拉萨河流域下游湿地土壤重金属分布特征和生态风险评价

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拉萨河流域作为青藏高原高寒湿地的代表,同时处于全球变化的敏感区和生态系统典型脆弱区的特殊地位,在区域生态系统中发挥着举足轻重的作用,随着气候变化和人类活动的影响加剧,湿地退化现象日益严重,湿地脆弱性问题显著,为保护湿地生态系统,展开对拉萨河流域下游湿地土壤重金属的分布特征和生态风险评价研究,可以掌握拉萨河流域下游湿地土壤环境质量状况,为拉萨河流域下游湿地的管理、重金属的防治等提供科学基础。在拉萨河流域下游选取4个具代表性的湿地(甘曲湿地、巴嘎雪湿地、拉鲁湿地、茶巴郎湿地),共采集69个湿地土壤样品,并测定其理化性质参数和重金属含量,运用内梅罗污染指数法、地积累指数法、潜在生态风险指数法和数理统计分析、多元统计分析等方法对拉萨河流域下游湿地土壤中重金属的分布特征、生态风险和来源展开了研究。研究结果表明:(1)拉萨河流域下游湿地土壤主要为中性土壤,土壤p H均值大小依次为:茶巴郎(6.85)(29)甘曲(6.73)(29)拉鲁(6.50)(29)巴嘎雪(6.39)。电导率、全盐、阳离子交换量在各样点的水平差异较大,是因为有较高异常值。氧化还原电位表明4个湿地以强还原性环境为主。土壤中养分指标(有机质、总氮、总磷和总钾)基本处于第一到第三等级之间,表明拉萨河流域下游湿地土壤均比较肥沃。(2)除了拉鲁湿地土壤中Zn、Pb和Cd这3种元素非正态分布、变异系数较大(分别为86.49%、92.38%和136.23%),拉鲁湿地土壤中其余元素和其余湿地中8种元素均为正态分布且变异系数不大,表明拉萨河流域下游湿地土壤中元素的分布较均匀。总体而言,8种元素的平均含量都未超过国家生态环境部2018年发布的《土壤环境质量标准-农用地土壤风险管控标准》(GB15618-2018)的筛选值,但Cu、Zn、Pb、Cd和As分别有1、1、1、2和7个样点的浓度超过筛选值,为巴嘎雪湿地和拉鲁湿地的样点。(3)基于单因子指数和内梅罗综合污染指数评价,拉萨河流域下游各湿地土壤重金属污染状况为:甘曲湿地土壤中重金属的综合污染程度为轻微污染,巴嘎雪湿地为中度污染,拉鲁湿地为重度污染,茶巴郎湿地为轻微污染;地积累指数法评价结果表明:甘曲湿地、拉鲁湿地和茶巴郎湿地中大部分样点中元素为几乎未受污染的状态,巴嘎雪湿地中Cr、Ni、Zn、Pb、As和Hg主要呈现无污染的状态,Cu和Cd为无污染到中度污染,中大部分样点中8种元素为几乎无污染的状态;潜在生态风险指数法的评价结果表明四个湿地的湿地土壤中8种重金属暴露的综合潜在生态风险均为低风险,其中Cd在四个湿地中均贡献最高的风险,是主要风险因子。(4)由相关分析和主成分分析可知,拉萨河流域下游湿地土壤中重金属含量受到来源和土壤理化性质的影响。结合各湿地地理位置特征和分布特征等,推断重金属主要来源为交通污染源、农业面源污染源、自然来源等。研究的4个湿地中,巴嘎雪湿地和茶巴郎湿地沿着交通道路分布,拉鲁湿地处于城市中,被交通道路包围,造成交通运输源为这三个湿地土壤中重金属的重要来源,茶巴郎湿地和巴嘎雪湿地内部和周边分布的农田也使农业活动成为重金属的重要来源,长距离运输后大气沉降也是偏远的青藏高原土壤中重金属的重要来源。甘曲湿地因距离冈底斯成矿带的勒青拉铅锌矿距离较近而引起土壤中重金属元素含量较高。除此之外,相关分析表明各湿地土壤中重金属与土壤理化性质不同参数的相关性较高,表明进入湿地土壤的重金属受到湿地土壤独特的理化性质的影响也较大。
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