全 文 ： 倡 陕西省环境保护局研究项目资助
收稿日期 ：２００５唱１１唱０９ 改回日期 ：２００６唱０２唱２４
电厂烟气对土壤环境和农作物影响的研究 倡
董 榕 傅嘉媛
（福州大学环境与资源学院 福州 ３５０００２）
摘 要 对污染区和对照区分别进行土壤和农作物取样 ，研究长期受电厂烟气影响的土壤环境和农作物相关元素
含量的变化及其对农作物品质的影响 ，发现土壤总 S 、总 F 、可溶性硫 、可溶性氟含量及 pH 变化与电厂烟气引起大
气 SO２ 污染密切相关 ，土壤中已出现 S 和 F 的积累 。 对研究区主要农作物小麦的叶 S 和籽粒 S 含量及籽粒品质
（千粒重 、蛋白质含量和淀粉含量）的监测表明 ，小麦叶 、籽粒 S 含量与大气污染正相关 ，叶片中已发生 S 累积 ，籽粒
中尚未形成 S累积 ；籽粒 S含量与籽粒蛋白质含量极显著正相关 ，说明大气中 SO２ 浓度适当升高可提高小麦品质 。
关键词 电厂烟气 SO２ 污染 土壤环境 农作物 硫 氟
Effect of power plant smoke on soil and crop ．DONG Rong ，FU Jia唱Yuan（College of Resources and Environment ，Fuzhou
University ，Fuzhou ３５０００２ ，China） ，CJEA ，２００７ ，１５（５） ：１５１ ～ １５５
Abstract The relative element con ten ts of soil and crops affected by power plant smoke over long time and its influence
on crop quality were studied through sampling of soil and corps in both polluted and non唱pollu ted areas ．Results show sig唱
nificant relationship between soil pH ，total S and F conten ts and available S and F contents with SO２ pollution from pow唱
er plan t smoke ．S and F accumulation is observed in polluted soils ．S content in wheat leaves and grains and the thousand唱
grain weight ，protein content and wheat starch conten t were also monito red ．S content in wheat leaves and grains are pos唱
itively related to SO２ pollu tion in the air ．S accumulation is not observed in grains ，but does exist in leaves ．S conten t has
a positive correlation with protein conten t ，meaning that a slight SO２ increase in the air improves wheat quality ．
Key words Power plan t smoke ，SO２ pollutions ，Soil environment ，Crop ，Sulfur ，Fluorine
