福州市道路交通密度对城市土壤重金属含量影响研究*①

吴永红

(闽江学院地理科学系，福建福州 350108)

0 引言

城市土壤是城市生态系统的重要组成部分，是城市生态系统地球化学循环的重要环节[1～3]，随着我国城市化、工业化进程的不断推进，城市资源、生态与环境压力日益突显[4].城市土壤重金属累积对城市环境、城市绿地建设及人类身体健康构成了极大影响[5，6]，因此，城市土壤重金属污染问题也越来越受到多方关注[7～10]，成为国际研究的热点[11～13]，已列入环保部门议事日程[14].福州地处中国东南沿海，福建省省会，海西经济圈建设的龙头城市，全省经济、政治、文化中心，居民区密集.近年来城市交通中机动车辆快速增加，引起的环境问题也愈显突出.本文就福州市市区主要交通干道机动车交通密度分配及其两侧土壤重金属含量进行调查分析，旨在弄清机动车交通对城市土壤重金属污染的影响，以期为城市生态环境建设及重金属污染的控制与防治提供科学依据.

1 研究区概况

福州地处中国东南沿海，北纬 25°15＇～26°29＇，东经 118°08＇～120°31＇之间，福建省东部的闽江口，与台湾省隔海相望.区域地貌属河口盆地地貌类型，城区位于盆地中央，现辖鼓楼、仓山、台江、晋安、马尾五区和闽侯、福清、罗源、长乐、连江、平潭、永泰、闽清二市六县.区域气候属亚热带季风气候，年均温16～20℃左右，年降水量900～2100毫米，降水量由沿海向内陆逐渐减少.本次研究采样点集中于福州市主城区交通干道，另外闽侯县上街镇大学城内交通量相对较少，选取闽江学院作为研究点以作对比.采样点分布位置如图1，采样点具体点位如表1.

2 样品采集及实验方法

2.1 土壤样品采集及实验方法

土壤样品采样点选取福州市区交通干道两侧10 m范围内绿化带土壤，为保证采集样品的精确性，取样点尽量选取近年来无人工填土、取土、垃圾堆放等活动的保育绿地.去除植物残体、碎石杂质等，利用牛角药匙药勺取深度0～5cm表层土壤.样品装入聚乙烯塑封袋带回实验室，在40℃烘箱条件下干燥72小时，玛瑙研钵充分研磨后过100目筛.样品重金属元素含量用日本造XRF－1800扫描型X射线荧光光谱仪测定，称取2～4克样品放入聚乙烯圆片中，在37.5 t压力下制成内径约为30 mm，外径约为40 mm的样片，上机测试.本方法选用国家一级标准物质水系沉积GSD－9为控制标准，各元素回收率在90% ～100%.为保证样品测试的精确度，每个样品分三个平行样测试，三次重复测试相对标准偏差＜10%，取平均值作为最终测定值.

2.2 道路交通密度调查

在福州市主要交通干道选定的测量位置分别布置监测点，为避免调查数据产生误差，测量工作在正常工作日无交通拥堵现象的同一时段进行，每个测量点分别监测两个时间段，交通高峰时段(8:00～9:00)和普通时段(10:00～11:00)，每段监测1小时，取平均值作为该监测点机动车数量的最终确定值.

3 结果与讨论

3.1 城市土壤重金属含量结果分析

福州市各采样点土壤重金属含量分析结果显示(表2)，10个采样点中，7号采样点土壤中Zn富集现象最为严重，是福建省土壤背景值的24.1倍，是中国土壤背景值的27.97倍;Pb富集的最高点也在7号点，是福建省土壤背景值的5.06倍，是中国土壤背景值的 8.04 倍.Sr，Cu，Cr的富集程度也在7号点达到最大，分别为福建省土壤背景值的3.28，4.25，5.71 倍.其它各采样点中，Pb 的含量也都明显高于福建省土壤背景值及中国土壤背景值，Zr在1，4，7，10号采样点土壤样品中含量低于福建省土壤背景值及中国土壤背景值，其它几个采样点均高于背景值.所有土壤样品中Sr含量均低于中国土壤背景值，3，4，5，6，7号四个采样点土壤 Sr含量高于福建省土壤背景值.Zn，Cu，Mn、Cr含量在各个采样点中均高于福建省土壤背景值，在1，2号采样点中Mn含量低于中国土壤背景值，其它点均高于中国土壤背景值，而Cr含量只有在7号采样点中高于中国土壤背景值.Rb在各采样点中只有1、10号采样点含量低于福建省及中国土壤背景值，其它点均高于背景值.Ni含量在 1，2，6，8，9 号采样点中低于福建省土壤背景值，只有10号采样点Ni含量高于中国土壤背景值，其它均低于中国土壤背景值.所有采样点中，Fe含量都高于中国土壤背景值，2，6，9号采样点中Fe含量低于福建省土壤背景值，其它几点均高.

表1 福州城市土壤样品采样点编号与名称

表2 福州城市土壤重金属含量

表3 福州市各交通干道机动车交通密度

3.2 道路交通密度调查结果

对福州市主要交通干道选定监测点进行机动车交通密度调查(表3)，6、7号监测点为福州市主要交通枢纽节点，车流量较大，4号监测点车流量在交通高峰时段与普通时段差别较大，其次为3号监测点，为福州市重要交通集散广场，车流量也较大.1号采样点位于福州主城区外围地带，机动车交通密度较城市中心区域有所减少，10号点位于闽侯县上街镇大学城内，机动车流量最少.各监测点机动车交通密度关系为7＞6＞4＞3＞5＞8＞2＞9＞1＞10.

3.3 道路交通密度与重金属元素富集的相关性分析

对福州市各路段机动车交通密度与土壤重金属含量进行双侧相关性检验(表4)，在显著性水平α =0.05上，土壤中 Pb、Zn、Sr含量与机动车交通密度呈显著正相关，相关系数分别为0.682、0.694、0.76.Cr含量与机动车交通密度也表现出一定相关性，相关系数为 0.617.而 Zr、Rb、Cu、Fe、Mn、Ni在同一显著水平上并未表现出与机动车密度的相关性.

表4 福州城市土壤重金属含量与机动车交通密度的相关系数

4 结语

福州城市土壤不同程度受到重金属污染，各采样点中 Zn，Pb，Cu，Cr，Mn 含量均超过福建省土壤背景值，Sr，Zr，Ni，Rb，Fe 含量在一些研究点中也明显高于福建省土壤背景值.Pb，Zn，Sr，Cu，Cr的富集程度在7号点达到最大，为福建省土壤背景值的 5.06，24.1，3.28，4.25，5.71 倍.对各监测点机动车交通密度与土壤重金属含量进行相关分析发现，土壤中Pb，Zn，Sr含量与机动车交通密度呈显著正相关，Cr含量与机动车交通密度也表现出一定相关性，而 Zr，Rb，Cu，Fe，Mn，Ni含量与机动车交通密度并没有表现出明显相关性.

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