的 2. 90倍,而污染区土壤全量 Cu则只有对照土
全量 Cu的 1. 78倍.
3
3
2 可浸提态含量与全量的相关性
对福建省 6
市、县耕地 41个污染区土壤的重金属可浸提态含量
和全量进行了相关统计分析,结果见表 4.从表 4可
以看出,福建省耕地土壤重金属可浸提态含量与全
量的相关性因元素不同而不同, Cu、Zn、Cd、Pb、N i
的可浸提态含量与全量之间的相关性达极显著水
平,其中 Cu和 Cd两元素相应的相关系数最大, 而
Hg 和As的可浸提态两元素相应含量与全量之间相
关不显著.
3
4
土壤重金属元素含量之间的相关性


由于地球化学条件的相似性及造成耕地土壤污
染的污染源中有些重金属元素经常是共存(如 Zn、
Pb)等原因,导致某些重金属元素之间在含量上存
表 4
福建省耕地土壤重金属可浸提态含量与全量的相关分析
Table 4 Correlation between extractable content and total content of
heavy metals in cultivated soil from Fujian Province
元素
Element
样品数
Sample
number
相关系数
Correlation
coef ficient
相关方程
Correlat ion
equat ion
Cu 41 0. 943* * y = 2. 10x + 16. 23
Zn 41 0. 901* * y = 1. 61x + 106. 9
Cd 41 0. 940* * y = 1. 56x + 0. 089
Ni 41 0. 911* * y = 1. 45x + 14. 88
Pb 41 0. 872* * y = 1. 76x + 62. 09
Hg 41 0. 281 y = 2. 86x + 0. 372
As 41 0. 212 y = 1. 09x + 6. 10
* * P < 0. 01; y: 全量 Total content ; x : 可浸提态含量 Ext ractable
content.下同 Th e same below .
表 5
福建省耕地土壤中各重金属元素之间的相关系数
Table 5 Correlation coefficient of various heavy metals in cul tivated soil
from Fujian Province
元素
Element
C u Zn Cd Ni Pb Hg As
Cu 1
Zn 0. 1187 1
Cd 0. 0700 0. 6194
* *
1
Ni 0. 1702 0. 6220
* *
0. 0857 1
Pb 0. 0674 0. 6346
* *
0. 7736
* *
0. 0072 1
Hg 0. 1868 0. 0692 0. 1527 0. 0136 - 0. 0100 1
As 0. 1640 0. 3462
* *
0. 6151
* * 0. 0912 0. 4377
* * 0. 0948 1
在着相关性. 为了考察这些相关性, 在样品分析的
基础上,进行各元素含量之间两两相关分析,结果见
表 5. 从表 5可以看出, Cu和Hg与其它元素之间的
相关性均不显著, Ni只与 Zn 呈显著正相关, 而 Zn、
Cd、Pb、As之间则呈极显著正相关,表明土壤受到 4
元素同时污染的可能性极大,也就是说福建省耕地
土壤重金属元素污染基本不是单一污染, 而是呈复
合污染的特点,应该采取综合治理措施,并积极开展
复合污染的研究.
4
结

论
4
1
无论从耕地土壤重金属全量还是从可浸提态
含量来分析, 福建省耕地土壤均存在着不同程度的
重金属污染,但污染程度依不同元素而不同,且变异
较大.就区域而言,龙岩市的重金属污染最为严重.
4
2
福建省耕地土壤重金属可浸提态含量的平均
2752 期










张金彪等:福建省耕地土壤重金属含量和可浸提性研究








值占全量平均值的 10. 0%~ 52. 2%. 其中, 可浸提
态含量所占比例 Cd最大, 占 52. 2%, As最小, 只有
10. 0% .对照土壤的重金属可浸提态含量所占比例
相对较少.
4
3
福建省耕地土壤中 Cu、Zn、Cd 、Pb、Ni的可浸
提态含量与全量之间呈极显著正相关. Hg 和 As 的
可浸提态含量与全量之间则相关不显著.
4
4
福建省耕地土壤中 Zn、Cd、Pb、As之间呈极显
著正相关, Ni与 Zn 之间也呈显著正相关, 具有复
合污染的特点, 应采取综合的治理措施. 同时, 要特
别重视污染源的控制,防止其进入耕地土壤, 以期收
到事半功倍的效果.
参考文献
1
Chen,H
M(陈怀满 ) , Chen N
C ( 陈能场) , Chen Y
X( 陈英旭)
eds . 1996. Heavy Metal Pollut ion in Soil
Plant System . Beijing:
S cience Press. 68~ 69( in Chinese)
2
Chen Y
X(陈英旭) , Zhu Z
X(朱祖祥) , He Z
Y(何增耀) . 1995.
Cr availabilit y in soils and it s ef fects on pollut ion ecology. Acta Ecol
Sin (生态学报) , 15( 1) : 84~ 97( in Chinese)
3
Collaborat ive Group on Soil
environmental Capacity(土壤环境容量
协作组) . 1991. Principal ecological indices and crit ical contents of
Cd, Pb, Cu and As in main types of soil in China. Env ir on Sci (环
境科学) , 12( 4) : 29~ 34( in Ch inese)
4
Ru R
K(鲁如坤 ) . 2000. Soil
Analyt ical Methods of Agricultural
Chemist ry. Beijin: China Agricultural Science an d Technology
Press. 211~ 214( in Chinese)
5
Wang H
K(王宏康) , Wang Z(王
征) , Li P(李
萍) . 1983. De

term ination of ef fect ive mercury in soil. E nv iron S ci (环境科学) , 4
( 4) : 61~ 62( in Chinese)
6
Wang Y
B(王友保) , Liu D
Y(刘登义) , Zhang L(张
莉) , et al .
2001. Effect of Cu and As an d their combinat ion pollut ion on
Glycine max . Chin J App l Ecol (应用生态学报 ) , 12 ( 1 ) : 117~
120( in Chinese)
7
Wu Y
Y(吴燕玉) , Wang X(王
新) , Liang R
L(梁仁禄) , et al .
1997. Ecological effect of compound pollut ion of heavy metals in
soil
plant system
. Effect on element uptake by crops, alfalfa and
t ree. Chin J Appl Ecol (应用生态学报) , 8( 5) : 545~ 552( in Ch i

nese)
8
Xie Z
M(谢正苗) , Huang C
Y(黄昌勇) . 1994. Relat ionships be

tw een lead, zinc, arsenic contents and rice t iller in soil
rice system .
J Zhej iang Agri c Univ (浙江大学学报) , 20 ( 1) : 67~ 71( in Ch i

nese)
9
Zhang S
X(张淑香) , Yi Y
L(依艳丽) , Liu X
Y(刘孝义) . 1997.
Accumulation characterist ic of heavy metals and oth er elem ents in
sediments of Erdaofang River. Chin J App l Ecol (应用生态学报) ,
8( 5) : 553~ 556 ( in Chinese)
10
Zhang X
X(张学询) , Wang L
P, (王连平 ) , Song S
H (宋胜焕 ) .
1988. Studies on th e heavy metal pollut ion of soil and plant in Tian

jin Waste
Water Irrigation Area. China Env ir on S ci (中国环境科
学) , 8( 1) : 20~ 26( in Chinese)
作者简介
张金彪, 1964 年出生, 高级实验师, 博士, 主要从事原子吸收分析和重金属污染研究 , 发表论文 20 余篇. E

mail: jbzhang5@ yahoo. com. cn
276 应
用
生
态
学
报

















14卷