（Received Nov ．９ ，２００５ ；revised Feb ．２４ ，２００６）
农作物生长期的大气环境质量对其生长发育有明显影响 。 大气环境中的某种污染物浓度超过一定限
度后 ，会在植物体内积累 ，影响其生长发育和产品品质 ，并可通过食物链影响人类的健康 。 大气污染物对农
作物产生影响主要有 ２ 个途径 ：一是被农作物叶面直接吸收 ；二是通过沉降和降水进入土壤 ，再被植物吸收 。
故研究污染物在土壤中的积累程度及其对农作物的影响具有重要意义 。 位于秦岭山区南部的某电厂 ，由于
燃用高硫煤和地形 、气象条件等不利因素影响 ，烟气排放多次引发农作物受害事件 ，调查结果确定污染事件
发生是电厂烟气 SO２ 的急性伤害所致 。 目前国内有关大气污染对农作物影响方面的研究较少 ，系统研究尚
未见报道 。 SO２［１］和烟尘［２］对农作物影响的模拟试验研究成果已在本刊发表 ，本文重点研究了污染区大气
SO２ 对土壤环境和农作物小麦的影响 。
1 研究区概况及空气污染现状
研究区位于秦岭南坡略阳县城以北约 ２km 处 ，海拔 ６５２m 。 研究区内的电厂始建于 １９７４ 年 ，发电量 １０
万 kW ，１９９１ 年扩建工程投产 ，发电量达 ２０ 万 kW 。 耗煤量为 ７４ 万 t／a ，使用的 ２ 种煤 S 含量分别为 ３畅３５ ％
和 ２畅４６ ％ 。 电厂烟尘和 SO２ 的排放量分别为 ４畅２０t／h 和 ６畅５３t／h ，占当地排放量的 ７１畅８ ％ 和 ６９畅０ ％ 。 烟气
通过 ２１０m高的烟囱排放 ，是该地区的主要大气污染源 。 研究区的土壤类型为黄棕壤 ，主要属于 土属 、夹
石黄泡土属和夹石灰黄泡土属 。
大气污染物扩散条件分析 。 研究区属于北亚热带北缘山地温暖带 ，湿润季风气候 ，全年降水量为 ９７０ ～
１０７９mm ，６ ～ ９ 月降水量最为集中 ，一年中晴天少阴雨天多 。 年平均气温 １１畅６ ～ １４畅５ ℃ ，平均相对湿度
６８畅６ ％ 。平均风速 １畅６６mm／s ，最大风速 ９m／s ，静风频率高达 ４４畅４ ％ ，全年主导风向为东风 ，次主导风向为
第 １５卷第 ５ 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１５ No ．５
２ ０ ０ ７ 年 ９ 月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture Sept ．， ２００７
西风 。 静风频率高 、小雨连绵的气象条件 ，对大气污染物扩散不利 ，且易形成对农作物伤害更大的酸雾 。 研
究区内的电厂坐落在略阳县城以北 ２km处八渡河西岸的山间谷地上 ，四周为中低山脉 ，属秦岭南坡汉中盆
地北缘 。 县境内群山林立 ，地形复杂 ，海拔 ５８７ ～ ２４２５m ，相对高差 １８３８m 。 研究区所处的县城一带山高坡
陡 ，河谷两侧基岩裸露 ，谷坡 ３０° ～ ５０° ，河谷狭窄 ，受山谷气流影响地面风向多变 。 尽管为减小对附近环境影
响 ，电厂扩建后已将烟囱加高至 ２１０m ，但处于谷地中的电厂烟囱受周围群山影响 ，烟气扩散条件仍然较差 。
环境空气污染现状 。 研究区为环境空气质量的二类区 ，执行 GB３０９５ — １９９６枟环境空气质量标准枠的二
级标准 。 根据监测资料 ，扩建前研究区环境空气总悬浮颗粒物（ TSP）和 F 的 １ 次浓度 、日均值均未超标 。
