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江苏省典型高速公路沿线土壤重金属分布特征及影响因素研究

周怡 吴秋梅 樊亚男 胡文友 田康 黄标 纪荣平

周 怡, 吴秋梅, 樊亚男, 胡文友, 田 康, 黄 标, 纪荣平. 江苏省典型高速公路沿线土壤重金属分布特征及影响因素研究[J]. 土壤通报, 2023, 54(1): 161 − 170 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021121505
引用本文: 周 怡, 吴秋梅, 樊亚男, 胡文友, 田 康, 黄 标, 纪荣平. 江苏省典型高速公路沿线土壤重金属分布特征及影响因素研究[J]. 土壤通报, 2023, 54(1): 161 − 170 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021121505
ZHOU Yi, WU Qiu-mei, FAN Ya-nan, HU Wen-you, TIAN Kang, HUANG Biao, JI Rong-ping. Spatial Distribution and Influencing Factors of Heavy Metals in Soils around Typical Highways in Jiangsu Provinces[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2023, 54(1): 161 − 170 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021121505
Citation: ZHOU Yi, WU Qiu-mei, FAN Ya-nan, HU Wen-you, TIAN Kang, HUANG Biao, JI Rong-ping. Spatial Distribution and Influencing Factors of Heavy Metals in Soils around Typical Highways in Jiangsu Provinces[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2023, 54(1): 161 − 170 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021121505

江苏省典型高速公路沿线土壤重金属分布特征及影响因素研究

doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021121505
基金项目: 江苏省生态环境厅环保科研课题(2018013)、国家自然科学基金(41877512)、江苏省重点研发计划(BE2021717)和江苏省农业科技自主创新资金项目(CX(21)2034)资助
详细信息
    作者简介:

    周怡:周 怡(1994−),女,江苏溧阳人,硕士,助理工程师,研究方向区域土壤重金属污染与评价。E-mail: joeyy1206@163.com

    通讯作者:

    E-mail: wyhu@issas.ac.cn

  • 中图分类号: X53

Spatial Distribution and Influencing Factors of Heavy Metals in Soils around Typical Highways in Jiangsu Provinces

  • 摘要:   目的  加强高速公路沿线土壤重金属污染管控及农业安全生产,亟需明确高速公路周边土壤重金属的分布特征与影响因素。  方法  选择贯穿江苏省境内的4条典型高速公路(沪宁、京沪、宁通和连霍)周边土壤为研究对象,利用高精度X射线荧光光谱仪(XRF)测定土壤重金属含量, 从而分析高速公路沿线土壤重金属的空间分布特征,并探究其主要影响因素。  结果  ① 高速公路沿线表层土壤镉(Cd)、铅(Pb)、铜(Cu)、锌(Zn)含量总体呈南高北低、南北向公路小于东西向公路的分布特征,部分点位土壤Cd存在超标现象;② 距公路路肩距离是影响两侧土壤重金属含量的重要因素,主要影响范围在50 m内,不同土地利用类型条件下土壤金属含量差异较大,路龄越长,土壤重金属富集系数越大。  结论  高速公路沿线表层土壤均存在重金属累积现象,其中Cd的累积最为明显,深层土壤重金属受到公路交通的影响较小。公路交通对沿线土壤重金属含量的影响主要在50 m以内,并且受到沿线土地利用类型、路龄和车流量的共同影响。在高速公路两侧设置不同范围的绿化带种植防护林,可在一定程度上防控重金属向周边农田的扩散与风险。
  • 图  1  研究区及土壤样点分布图

    Figure  1.  Study area and sampling sites

    图  2  土壤标准物质(GSS1- GSS 8)的标准值与XRF测定值的相关性

    Figure  2.  Correlation between the standard value of soil reference material (GSS1- GSS 8) and the value measured by XRF

    图  3  土壤重金属XRF测定值与ICP-MS测定值的相关性

    Figure  3.  Correlation between XRF and ICP-MS measured values of soil heavy metals

    图  4  江苏省典型高速公路沿线土壤重金属空间分布

    Figure  4.  Spatial distribution of heavy metals in soil around typical highways in Jiangsu Province

