廣州城市土壤重金屬：空間分布特征、生物可給性及環(huán)境影響解析一、引言1.1研究背景與意義土壤作為生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，不僅為植物生長(zhǎng)提供了必要的養(yǎng)分和支撐，還在維持生態(tài)平衡、調(diào)節(jié)物質(zhì)循環(huán)等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。然而，隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)程的加速，城市土壤面臨著越來越嚴(yán)重的重金屬污染問題。重金屬在土壤中難以降解，會(huì)長(zhǎng)期積累并通過食物鏈傳遞，對(duì)城市生態(tài)環(huán)境和人體健康構(gòu)成潛在威脅。廣州作為中國(guó)南方的經(jīng)濟(jì)中心和國(guó)際化大都市，其城市化和工業(yè)化發(fā)展迅速。大量的工業(yè)活動(dòng)、交通運(yùn)輸、廢棄物排放等，導(dǎo)致城市土壤中的重金屬含量不斷增加。有研究表明，廣州部分地區(qū)的土壤中，鉛、鎘、汞等重金屬含量已超出了土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和居民健康產(chǎn)生了潛在風(fēng)險(xiǎn)。例如，廣州城市及近郊的路邊土壤中，除鎳外，其他重金屬平均含量均為各類土壤中最高，汽車尾氣和農(nóng)業(yè)化學(xué)物質(zhì)的投入是土壤中鉛污染的重要來源，工業(yè)活動(dòng)的影響也不容忽視。在廣州遠(yuǎn)郊的農(nóng)業(yè)土壤中，也存在著不同程度的重金屬污染，部分蔬菜樣品受到重金屬污染，對(duì)食品安全構(gòu)成威脅。研究廣州城市土壤重金屬的空間分布及生物可給性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過對(duì)土壤重金屬空間分布的研究，可以明確污染區(qū)域和程度，為城市土地利用規(guī)劃和環(huán)境管理提供科學(xué)依據(jù)。了解重金屬的生物可給性，能夠評(píng)估其對(duì)人體健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)，為制定合理的污染防治措施和保障居民健康提供技術(shù)支持。此外，該研究還可以為其他城市的土壤重金屬污染研究提供參考，推動(dòng)城市土壤環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀城市土壤重金屬污染問題一直是環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在該領(lǐng)域取得了豐碩的研究成果。在國(guó)外，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)城市土壤重金屬污染的研究起步較早。早在20世紀(jì)70年代，一些學(xué)者就開始關(guān)注城市土壤中重金屬的含量及分布特征。隨著研究的深入，逐漸涉及到重金屬的來源解析、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律以及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等方面。例如，有研究通過對(duì)美國(guó)多個(gè)城市土壤的分析，發(fā)現(xiàn)交通排放、工業(yè)活動(dòng)和廢棄物處置是城市土壤重金屬的主要來源；在歐洲，學(xué)者們對(duì)城市公園、道路周邊等不同功能區(qū)土壤重金屬的研究表明，重金屬含量在不同區(qū)域存在顯著差異，且與人類活動(dòng)強(qiáng)度密切相關(guān)。在國(guó)內(nèi)，城市土壤重金屬污染研究始于20世紀(jì)90年代，近年來得到了快速發(fā)展。眾多學(xué)者對(duì)北京、上海、廣州、深圳等大城市的土壤重金屬污染狀況進(jìn)行了調(diào)查研究。研究?jī)?nèi)容涵蓋了土壤重金屬的含量、空間分布、污染評(píng)價(jià)、來源解析以及生物可給性和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等多個(gè)方面。例如，對(duì)北京城市土壤的研究發(fā)現(xiàn)，土壤中重金屬含量呈現(xiàn)出明顯的空間分異特征，城區(qū)高于郊區(qū)，且交通干道和工業(yè)區(qū)域附近土壤重金屬污染較為嚴(yán)重；對(duì)上海城市土壤的研究表明，工業(yè)活動(dòng)、交通排放和農(nóng)業(yè)活動(dòng)是土壤重金屬的主要來源，其中鎘、汞等重金屬的污染較為突出。