SO２ １ 次浓度超标率为 ５畅４ ％ ，最大超标倍数为 １ 倍 ；日均浓度超标率为 １８畅５ ％ ，最大超标倍数为 ０畅７ 倍 。
NO X １ 次浓度超标率为 ２畅３ ％ ，最大超标倍数为 １畅３９ 倍 ；日均浓度不超标 。 降尘的超标率为 ５０ ％ ，最大超标
倍数为 ０畅３９ 倍 。 根据扩建工程环境影响评价报告 ，电厂西侧主导风向下风向的官地山一带 SO２ 污染最为
严重 ，最大 １ 次浓度可达 １畅２６ ～ １畅６７mg／m３ ，超标 １畅５ ～ ２畅３ 倍 ，出现频率为 ４／１００００ ～ ４／１０００ ；日均浓度
０畅２０ ～ ０畅６１mg／m３ ，超标 ０畅３ ～ ３畅１ 倍 ，出现频率为 ３／１０００ ～ ８／１０００ 。 略阳城区一带酸雨污染也越来越严
重 ，pH 值呈 ５畅８８ 、５畅４０ 、５畅１０ 、４畅７１ 的逐年下降趋势 。
2 研究区土壤环境现状与评价
2畅1 研究区土壤污染现状监测
土壤中污染物的含量除了与环境空气的污染程度有关外 ，母质 、成土过程 、农业利用等因素不可忽视 ，
因此在布设土壤监测点以及进行对比与评价时 ，还考虑了采样点的土壤类型和利用状况等因素 。 以电厂为
中心 ，参照作物生长季节主导风向（夏季偏西风）和次主导风向（秋季东风） ，在 ５０km２ 范围内布设监测点４３ 个 ，
表 1 监测项目与分析方法
Tab畅１ Detected items and analysis methods
监测项目
I tem
分析方法
Analysing me thod
检出限
Det ect ed limit
pH 电极法 ０畅０１
全 S BaSO ４ 比色法 （高氯酸消解） ０畅００ ％
全 F 选择电极法 （NaOH 熔融 ） １mg／kg
水溶性硫 BaSO ４ 比色法 （水 ∶土 ＝ ５∶１） ０畅１mg／kg
水溶性氟 选择电极法 （水∶土 ＝ ５∶１） ０畅０１mg／ kg
其中污染区（SO２ 日均浓度超过环境空气
质量二级标准）３６ 个 ，对照区 ７ 个 。 土壤
和植物同点同步采样 。 在观测记录土壤
环境要素的同时 ，根据当地土壤特性和
植物根系分布特点 ，采集耕层（０ ～ ２０cm）
土壤样品 。 土壤监测项目为 pH 值 、全
S 、全 F 、水溶性硫和水溶性氟 ５ 项 ，分析
方法［３］列于表 １ 。
2畅2 研究区土壤污染现状评价
研究区土壤污染监测结果 。 根据土壤类别 、大气污染程度分类的各监测点监测结果见表 ２ 。 pH 值 ：研
究区耕层土壤 pH 除极个别监测点在 ６ 左右外 ，其他监测点均在 ７ ～ ８ 之间 ，属黄棕壤 pH 值范围最低值的
６畅５１ 、６畅１１及５畅７６均出现在空气环境重污染区 ，反映了大气 SO２ 污染对土壤环境的影响 。 全 S 和全 F ：研究
区土壤全 S 和全 F 含量变异较大 ，这与成岩母质以及地形 、地貌 、成土过程和农业利用方式有密切关系 ，而
受环境污染的影响相对较小 。 我国土壤全 S 含量在 ０畅２ ～ １０畅０g／kg 之间 ，平均含量为 １畅７g／kg［４］ 。 研究区
土壤全 S量在 １畅０ ～ ４畅２９g／kg之间 ， 土 、夹石黄泡土与夹石灰黄泡土的平均含量分别为 ２畅２４g／kg 、２畅２７g／kg
和 ２畅３９g／kg ，比我国的平均含量高一些 。 ３ 种土壤全 S 含量比较接近 ，夹石灰黄泡土含量相对较高 。 我国土
壤全 F 含量在 １００ ～ １４００mg／kg 之间 ，平均含量为 ４２０mg／kg 。 研究区土壤全 F 量除极个别监测点小于
