随着我国城市化进程的加快,城市污水处理率逐年提高,城市污水处理厂的污泥产量也急剧增加。将产量巨大,成分复杂的污泥无害化、资源化,是目前世界环境领域瞩目的研究课题之一。将污泥资源化的土地利用日益为人们所重视,由于污泥施田而引起的土壤中重金属环境风险有待进行深入的探索和研究。本研究经过对农田玉米连续两年不同剂量的施污后,测定污泥和土壤样品的物化性质和土壤肥力指标,采用修正的BCR三步连续提取法分步提取污泥和土壤样品,并分析Pb、Cd、Cu、Zn的不同形态,利用高压密封消解技术和ICP-MS分析Pb、Cd、Cu、Zn在玉米各器官中的分布及其转移富集特征。施污使土壤中有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾的含量明显上升,经过施污土壤肥力评价,污泥施用后确实显著改善了土壤肥力水平。因此,城市污泥是一种很好的有机肥源。污泥中Pb、Cd、Cu、Zn均以可交换态和弱酸溶解态、可还原态和可氧化态为主要存在形态,即主要以可被生物直接利用或易转化为生物利用的形式存在,而污泥中4种重金属的残渣态含量占较小比例。污泥施田后土壤中重金属总量随施污量的增加显著增加。对照我国土壤环境质量标准,Pb、Cu、Zn 3种元素的总量远小于我国土壤环境质量标准中的限值,Cd的含量在对照土壤和施污土壤中均偏高。施污土壤中Pb与Cu的形态分布类似,总体表现为残渣态>可氧化态>可还原态>可交换态和弱酸溶解态,不同的是土壤中的Cu元素以残渣态为主要形式存在,而Pb以不稳定的可交换态和弱酸溶解态、可还原态和可氧化形态为主要形式存在; Cd与Zn的形态分布类似,在对照土壤中主要以残渣态存在,但随着施污量的增加,残渣态在土壤中的比例逐渐减小,而可交换态和弱酸溶解态、可还原态、可氧化态3种不稳定形态的比例逐渐增大,且可还原态>可氧化态>可交换态和弱酸溶解态。施污土壤中4种重金属在弱酸性土壤中的移动性的高低依次为Cd>Zn>Pb>Cu。依据本研究中的试验结果,仅以移动性较大的Cd和Zn元素加以探讨,我们提出修正的风险评价因子标准并且评价了施污农田黑土重金属污染的环境风险,这种污泥连续施用的安全施用期至少为6年。玉米不同器官中4种重金属的平均浓度与土壤中的平均浓度呈现丰度对应的关系,均为Zn>Cu>Pb>Cd。玉米不同部位中Pb、Cd、Cu和Zn的浓度随施污量的升高而增加。按照我国食品污染物限量标准(GB2762-2005),玉米籽粒中Pb、Cd的最高允许浓度分别为0.2 mg.kg-1和0.1 mg.kg-1。包括对照在内的各种施污量农田玉米籽粒中Pb、Cd的含量均超标,12倍施用量农田玉米籽粒中Pb含量超标数倍。施污土壤上玉米对Pb、Cd、Cu、Zn等4种重金属的TF和EC均<1。相同施污量的玉米4种重金属的转移系数和富集系数均呈现相同的排序规律,其中转移系数Pb>Cd>Cu>Zn;富集系数Cd>Cu>Zn>Pb。Pb、Cd在玉米不同部位富集系数的排序基本为茎叶>根>籽粒;与Pb、Cd不同,Cu在玉米不同部位富集系数的排序为根>籽粒>茎叶,而Zn无明显规律。玉米根部对Cu、Zn的富集能力较强,对Pb、Cd富集能力较弱;与根部相反,玉米茎叶和籽粒对Cu、Zn的富集能力较弱,对Pb、Cd富集能力较强。