中国城市土壤质量状况评价

1、中国城市土壤质量状况评价摘要：城市土壤作为城市生态环境系统的一个重要组成部分，对于城市的可持续发展起到重要的作用。随着城市化、工业化的快速发展，城市土壤开始出现了侵蚀、酸化、硬化、重金属污染以及植物退化等多方面的环境问题，直接影响到城市居民的健康和城市发展。土壤质量是土壤肥力质量、环境质量和健康质量的综合，对于目前出现的城市土壤污染和退化问题，进行土壤质量评价是进行土壤质量修复的有效途径。本文从土壤的重金属污染和土壤肥力两方面对中国东、中、西部的部分重要城市进行了土壤质量状况评价，并且在此基础上提出今后有关城市土壤研究的发展重点。关键词：城市土壤；土壤质量；现状评价引言土壤是人类赖以生存和发展

2、的主要资源之一，同时也对周围环境具有高度的敏感性。城市土壤作为土壤圈的一部分，具有一定的生态、环境和经济功能，同时也是城市污染物的源和汇，直接关系到曾是环境质量和居民的身体健康1。城市工业化的发展和城市化的快速推动，城市土壤质量日益恶化，造成恶化的原因主要有：工业“三废”、生活垃圾、交通运输、降雨、降尘等。国际土壤学会在1998年正式成立了“城市、工业、矿山和交通地土壤”工作组；2000年在德国Essen召开了第一届“城市、工业、矿山和交通地土壤”国际会议2。由此可见，世界范围内，城市土壤污染正在兴起和深化。土壤质量是土壤肥力质量、环境质量和健康质量的综合，针对目前出现的城市土壤污染和退化问题

3、，进行土壤质量评价是进行土壤质量修复的有效途径，国内外对于土壤质量评价的研究主要有土壤的重金属污染和土壤肥力两方面3。1、我国城市土壤质量现状1.1城市土壤重金属污染城市土壤重金属污染是反映城市环境污染状况的重要指标之一，影响城市土壤重金属污染的一个重要因素是城市土壤的理化性质。研究发现，PH值、土壤有机质含量、氧化还原电位值、磁化率、粒度与城市土壤重金属的含量存在一定的相关关系，例如，PH值除直接影响重金属含量在土壤中的活性以及重金属在土壤剖面的纵向移动能力之外,还会影响重金属元素的存在形态。影响城市土壤污染程度的另一个重要因素是人类活动。不同的土地利用状况、人类活动强度、污染累计时间的长短

4、和距离污染源的远近，在不同程度上影响重金属污染状况4。王莹等5收集了国内43个大中城市的3688个城区土壤重金属数据，通过描述性分析、评价分析、聚类分析等，初步确定了我国城市土壤重金属的污染格局。结果表明，我国城市土壤As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的平均赋存量分别为13.39、0.68、63.04、38.17、0.31、26.18、47.34、137.72mg/kg。Nemerrow指数、地质累积指数和潜在生态危害指数评价表明，污染最严重的城市是太原、南京、开封，主要污染重金属是Hg、Cd、Pb。43个城市中，上海、武汉、淄博、昆明、抚顺、昌吉、郑州、贵阳、成都、攀枝花、天津、

5、珠海、大庆、北京、南京、广州、香港、长春、太原等19个城市属于Cd强度污染；徐州、长沙、开封、重庆、乌鲁木齐、沈阳、西安、杭州、南京、兰州、洛阳等11个城市属于Hg-Cd强度污染、Pb中度污染；其余13个城市属一般轻度污染。长江以南城市土壤重金属污染比长江以北城市严重，中小城市土壤重金属污染低于特大城市。表3不同城市的Nemerrow综合污染指数城市指数分级城市指数分级城市指数分级太原9.41强度西安2.43中度广州1.46轻度南京8.62强度漳州2.39中度武汉1.40轻度开封8.44强度昆明2.24中度贵阳1.36轻度杭州6.42强度徐州2.22中度本溪1.31轻度洛阳6.04强度大庆2.