２００mg／kg 外 ，其余均在 ２２３ ～ ６０９mg／kg之间 ， 土 、夹石黄泡土与夹石灰黄泡土的平均含量分别为 ３７９mg／kg 、
３７０mg／kg和 ４３７mg／kg ，夹石灰黄泡土相对较高 。水溶性硫和水溶性氟 ：除悬浮颗粒物以外 ，大气污染物通常
是在降雨作用下进入土壤环境 ，因此土壤中水溶性硫和水溶性氟含量与大气污染的关系比较密切 。 水溶性
硫含量最高的 ３ 个监测点（点 １２ ～ １４） ，含量高达 １１３ ～ １２８mg／kg ，也正是研究区内西部大气污染最严重的
官地山一带（处于主导风向的下风向） 。 把土壤中水溶性硫和水溶性氟进行 Cosin 数学模糊聚类分析 ，并计
算出各类的均值和方差（表 ３） ，可用于评价电厂烟气污染物 S 和 F 在周围土壤中的积累 。 从表 ３ 可以看出 ，
夹石灰黄泡土中水溶性硫和水溶性氟的均值最低 ，分别为 ５６畅５mg／kg 和 ０畅８２mg／kg ，分布在受电厂影响小
的对照区 。 夹石黄泡土中的水溶性硫较高为 ８０畅２mg／kg ，水溶性氟均值最高为 ３畅０mg／kg ；而 土中水溶性
硫含量最高（９２畅０mg／kg） ，水溶性氟含量也较高（２畅３２mg／kg） ，这两类土壤主要分布在受电厂烟气影响较大
的西部与东部地区 。
１５２ 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷
研究区土壤污
染现状评价 。 以对
照区土壤水溶性硫
和水溶性氟含量的
X ＋ ２ S（均值 ＋ ２ 倍
方差）为评价的主要
依据 ，经计算其值分
别 为 ６１畅４１ mg／kg
和 １畅０２mg／kg 。 从
表 ２ 可以看出 ，污染
区的 土和夹石黄
泡土壤中水溶性硫
除了 １ 个样品 （２９
号 ） 为 ５４畅６mg／kg
外 ， 其 余 均 大 于
６１畅４mg／kg ，而水溶
性氟含量全部大于
１畅０２mg／kg ，表明土
壤中的 S 和 F 已出
现积累现象 。
土壤环境质量
与大气污染的关系 。
上述监测数据和分
析结果表明 ，土壤
pH及 S 和 F含量在
研究区内分布的高
低值差异悬殊 ，并呈
现规律性变化 ，大气
污染的程度与土壤
中有害物质的含量
密切相关 。 处于主
导风向下风向大气
污染最重的电厂西
部官地山一带 ，土壤
pH 最低 ，可溶性硫
和可溶性氟含量最
高 ；处于次主导风向
下风向的东部地区
大气污染相对较轻 ，
土壤 pH 略高 ，可溶
性硫和可溶性氟的
含量也相对较低 ；对
照区受大气污染影
响小 ，其土壤 pH 最
高 、可溶性硫和可溶
性氟的含量最低 。
表 2 监测点的土壤类别 、大气污染程度与监测结果表 倡
Tab畅２ Agrotype of investigated site ，atmosphere pollu tion degree and investigation results
土壤类别
Soil type
污染程度
Pollut ion
degree
样 号
Sample code
pH
全 S／g·kg － １
T otal S
全 F／mg·kg － １
T otal F
水溶性
硫 ／mg·kg － １
Water唱soluble S
水溶性
氟 ／mg·kg － １
Water唱soluble F
夹石黄泡土 重污染 ０１ ７畅７１ ３畅６２ １８６ ６６畅５ ３畅６
２３ ７畅４８ １畅６１ ３０２ ７８畅７ ３畅１
０５ ７畅７２ ３畅７３ ３１８ ７４畅５ ３畅９
中污染 ０３ ７畅８０ ２畅３０ ４６８ ７２畅０ ４畅４