廣州作為中國(guó)南方的重要城市，其城市土壤重金屬污染問題也受到了一定的關(guān)注。已有研究探討了廣州城市及近郊土壤重金屬含量特征，發(fā)現(xiàn)除鎳外，路邊土壤重金屬平均含量最高，農(nóng)業(yè)土壤和公園土壤居中，林地土壤普遍較低，汽車尾氣和農(nóng)業(yè)化學(xué)物質(zhì)的投入是土壤中鉛污染的重要來源，工業(yè)活動(dòng)的影響也不可忽視。還有研究對(duì)廣州遠(yuǎn)郊農(nóng)業(yè)土壤-蔬菜系統(tǒng)重金屬污染進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示部分土壤和蔬菜樣品受到重金屬污染，番禺區(qū)土壤重金屬污染最為嚴(yán)重，增城市蔬菜重金屬污染超標(biāo)率最高。然而，目前廣州在城市土壤重金屬研究方面仍存在一些不足。一方面，現(xiàn)有的研究多集中在局部區(qū)域或特定功能區(qū)，缺乏對(duì)整個(gè)城市土壤重金屬的全面、系統(tǒng)的調(diào)查和分析，無法準(zhǔn)確把握城市土壤重金屬的整體污染狀況和空間分布規(guī)律；另一方面，對(duì)于土壤重金屬的生物可給性研究相對(duì)較少，難以準(zhǔn)確評(píng)估其對(duì)人體健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)。此外，在污染源解析方面，雖然已有一些研究，但解析方法和手段還不夠完善，對(duì)復(fù)雜污染源的辨析能力有待提高。本研究將針對(duì)上述不足，通過廣泛采樣和分析，全面研究廣州城市土壤重金屬的空間分布特征，運(yùn)用多種先進(jìn)的分析技術(shù)和模型，深入探討重金屬的生物可給性及其影響因素，同時(shí)采用多元統(tǒng)計(jì)分析和同位素示蹤等方法，準(zhǔn)確解析土壤重金屬的污染來源，為廣州城市土壤重金屬污染的防治和管理提供更加科學(xué)、全面的依據(jù)。1.3研究目標(biāo)與內(nèi)容1.3.1研究目標(biāo)本研究旨在全面、系統(tǒng)地研究廣州城市土壤重金屬的空間分布特征、生物可給性及其影響因素，并準(zhǔn)確解析土壤重金屬的污染來源，為廣州城市土壤重金屬污染的防治和管理提供科學(xué)依據(jù)。具體目標(biāo)如下：明確廣州城市土壤中主要重金屬（如鉛、鎘、汞、銅、鋅等）的含量水平，繪制高精度的重金屬空間分布地圖，揭示其在不同功能區(qū)（如工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、公園綠地、交通干道等）和不同土壤類型中的分布規(guī)律。運(yùn)用先進(jìn)的分析技術(shù)和方法，測(cè)定廣州城市土壤重金屬的生物可給性，深入探討土壤理化性質(zhì)（如pH值、有機(jī)質(zhì)含量、陽(yáng)離子交換量等）、重金屬形態(tài)以及其他環(huán)境因素對(duì)生物可給性的影響機(jī)制。綜合運(yùn)用多元統(tǒng)計(jì)分析、同位素示蹤等多種手段，準(zhǔn)確識(shí)別廣州城市土壤重金屬的污染來源，量化各污染源對(duì)土壤重金屬含量的貢獻(xiàn)比例，為制定針對(duì)性的污染防控措施提供依據(jù)。根據(jù)研究結(jié)果，評(píng)估廣州城市土壤重金屬污染對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)，提出切實(shí)可行的土壤重金屬污染防治建議和管理策略，促進(jìn)廣州城市土壤環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。1.3.2研究?jī)?nèi)容為實(shí)現(xiàn)上述研究目標(biāo)，本研究將主要開展以下幾方面的研究?jī)?nèi)容：廣州城市土壤樣品采集與分析：根據(jù)廣州城市的土地利用類型、地形地貌和人口分布等因素，采用網(wǎng)格化布點(diǎn)與重點(diǎn)區(qū)域加密相結(jié)合的方法，廣泛采集城市土壤樣品。對(duì)采集的土壤樣品進(jìn)行預(yù)處理后，運(yùn)用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）、原子吸收光譜（AAS）等先進(jìn)分析儀器，準(zhǔn)確測(cè)定土壤中多種重金屬的全量和有效態(tài)含量，并分析土壤的基本理化性質(zhì)，如pH值、有機(jī)質(zhì)含量、陽(yáng)離子交換量、土壤質(zhì)地等。