题目：西安城市公园不同粒径土壤中重金属污染研究

城市土壤是城市生态环境系统的重要组成部分。在城市化迅速发展的过程中，受到城市交通、商业、建筑业和工业等的影响，城市土壤的重金属污染比较严重。公园作为人们接触自然和休闲娱乐的主要场所，其土壤也受到了城市化进程和城市活动的影响。尤其是重金属元素在土壤中的积累，它不仅影响和改变城市土壤的生态功能,而且通过扬尘或者直接接触危害人体健康。因此，研究城市公园不同粒径下土壤的理化性质和重金属含量水平有着重要的现实意义。
本文对西安市14个主要公园表层土壤（0~20cm）进行了同步的野外调查、样品采集和分析测试。借助于大量实测数据和综合分析方法研究了不同粒径下公园土壤的理化性质和重金属元素含量水平。运用相关分析、聚类分析和主成分分析讨论了土壤理化性质与重金属含量以及重金属之间的关系。应用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法从不同角度对不同粒径下公园土壤重金属污染程度进行了评价。取得了以下结论与认识:
⑴ 西安市公园不同粒径土壤烧失量在0.45~0.9mm和0.3~0.45mm下，长乐公园最小。在0.15~0.3mm和0.097~0.15mm下，城市运动公园的烧失量最小。在0.097~0.15mm和下，兴庆公园烧失量最大。公园土壤整体呈强碱性，部分公园土壤呈现偏碱性。在0.45~0.9mm下，劳动公园土壤呈现偏碱性；在其它粒径下，雁塔风俗园的土壤呈现偏碱性。不同粒径下各公园土壤的电导率值均在0~0.5ms/cm之间，土壤盐渍化问题并没有在西安城市公园中出现。在0.05~0.097mm下，各个公园低频磁化率的平均值为138.69×10-8m3/mg，高频磁化率的平均值为127.54×10-8m3/mg，低频和高频磁化率的最大值都出现在儿童公园，最小值都出现在城市运动公园。而在其它粒径下，各个公园低频磁化率平均值的范围为124.78~159.8×10-8m3/mg，高频磁化率平均值的范围为114.345~148.51×10-8 m3/mg，低频和高频磁化率的最大值都出现在环南公园，最小值都出现在城市运动公园。各个公园频率磁化率平均值的范围为7.19~8.38%。不同粒径下土壤碳酸钙含量平均值的范围为9.04~10.37 g/kg，碳酸钙含量的最大值都出现在革命公园，最小值都出现在小雁塔。
⑵ 筛分实验结果表明:西安市公园土壤中0.45~0.9、0.3~0.45、0.15~0.3、0.097~0.15、0.05~0.097和颗粒分别占21.0%、24.0%、14.0%、10.9%、16.8%和13.2%。西安市公园土壤重金属主要集中在粒径为0.097~0.15、0.05~0.097和0.15~0.3mm的较细颗粒中，其余粒径颗粒中重金属含量相对较小。
⑶ 大部分重金属元素与pH值、EC值、烧失量（LOI）、碳酸钙及常量元素中的CaO、MgO、Fe2O3、SiO2、Na2O、K2O、Al2O3和TiO2之间相关性较好，说明了以上理化指标是影响多数重金属富集的主要因素。Pb、Zn、Cu元素之间相关性显著，说明它们的来源有较大的相似性。Pb、Zn、Cu均为亲Cu元素，有强烈的亲硫特性，常以硫化物或硫盐矿物存在。Ni与Cr、Co、As的相关性显著，说明它们之间可能有相似的污染来源和途径。聚类分析和主成分分析表明重金属元素在土壤中按其自身的物理化学性质表现出相近或相似的地球化学特征。
⑷ 从内梅罗综合污染指数来看，西安市区公园土壤在不同粒径范围内处于中度污染水平，由综合潜在生态风险指数得出其处于中等风险水平。由地累积污染指数法可知，不同粒径范围内各重金属元素的的污染顺序是：在 mm、0.097~0.15mm和0.05~0.097mm粒径土壤颗粒中，Pb>Co>Cu>Zn>Cr>Ni>As；在0.15~0.3mm和0.3~0.45mm粒径土壤颗粒中，Pb>Cu>Zn>Co>Cr>Ni>As；在0.9~0.45mm粒径土壤颗粒中，Pb>Zn>Cu>Co>Cr>Ni>As。
关键词：公园土壤，粒径，重金属，污染评价，西安