０４ ７畅４２ ２畅５３ ５００ ７５畅３ ３畅５
０６ ７畅８８ １畅００ ４３５ ８９畅３ １畅６
０７ ７畅６３ １畅７９ ６０９ ８９畅９ １畅６
０９ ７畅３８ ２畅０４ ４１６ ８６畅１ １畅９
２５ ７畅３０ ２畅２６ ５０９ ７７畅８ ２畅９
２６ ７畅７６ ２畅９７ ３２８ ９１畅２ ３畅８
２８ ７畅８８ １畅５０ ２２７ ７１畅４ ３畅０
３０ ７畅５５ ２畅０２ ４２４ ８８畅２ ３畅７
３４ ７畅７８ ２畅０８ ２０９ ８１畅３ １畅６
平均值 ７畅６４ ２畅２７ ３７９ ８０畅２ ３畅０
土 重污染 ０２ ７畅７２ ３畅０８ １８６ ７１畅８ ２畅２
１０ ７畅１９ １畅９９ ２７７ ９７畅４ １畅７
１１ ７畅６９ ２畅６６ ２２０ ９７畅３ ２畅２
１２ ７畅０８ １畅９３ ２５４ １１３畅０ ２畅５
１３ ６畅５１ ２畅５０ ２２３ １２８畅０ ２畅１
１４ ７畅３４ ２畅４４ ２２６ １１３畅０ ２畅３
１５ ５畅７６ ２畅４９ ４２２ １０４畅０ ２畅７
１６ ６畅１１ ２畅３７ ４５１ １０４畅０ ２畅６
２１ ７畅８８ ２畅６５ ４０５ ６４畅５ ２畅４
２２ ７畅４８ ２畅１８ ３２２ ７６畅３ ２畅３
２４ ７畅１４ ２畅５４ ５２５ １０８畅０ ２畅２
中污染 ０８ ７畅２９ １畅９２ ５３１ ８６畅３ ２畅２
１７ ６畅７９ ２畅２４ ３０７ １０１畅０ ２畅４
１８ ７畅６９ ２畅５６ ４２８ ９７畅７ ２畅４
１９ ７畅６８ ３畅０３ ３１２ １００畅０ ２畅２
２０ ６畅９１ ２畅９８ ４０６ ９５畅８ ２畅４
２７ ７畅８０ ３畅２３ ４９３ １０６畅０ ２畅８
２９ ８畅０１ １畅７８ ５１５ ５４畅６ ２畅１
３１ ７畅７０ １畅７９ ５１０ ９１畅８ ２畅１
３２ ７畅６７ １畅６２ ４１８ ６５畅０ ２畅７
３３ ７畅８１ １畅５９ ４５５ ６２畅７ ３畅１
３５ ７畅３９ ２畅４８ ２３２ ８７畅６ １畅６
平均值 ７畅３２ ２畅２４ ３７０ ９２畅０ ２畅３
夹石灰黄泡土 对照点 ３６ ７畅８２ ２畅９３ ３８６ ５２畅９ ０畅８
３７ ７畅７６ ４畅２９ ５０６ ５９畅４ ０畅７
３８ ７畅７２ ２畅９８ ３９０ ５７畅８ ０畅８
３９ ７畅５８ １畅８２ ３７５ ６０畅０ ０畅８
４０ ７畅８１ １畅７２ ４２９ ５５畅０ １畅０
４１ ７畅９０ １畅５２ ４６５ ５６畅１ ０畅８
４２ ７畅４６ １畅５０ ５０８ ５４畅６ ０畅８
４３ ７畅６３ １畅７０ ３９９ ８９畅９ ２畅２
平均值 ７畅７２ ２畅３９ ４３７ ５６畅５ ０畅８
倡 烟囱由原来的 ８０m 加高到 ２１０m 后污染物最大落地浓度出现位置分别向西 （主导风向 ）和向东 （次主导
风向）推移 ，出现某些现在被划入中污染区而原属重污染区的样品污染物浓度相对较高的现象 。
第 ５期 董 榕等 ：电厂烟气对土壤环境和农作物影响的研究 １５３
表 3 研究区土壤水溶性硫和水溶性氟的聚类分析
Tab畅３ Water soluble sulfur and water唱soluble fluorin clustering analysis
分类
Soil t y pe
分析指标
I t em
水溶性硫
Water唱soluble S
水溶性氟
Wat er唱soluble F
样品个数
Sample number
土 均值 ／mg· kg － １ ９２畅０ ２畅３２ ２３
方差 １８畅６ ０畅３
含量范围／mg·kg － １ ５４畅６ ～ １２８畅４ １畅５９ ～ ３畅０８