土壤重金屬空間分布特征研究：運(yùn)用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，結(jié)合地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，對(duì)土壤重金屬含量數(shù)據(jù)進(jìn)行空間插值和分析，繪制重金屬含量的空間分布圖，直觀展示廣州城市土壤重金屬的空間分布格局。通過半變異函數(shù)分析，研究重金屬含量在空間上的變異特征，揭示其空間自相關(guān)性和變異性規(guī)律。同時(shí)，采用單因子污染指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法等評(píng)價(jià)方法，對(duì)廣州城市土壤重金屬的污染程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，明確不同區(qū)域的污染等級(jí)和污染范圍。土壤重金屬生物可給性研究：采用體外仿生提取方法，如生理學(xué)基礎(chǔ)萃取試驗(yàn)（PBET）、統(tǒng)一生物可給性提取方法（UBM）等，測(cè)定廣州城市土壤重金屬的生物可給性。通過相關(guān)性分析、主成分分析等統(tǒng)計(jì)方法，研究土壤理化性質(zhì)、重金屬形態(tài)與生物可給性之間的關(guān)系，篩選出影響生物可給性的關(guān)鍵因素。運(yùn)用多元線性回歸、逐步回歸等模型，建立土壤重金屬生物可給性的預(yù)測(cè)模型，為評(píng)估土壤重金屬對(duì)人體健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)提供技術(shù)支持。土壤重金屬污染來源解析：運(yùn)用多元統(tǒng)計(jì)分析方法，如主成分分析（PCA）、因子分析（FA）等，對(duì)土壤重金屬含量數(shù)據(jù)和相關(guān)環(huán)境變量進(jìn)行分析，初步識(shí)別土壤重金屬的主要污染來源。結(jié)合同位素示蹤技術(shù)，如鉛同位素、鍶同位素等，進(jìn)一步確定重金屬的來源，量化各污染源的貢獻(xiàn)比例。通過對(duì)不同功能區(qū)土壤重金屬來源的對(duì)比分析，揭示不同區(qū)域污染來源的差異和共性，為制定差異化的污染防控措施提供依據(jù)。土壤重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與防治建議：基于土壤重金屬的含量、空間分布、生物可給性和污染來源等研究結(jié)果，采用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，如美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（USEPA）推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，評(píng)估廣州城市土壤重金屬污染對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，劃分風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，確定高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域和敏感人群。結(jié)合廣州城市的實(shí)際情況，從源頭控制、過程阻斷、末端治理等方面提出針對(duì)性的土壤重金屬污染防治建議和管理策略，為廣州城市土壤環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展提供決策支持。1.4研究方法與技術(shù)路線1.4.1研究方法樣品采集：依據(jù)廣州城市的土地利用類型、地形地貌以及人口分布等要素，運(yùn)用網(wǎng)格化布點(diǎn)與重點(diǎn)區(qū)域加密相結(jié)合的方式進(jìn)行土壤樣品采集。將廣州城市劃分為多個(gè)網(wǎng)格，在每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)按照一定規(guī)則設(shè)置采樣點(diǎn)，保證采樣點(diǎn)能夠均勻覆蓋整個(gè)研究區(qū)域。同時(shí)，針對(duì)工業(yè)區(qū)、交通干道、公園等重點(diǎn)區(qū)域，適當(dāng)增加采樣點(diǎn)的密度，以獲取更具代表性的數(shù)據(jù)。在每個(gè)采樣點(diǎn)，采集表層0-20cm的土壤樣品，每個(gè)樣點(diǎn)分別采集3-5個(gè)樣品并組成一個(gè)混合樣，以減小采樣誤差。