    图  5  江苏省典型高速公路沿线土壤重金属剖面分布

    Figure  5.  Profile distribution of heavy metals in soil around typical highways in Jiangsu Province

    图  6  高速公路两侧(N-S)土壤重金属含量随距离的变化

    Figure  6.  Heavy metals in soils from both sides (N-S) of the different highways with distances

    图  7  高速公路沿线不同土地利用方式土壤重金属含量

    Figure  7.  Heavy metals in soils under different land uses around the different highways

    图  8  不同高速公路沿线土壤重金属富集系数

    Figure  8.  Enrichment factors of heavy metals in soils around different highways

    表  1  土壤重金属富集系数评价标准表

    Table  1.   Evaluation standard of soil heavy metal element enrichment factor

    污染程度
    Pollution degree
    富集系数等级
    Enrichment factor level
    富集系数
    Enrichment factor
    无富集0< 1
    轻微富集11 ~ 2
    中度富集22 ~ 5
    显著富集35 ~ 20
    高度富集420 ~ 40
    严重富集5≥ 40
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  • [1] 郭广慧, 雷 梅, 陈同斌, 等. 交通活动对公路两侧土壤和灰尘中重金属含量的影响[J]. 环境科学学报, 2008, (10): 1937 − 1945. doi: 10.3321/j.issn:0253-2468.2008.10.001
    [2] 中华人民共和国环境保护部, 中华人民共和国国土资源部. 全国土壤污染状况调查公报[R]. 2014.
    [3] Khan A B, Kathi S. Evaluation of heavy metal and total petroleum hydrocarbon contamination of roadside surface soil[J]. International Journal of Environmental Science and Technology, 2014, 11(8): 2259 − 2270. doi: 10.1007/s13762-014-0626-8
    [4] 王 鹏. 北京某公路两侧土壤重金属污染现状及风险评价研究[D]. 北京: 北京建筑大学, 2014.
    [5] Zhao Y, Zhao C. Concentration and distribution analysis of heavy metals in total suspended particulates along Shanghai-Nanjing expressway[J]. Procedia Environmental Sciences, 2012, 13: 1405 − 1411. doi: 10.1016/j.proenv.2012.01.133
    [6] 翟云波, 戴青云, 蒋 康, 等. 高速公路土壤重金属污染状况及健康风险评价[J]. 湖南大学学报(自然科学版), 2016, 43(6): 149 − 156.
    [7] Yan G, Mao L, Liu S, et al. Enrichment and sources of trace metals in roadside soils in Shanghai, China: A case study of two urban/rural roads[J]. Science of the Total Environment, 2018: 942 − 950.
    [8] 王 初. 公路路域生态环境安全评价与预警研究[D]. 上海: 华东师范大学, 2007.
    [9] 孔德秀. 衡枣高速公路运营对路侧土壤的影响[J]. 环境监测管理与技术, 2008, (4): 27 − 30. doi: 10.3969/j.issn.1006-2009.2008.04.006
    [10] 季 辉, 赵 健, 冯金飞, 等. 高速公路沿线农田土壤重金属总量和有效态含量的空间分布特征及其影响因素分析[J]. 土壤通报, 2013, 44(2): 477 − 483.
    [11] 李玉璞, 于庆凯. X射线荧光光谱分析法在土壤样品多元素分析中的应用[J]. 环境科学与管理, 2010, 35(3): 99 − 102. doi: 10.3969/j.issn.1673-1212.2010.03.027
    [12] 万梦雪, 胡文友, 黄 标, 等. 便携式X射线荧光光谱法(PXRF)在肥料重金属快速检测中的应用[J]. 土壤, 2019, 51(6): 1137 − 1143.
    [13] 俞越明, 万梦雪, 胡文友, 等. 基于光谱技术的土壤多参数快速检测进展与展望[J]. 环境监控与预警, 2020, 12(3): 26 − 32. doi: 10.3969/j.issn.1674-6732.2020.03.005
    [14] 曹发明. XRF分析技术在土壤重金属检测中的应用研究[D]. 成都: 成都理工大学, 2014.
    [15] 彭洪柳, 杨周生, 赵 婕, 等. 高精度便携式X射线荧光光谱仪在污染农田土壤重金属速测中的应用研究[J]. 农业环境科学学报, 2018, 275(7): 1386 − 1395. doi: 10.11654/jaes.2018-0568