夹石黄泡土 均值 ／mg· kg － １ ８０畅２ ３畅０ １３
方差 ８畅１ １畅０
含量范围／mg·kg － １ ６６畅５ ～ ９１畅２ １畅２２ ～ ４畅４３
夹石灰黄泡土 均值 ／mg· kg － １ ５６畅５ ０畅８２ ７
方差 ２畅６ ０畅１
含量范围／mg·kg － １ ５２畅９ ～ ６０畅０ ０畅６９ ～ １畅０１
（对照区） X ＋ ２S／mg·kg － １ ６１畅４１ １畅０２
3 研究区农作物污染监
测与评价
3畅1 农作物污染现状监测
农作物污染监测点位置
与土壤环境监测点相同 ，样品
采集与土壤样品采集同步进
行 。 共采集小麦植株和籽粒
样品 ７２ 个 ，其中对照样品 １２
个 ，样品采自同一品种 、相同
植株部位 。 农作物污染监测
项目有籽粒蛋白质含量 、籽粒
淀粉含量 、叶 S 与籽粒 S 含量 。
各指标分析方法详见表 ４ 。
3畅2 研究区农作物污染监测结果与评价
小麦叶 S 、籽粒 S 含量与电厂烟气的关系 。 小麦
叶 S 与籽粒 S 含量见表 ５ 。 将小麦叶 S和籽粒 S 含量
进行 Cosin 数学模糊聚类分析 ，并计算出各类的均值
与标准差 ，进行电厂周围农作物中 S 积累的评价 ，聚类
分析结果列于表 ６ 。 根据聚类分析结果将电厂烟气对
表 4 植物监测项目及分析方法
Tab畅４ Investigation items and analysis means of plan t
监测项目
I t em
分析方法
Analysing method
检出限
Detected limit
籽粒蛋白质 开氏定氮法 ０畅０１ ％
籽粒淀粉 Ba（OH）２ 法 ０畅０１ ％
叶 S 和籽粒 S 选择电极法（ NaOH） ０畅０１mg／g
表 5 小麦含硫量与品质监测结果
Tab畅５ Variation of sulphur contents in leaf and grain and grain quality of the wheat
样品号
Sample
code
含 S 量／ mg· g － １ （干重） S conte nt 籽粒品质 Grain qualit y
叶片
Lea f
籽粒
Grain
千粒重／g
１０００唱grain weight
蛋白质 ／ ％
Prot ein cont ent
淀粉 ／ ％
St arch content
０２ ４畅２９ １畅６６ ４４畅６ １２畅１７ ６４畅４０
０１ ３畅２７ １畅５９ ４２畅５ １１畅９２ ６３畅７９
０３ ２畅４７ １畅４１ ５３畅３ １１畅７６ ６３畅７９
２０ ３畅７１ １畅５６ ４５畅７ １２畅０４ ６３畅３９
０７ ３畅０２ １畅５８ ４０畅４ １２畅３３ ６３畅９９
０６ ２畅２７ １畅２１ ４４畅０ １１畅６８ ６３畅９９
０５ ２畅５６ １畅４２ ４８畅０ １２畅１２ ６３畅７９
０９ ２畅８４ １畅６４ ４４畅４ １２畅９０ ６５畅４４
１０ ４畅３６ ２畅２５ ４６畅７ １２畅５７ ６４畅２０
１１ ３畅４７ ２畅１０ ４３畅１ １２畅３７ ６２畅４２
１２ ３畅２２ １畅９３ ３９畅８ １０畅４５ ６３畅３９
１３ ３畅７３ １畅８５ ３８畅１ １０畅９４ ６２畅８０
１４ ２畅６２ １畅６２ ３９畅０ １１畅１０ ６３畅７９
１５ ３畅４５ １畅７４ ４８畅３ １１畅８８ ６０畅５６
１６ ３畅６４ ２畅０５ ３８畅５ ８畅９８ ６５畅４４
１７ ２畅６４ ０畅９７ ４２畅７ １０畅１２ ６４畅４０
１８ ２畅４２ １畅１６ ４６畅１ １０畅６６ ６４畅８１