6、15中度郑州1.32轻度长春5.70强度南宁2.14中度辽阳1.30轻度沈阳4.62强度抚顺1.96轻度盘锦1.09轻度兰州4.56强度珠海1.91轻度深圳1.08轻度大连3.38强度淄博1.81轻度攀枝花1.02轻度吉林2.85中度昌吉1.78轻度哈尔滨1.01轻度城市指数分级城市指数分级城市指数分级重庆2.80中度香港1.69轻度鞍山1.00轻度乌鲁木齐2.72中度铁岭1.65轻度丹东0.92警戒北京2.59中度上海1.59轻度天津0.90警戒长沙2.48中度东莞1.46轻度阜新0.85警戒成都2.43中度1.2城市土壤微有机物环境中存在的对生态、人体有危害的有机污染物一般都处于纳米级尺度

7、，包括持久性有机污染物(POPs)和持久性按降解有毒污染物(PTS)。这些挥发性有机物通过挥发、淋溶、扩散等方式在城市土壤中迁移或进入大气、水体中，对大气、水体、生态系统和人类的生命造成极大危害。在工业发达国家,人为燃料燃烧是城市土壤多环芳烃(PAHs)的主要来源。因此，近100150年来，土壤PAHs的浓度在不断增加,尤其是城市地区。城市土壤微有机物污染呈现一定的空间分布特征6。对天津市区和郊区土壤中的10种PAHs研究发现，市区是土壤PAHs含量超标最严重的地区，其中二环萘(Nap)的超标程度最严重，强致癌物质苯并(a)芘(Bap)的超标的情况也不容乐观7。有机污染物的产生及其在环境中的迁

8、移过程将在很大程度上影响其浓度空间自相关性的方向和范围大小。郑一等8对天津包括市区的表层土壤中16种优控多环芳烃含量和土壤理化参数进行了空间结构分析，并探讨了环境因素与土壤PAHs含量空间结构特征间的关系。PAHs各组分浓度存在中等或强变异性，表明影响土壤PAHs含量的各种人为或自然因素存在较为明显的空间差异。城市土壤有机碳(TOC)含量与各组分浓度存在显著正相关，而pH值和粘粒含量与其各组分浓度均不存在明显的相关性，表明TOC含量可能是影响土壤多环芳烃浓度空间结构特征的重要环境因素之一。研究还发现，在不同的气候带城市土壤中的PAHs和PCBs的含量不同：地处热带的城市土壤比温带的城市土壤低。

9、这可能是由于热带气候促进其生物降解、挥发损失和光氧化作用以及强烈淋溶进入地下水等原因所致。1.3城市土壤生源要素(N、P)污染长期以来，关于生源要素污染的研究主要集中于农田土壤。近年来，城市土壤生源要素污染已经成为热点研究问题。陈立新对哈尔滨城市土壤污染研究发现，与非城区自然土壤相比，城市土壤的全氮、水解氮含量降低；全磷和有效磷含量显著偏高，磷在城市土壤中的富集现象严重。这可能是由于城市人为活动和大量含磷废水以及垃圾的混入，使得城市土壤中全磷和有效态磷的含量明显高于森林土壤和农田土壤9。杭州城市土壤表土总磷含量在5633522mg/kg之间，总磷的平均含量由大到小顺序为商业区、风景区、文教居民

10、区、工业区。其中商业区总磷平均约为工业区的3倍，文教居民区的2.5倍，风景区的2倍；郊区农业土壤总磷含量的平均值略低于城市土壤10。城市土壤生源要素的吸附-解吸特性影响到土壤对外源氮磷等的吸持能力和土壤吸持氮磷等的释放。它们均与土壤溶液中生源要素浓度密切相关,影响城市土壤中生源要素的淋溶和地下水中生源要素的浓度。卢瑛等研究发现,与非城区自然土壤相比，南京城市土壤磷的吸附量小，磷的解吸量和解吸率高11，并且城市地下水中溶解态磷浓度、总磷浓度都与城市土壤剖面中全磷、有效磷、可溶性磷的加权平均含量有着明显的相关关系，反映了城市土壤是地下水中磷的有效释放源12。2、城市土壤质量现状评价面对我国土壤污染