    [16] 杨桂兰, 倪晓芳, 张长波. 基于便携式X射线荧光光谱法的土壤重金属快速检测[J]. 浙江农业学报, 2019, 204(11): 1903 − 1908.
    [17] Jiang H H, Cai L M, Wen H H, et al. An integrated approach to quantifying ecological and human health risks from different sources of soil heavy metals[J]. The Science of the Total Environment, 2020, 701: 1 − 11.
    [18] Wang G, Zeng C, Zhang F, et al. Traffic-related Trace Elements in Soils Along Six Highway Segments on the Tibetan Plateau: Influence Factors and Spatial Variation[J]. Science of the Total Environment, 2017, 581-582: 811 − 821. doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.01.018
    [19] 张乃明, 陈建军, 常晓冰. 污灌区土壤重金属累积影响因素研究[J]. 土壤, 2002, 34(2): 90 − 93. doi: 10.3321/j.issn:0253-9829.2002.02.008
    [20] 刘世梁, 崔保山, 温敏霞, 等. 路域土壤重金属含量空间变异的影响因子[J]. 环境科学学报, 2008, (2): 253 − 260. doi: 10.3321/j.issn:0253-2468.2008.02.006
    [21] 李春芳, 曹见飞, 吕建树, 等. 不同土地利用类型土壤重金属生态风险与人体健康风险[J]. 环境科学, 2018, 39(12): 5628 − 5638.
    [22] Wang H, Lu S. Spatial distribution, source identification and affecting factors of heavy metals contamination in urban–suburban soils of Lishui city, China[J]. Environmental Earth Sciences, 2011, 64(7): 1921 − 1929. doi: 10.1007/s12665-011-1005-0
    [23] Zhang J, Pu L, Peng B, et al. The impact of urban land expansion on soil quality in rapidly urbanizing regions in China: Kunshan as a case study[J]. Environmental Geochemistry and Health, 2011, 33(2): 125 − 135. doi: 10.1007/s10653-010-9326-6
    [24] 仝致琦, 段海静, 阮心玲, 等. 路旁土壤公路源重金属含量空间分布数值模型的探讨[J]. 环境科学学报, 2014, (4): 996 − 1002.
    [25] Sun J, Hu G, Yu R, et al. Human health risk assessment and source analysis of metals in soils along the G324 Roadside, China, by Pb and Sr isotopic tracing. Geoderma[J], 2017. 305: 293-304.
    [26] Wang H, Nie L, Xu Y, et al. The Effect of Highway on Heavy Metal Accumulation in Soil in Turfy Swamps, Northeastern China[J]. Water, Air, & Soil Pollution, 2017, 228(8): 292.
    [27] 李丰旭. 高速公路沿线农田重金属污染特征及环境风险评价[D]. 沈阳: 东北师范大学, 2019.
    [28] Hu W Y, Wang H F, Dong L R, et al. Source identification of heavy metals in peri-urban agricultural soils of southeast China: An integrated approach. Environmental Pollution, 2018, 237: 650-661.
    [29] 李 波, 林玉锁, 张孝飞, 等. 沪宁高速公路两侧土壤和小麦重金属污染状况[J]. 农村生态环境, 2005, (3): 50 − 53,70.
    [30] 李仰征. 高速公路路旁土壤重金属污染及林带防护效应分析[D]. 郑州: 河南大学, 2007.
    [31] 李 彤, 吴泉源, 姚 磊, 等. 龙口市北部平原区不同土地利用类型对土壤重金属污染距离的影响[J]. 环境科学研究, 2019, 32(7): 1224 − 1230.
    [32] 冯金飞. 高速公路沿农田土壤和作物的重金属污染特征及规律[D]. 南京: 南京农业大学, 2010.
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-12-15
  • 录用日期:  2022-05-18
  • 修回日期:  2022-04-22
  • 网络出版日期:  2023-02-02
  • 刊出日期:  2023-02-06

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