２１ ２畅７６ １畅７６ ４１畅７ １２畅００ ６４畅２０
２２ ２畅６３ １畅１６ ４０畅１ １２畅９８ ６１畅２９
２３ ２畅４５ １畅８１ ４３畅２ １２畅２５ ６２畅２３
２４ ２畅２５ １畅８３ ４３畅４ １１畅１０ ６４畅２０
２７ ２畅９４ １畅１９ ４０畅２ ８畅９８ ６７畅６２
２６ ２畅２９ １畅０５ ３７畅２ ９畅３１ ６３畅３９
３３ ３畅３９ ２畅０４ ４７畅４ １３畅３１ ６１畅４７
２９ ４畅２６ １畅６１ ５０畅３ １１畅９６ ６２畅４２
１９ ３畅３７ １畅３５ ４５畅１ １１畅１８ ６２畅６１
３１ ３畅６１ １畅４３ ４４畅６ １１畅８４ ６４畅４０
３０ ２畅３７ １畅４８ ４８畅２ １０畅２９ ６４畅４０
３２ ２畅８４ １畅６７ ４４畅２ １１畅２３ ６４畅６０
３４ ２畅９１ １畅５１ ４０畅６ １１畅６４ ６４畅２０
３９ ２畅６６ １畅３５ ４１畅８ ９畅４３ ６６畅５１
３７ ２畅２５ １畅１７ ４４畅６ ９畅７６ ６３畅３９
４１ ２畅０４ １畅４５ ３７畅３ １１畅２７ ６２畅４２
４０ ２畅６５ １畅１９ ４５畅３ ９畅６８ ６２畅６１
４２ ２畅４３ １畅２８ ４６畅５ １０畅２５ ６３畅５９
３６ ２畅６１ １畅１９ ４２畅０ ９畅４７ ６７畅８４
农作物影响程度分为 ３ 类 ：第 Ⅰ
类分布在电厂东部的官地山 、小
黄茅山和大黄茅山一带 ，是空气
SO２ 污染最重的地区 ，SO２ 日均
浓度为 ０畅６１mg／m３ 左右 ，该区小
麦叶 S 和籽粒 S 含量均值都是
全区最高 ，分别为 ３畅７７mg／g 和
１畅７８mg／g 。 第 Ⅱ 类分布在电厂
附近的菜子坝和高家峡等地 ，属
于 SO２ 中度污染区 ，日均浓度为
０畅２ ～ ０畅２８mg／m３ ，小麦叶 S 和
籽粒 S 含量均值较高 ，分别为
３畅１３mg／g和 １畅６８mg／g ，低于重
污染区 。 第 Ⅲ 类分布在基本未
受到污染的吴家营和白石沟一
带（对照区 ） ，环境空气质量较
好 ， SO２ 日 均 浓 度 为 ０畅００８
mg／m３ ，该区小麦叶 S 和籽粒 S
含量均值更低一些 ，分别为２畅５３
mg／g和１畅３５mg／g 。 聚类分析结
果表明 ，小麦叶 S 和籽粒 S 含量
与大气 SO２ 的污染程度显著正
相关 ，且与土壤中水溶性硫含量
变化规律基本一致 。 以对照区
小麦叶 S 和籽粒 S 含量的 X ＋
２ S 为评价依据 ，其计算值分别
１５４ 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷
为２畅９８ mg／g和１畅８３mg／g 。 第 Ⅰ 、Ⅱ 类小麦样品
叶 S 含量均超过２畅９８mg／g ，而籽粒 S 含量均小
于１畅８３mg／g ，说明在重污染和中污染区内小麦
叶片中 S 已发生积累 ，但籽粒中的 S 尚未形成
积累 。
SO２ 对小麦品质的影响 。 小麦叶 S 含量 、籽
粒 S 含量与小麦籽粒千粒重 、蛋白质含量 、淀粉
含量分别进行相关分析（表 ５ 、表 ７）表明 ：叶 S 含
量与籽粒 S 含量呈极显著正相关 ，籽粒 S 含量
与籽粒蛋白质含量呈极显著正相关 ，籽粒蛋白
表 6 小麦叶与籽粒 S含量聚类分析
Tab畅６ Clustering analysing on sulphur contents in leaf and grain of wheat
项目
I t em
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