11、和退化越来越严重的现象，从不同尺度来看，土壤质量评价方法以及评价体系，主要有以下三个方面：大尺度是指研究土壤的土地利用方式、生态系统类型、地理位置以及土壤内部各种特征的相互作用。在对大尺度的对象进行土壤质量评价时，不仅要设立较多的样品采集点，还要注意质量评价指标的设立，要既能反映出所研究的所有区域的土壤质量，又能便于不同区域的土壤质量的比较。中尺度相对于大尺度而言，研究的对象有一个或几个土壤的属性是相同的，因此在建立评价指标体系上比大尺度简单，并且中尺度土壤质量的研究比大尺度的研究多很多，研究方法有单指数评价和内梅罗多指数相结合的方法、综合评价方法、加权系数法、模糊综合评价法和主成分分析等。小

12、尺度是指针对于一点的土壤质量进行评价的方法，通常该土壤的大多数特性都是一样的，只是研究某一特性对土壤质量的影响13。东部城市土壤质量现状评价徐晓嘉等14针对黑龙江省松嫩平原南部表层土壤，应用Kriging插值方法，对其进行空间变异性分析，然后用层次分析法确定各指标权重，叠加后得到土壤肥力质量综合指数!研究结果表明，自然因素对于研究区表层土壤元素空间变异性影响较大，研究区的中部、东部和西部的土壤肥力质量分别为丰富适量和缺乏。杨奇勇等15更是将GIS与一般的土壤质量评价方法进行融合，并且将其运用于山东省禹城市土壤肥力质量的评价中。他们将GIS与灰色关联模型相结合，取得了该地区的土壤肥力质量分布。在

13、GIS中进行空间分析和属性表操作得：其中I级、II级、III级、W级、V级、W级土壤肥力面积分别占研究区域总面积的3.09%、11.87%、27.40%、27.44%、27.28%、2.91%。王会艳16利用模糊综合加权平均模型来评价土壤环境质量，统计分析结果,吉林市七种重金属对该区域都有不同程度上的污染。吉林市土壤As、Hg、Cr、Cu、Pb、Zn、Cd的含量范围分别为3.457.0mg/kg、0.051.427mg/kg、25.42108mg/kg、12.0216.0mg/kg、19.9288mg/kg、46.7318.0mg/kg、0.0313.697mg/kg，分别比中国土壤背景值高2

14、3.0%、362.5%、49.2%、19.3%、47.0%、61.3%、187.1%，较世界正常土壤背景值高出的百分比及比例分别为88.7%、3.1倍、14.9%、23.5%、2.9倍、118.4%、3.35倍。邹明珠17在对北京市园林绿化土壤质量标准进行编制时，研究表明：北京城市绿地土壤总体上多属砂质土，土壤容重在0.981.71g/cm3之间，总孔隙度在3658%之间，土壤pH值在7.5-9.0，有机质含量在7.2937.47g/kg之间，水解性氮在11.80131.58mg/kg之间，有效磷在0.7384.95mg/kg，速效钾含量在30.68319.58mg/kg之间。部分绿地土壤中Z

15、n、Cu、Cr和Pb含量显著高于其相应的土壤背景值，属轻度污染；基本无Ni、Mn污染；Cd、As、Co在个别绿地类型中含量较高，但亦属于清洁水平。项建光等18对上海近年来新建的典型绿地进行了土壤现状调查。结果表明：上海典型新建绿地的土壤主要为碱性和强碱性；EC值基本达标；有机质含量达标率在60%以上，但含量偏低；土壤容重偏高，通气性差；阳离子代换量总体偏低。使用山泥、泥炭客土的土壤质量较好，可以满足城市绿化造景的需要。张辉等【19】研究发现，南京城市土壤重金属的有效态中，Cu以有机态为主；Pb以交换态为主；Co、Mn以铁锰氧化物态为主；Fe、Ni有效态含量均小于10%，并且主要集中在铁锰氧化物