叶 S 含量 ／mg·g － １ 平均值 ３畅７７ ３畅１３ ２畅５３
标准差 ０畅１６２ ０畅０８８ ０畅２２５
变异系数 ０畅０２６ ０畅００７ ０畅０５１
籽粒 S 含量／mg·g － １ 平均值 １畅７８ １畅６８ １畅３５
标准差 ０畅２９３ ０畅１９５ ０畅２４１
变异系数 ０畅０８５ ０畅０３５ ０畅０５８
样品数 １６ １４ ６
污染程度 污染严重 中度污染 基本无污染
质含量与籽粒淀粉含量呈极显著负相关 ，籽粒蛋白质含量与千粒重呈显著正相关 。 说明小麦营养器官吸收
表 7 小麦叶 、籽粒 S含量与籽粒品质的相关分析
Tab畅７ Correlation analysis between S contents in leaf and grain with quality of w heat
千粒重
１０００唱grainw eight
蛋白质
P ro tein
content
淀粉
St arch
content
籽粒 S
Grain S
cont ent
叶 S
Leaf S
content
千粒重
蛋白质 ０畅３３ 倡
淀 粉 － ０畅１８ － ０畅５２ 倡倡
籽粒 S ０畅０３ ０畅４５ 倡倡 － ０畅２３
叶 S ０畅１６ ０畅２７ ０畅１２ ０畅５７ 倡倡
倡 表示显著相关 ，倡倡 表示极显著相关 。
一定量的 S 后 ，能在生殖
器官中形成 S 的累积 ，且
对籽粒蛋白质形成具有
促进作用 ，可提高小麦品
质和产量 。 但是当大气
SO２ 严重超标时 ，浓度超
过农作物的耐受能力 ，会
使农作物遭受急性或慢
性伤害 。
4 小 结
大气受电厂烟气污染程度与土壤 pH 、可溶性硫和可溶性氟含量密切相关 ：大气污染最重的区域 ，土壤
pH最低 ，可溶性硫和可溶性氟的含量最高 ；中度污染区土壤与对照土壤比 ，pH 值相对较低 ，可溶性硫和可
溶性氟含量相对较高 ；对照区受电厂烟气影响小 ，土壤 pH 最高 ，可溶性硫和可溶性氟含量最低 。 在重污染
和中污染区 ，可溶性硫和可溶性氟含量平均值由对照区的 ５６畅５mg／kg 和 ０畅８２mg／kg ，分别上升至 ８０畅２ ～
９２畅０mg／kg和 ２畅３２ ～ ３畅０mg／kg ，污染最重地区的最高量可分别达 １１３畅０mg／kg 和 ３畅６mg／kg ，已在土壤形成
一定程度的积累 。 聚类分析结果表明 ，研究区小麦叶 S 和籽粒 S 含量与大气 SO２ 的污染程度呈正相关 ，与
土壤中水溶性硫含量变化规律基本一致 。 在重污染和中污染区小麦叶片中的 S 已发生积累 ，但籽粒中 S 尚
未形成积累 。 叶 S 含量与籽粒 S含量呈极显著正相关 ，籽粒 S 含量与籽粒蛋白质含量呈极显著正相关 ，籽粒
蛋白质含量与籽粒淀粉含量呈极显著负相关 ，籽粒蛋白质含量与千粒重呈显著正相关 。 说明大气中 SO２ 浓
度适当增高 ，可提高小麦品质 ，但是 SO２ 污染严重 ，超过农作物的耐受能力 ，将使农作物遭受急性或慢性
伤害 。
参 考 文 献
１ 傅嘉媛 ，郑泽群 ．大气污染物 SO ２ 对农作物环境影响研究 ．中国生态农业学报 ，２００３ ，１１（２） ：１３５ ～ １３８
２ 傅嘉媛 ，郑泽群 ．大气污染物烟尘对农作物环境影响研究 ．中国生态农业学报 ，２００４ ，１２（１） ：１６５ ～ １６７
３ 中国土壤学会 ．土壤农业化学常规分析方法 ．北京 ：科学出版社 ，１９８９
４ 国家环境监测总站 ．中国土壤元素背景值 ．北京 ：中国环境科学出版社 ，１９９０
第 ５期 董 榕等 ：电厂烟气对土壤环境和农作物影响的研究 １５５