16、态中。与非城区土壤相比较，城市土壤非残渣态比例增加，活性增大，对环境的危险性增大。司志国20在对徐州城市绿地土壤综合评价中，研究表明：通过主成分分析法选取土壤密度、pH值、速效磷、速效钾、水解性氮、阳离子交换量、有机质、粘粒含量等8项指标组成评价徐州市城市绿地土壤质量的最小数据集；并采用内梅罗公式对土壤质量进行了综合评价，020cm土壤综合肥力指数（P）大小依次为公园绿地（1.469）、防护绿地（1.326）、道路绿地（1.304）、生产绿地（1.253）、街头绿地（1.300）、附属绿地（1.112）。各个绿地类型020cm土壤的肥沃程度均处于中等水平（l.OvPvl.5），对于2040cm

17、，防护绿地、公园绿地和街头绿地处于中等水平，其他三种绿地处于较差水平（PCu(8.38)Pb(7.37)Co(7.29)V(5.68)Ni(5.51)Zn(4.11)Cr(2.71)Mn(1.05),所有元素均存在轻微潜在生态危害。何乱水等31对兰州市烟尘、地面灰尘及城市土壤中金属元素之间的相关关系进行研究时发现，烟尘中，除常量元素Fe、Mn之外，其余元素含量都高出土壤中几倍、几十倍，尤其是Se、Hg、Sb、Cd、Pb等。可见烟尘是兰州城市土壤中主要污染因子。曾静静等32将兰州市区划分为商业区、工业区、文教区、农业区等4大功能区，并对其表层土壤进行采样分析，结果表明商业区表土重金属污染最严重，

18、工业区、文教区、农业区污染程度较接近，其污染程度取决于交通运输。工业活动和农业活动，重金属对绿化带区域污染的影响也相当明显。刘世全等33根据西藏16个土类168个土壤剖面的分析资料，探讨土壤有机质和氮素状况及其影响因素。西藏土壤有机质30g/kg和2030g/kg的面积分别占39%和46%；其地理分布既有广阔高原面上的水平地带性变化，也有山地和深切河谷的垂直地带性变化。土壤有机质中活性腐殖质一般占30%45%，以酸性土中的比例较大。土壤全氮115g/kg,110115g/kg和110g/kg的面积分别占40%,44%和16%；碱解氮150mg/kg和90mg/kg的面积分别占36%和61%。全

19、氮与有机质呈线性正相关，碱解氮与全氮、有机质呈非线性正相关，并与活性腐殖质有密切关系,它在部分土壤中还受有机质C/N的制约。5、展望（1）城市土壤污染环境安全管理体系及管理政策基于国外在城市土壤污染治理方面的管理法规及政策经验,在城市典型设施和活动的污染土壤类型、机制和途径,适宜性的处理技术指标体系基础上,建立一整套适合当前我国城市,具有可操作性的预防城市土壤污染的管理技术措施。（2）完整的城市土壤质量评价体系结合国内外的研究进展,我国对于城市土壤质量的研究应该着重从以下几方面着手：首先评价方法作为整个评价过程中的线索,它贯穿于整个评价过程中,评价方法的选择决定着整个评价的成败,因此我们要注重

20、评价方法的研究；其次评价指标的确立要做到全面、客观和稳定,并针对城市土壤类型有统一有效的评价体系；再次我们可以根据评价目标来具体确定评价体系。但现在我国还没有形成一套比较完整的城市土壤质量评价体系,今后应在这方面加强研究。参考文献LuYing（卢瑛）,GongZitong（龚子同）andZhangGanlin（张甘霖）.CharacteristicsandmanagementofurbansoilsJ.SoilandEnvironmentalSciences土壤与环境）,2002,11（2）:206-209.hangGanlin（张甘霖）.Thedeepeninganddevelopmento

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