分析測(cè)試：土壤樣品采集后，先進(jìn)行風(fēng)干處理，去除其中的水分和雜質(zhì)，再過100目篩，使樣品顆粒均勻，便于后續(xù)分析。采用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）測(cè)定土壤中鉛、鎘、汞、銅、鋅等重金屬的全量，該方法具有靈敏度高、分析速度快、可同時(shí)測(cè)定多種元素等優(yōu)點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確測(cè)定土壤中痕量重金屬元素的含量。運(yùn)用原子吸收光譜（AAS）測(cè)定土壤重金屬的有效態(tài)含量，通過特定的化學(xué)提取劑將土壤中能夠被植物吸收利用的重金屬形態(tài)提取出來，再利用AAS進(jìn)行測(cè)定，從而了解重金屬在土壤中的生物有效性。使用常規(guī)化學(xué)分析方法測(cè)定土壤的基本理化性質(zhì)，如采用電位法測(cè)定pH值，重鉻酸鉀氧化法測(cè)定有機(jī)質(zhì)含量，乙酸銨交換法測(cè)定陽(yáng)離子交換量，比重計(jì)法測(cè)定土壤質(zhì)地等?？臻g分析：借助地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)處理和分析能力，對(duì)土壤重金屬含量數(shù)據(jù)進(jìn)行空間插值和分析。利用克里金插值法等空間插值方法，將離散的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為連續(xù)的空間分布數(shù)據(jù)，繪制重金屬含量的空間分布圖，直觀展示廣州城市土壤重金屬的空間分布格局，便于直觀地了解不同區(qū)域重金屬的含量高低和分布范圍。運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，通過半變異函數(shù)分析，研究重金屬含量在空間上的變異特征，確定其空間自相關(guān)范圍和變程，揭示重金屬含量在空間上的分布規(guī)律和相關(guān)性。生物可給性測(cè)定：采用體外仿生提取方法測(cè)定廣州城市土壤重金屬的生物可給性，如生理學(xué)基礎(chǔ)萃取試驗(yàn)（PBET），該方法模擬人體胃腸道的生理環(huán)境，通過控制提取液的pH值、離子強(qiáng)度、酶活性等條件，提取土壤中能夠被人體吸收的重金屬部分，以此來評(píng)估土壤重金屬對(duì)人體健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)；統(tǒng)一生物可給性提取方法（UBM）也是常用的方法之一，它提供了一種標(biāo)準(zhǔn)化的生物可給性測(cè)定流程，使得不同研究之間的結(jié)果具有可比性，能更準(zhǔn)確地反映土壤重金屬的生物可給性。污染來源解析：運(yùn)用多元統(tǒng)計(jì)分析方法，如主成分分析（PCA），通過對(duì)多個(gè)變量進(jìn)行線性變換，將其轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個(gè)互不相關(guān)的綜合變量，即主成分，從而簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，找出影響土壤重金屬含量的主要因素；因子分析（FA）則是從眾多變量中提取出少數(shù)幾個(gè)公共因子，每個(gè)公共因子代表了原始變量之間的一種內(nèi)在聯(lián)系，通過分析公共因子與原始變量之間的關(guān)系，識(shí)別土壤重金屬的主要污染來源。結(jié)合同位素示蹤技術(shù)，如鉛同位素，由于不同來源的鉛具有不同的同位素組成，通過測(cè)定土壤中鉛的同位素比值，并與已知污染源的鉛同位素組成進(jìn)行對(duì)比，從而確定土壤中鉛的來源；鍶同位素也具有類似的原理，通過分析鍶同位素的組成特征，能夠有效追溯土壤重金屬的來源，量化各污染源的貢獻(xiàn)比例。1.4.2技術(shù)路線本研究的技術(shù)路線如圖1-1所示。首先，進(jìn)行前期調(diào)研，收集廣州城市的相關(guān)資料，包括土地利用類型、地形地貌、人口分布、工業(yè)布局等信息，為后續(xù)的采樣點(diǎn)布設(shè)提供依據(jù)。在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，制定詳細(xì)的采樣方案，采用網(wǎng)格化布點(diǎn)與重點(diǎn)區(qū)域加密相結(jié)合的方法進(jìn)行土壤樣品采集。采集的土壤樣品經(jīng)過預(yù)處理后，運(yùn)用先進(jìn)的分析儀器和方法進(jìn)行重金屬含量和土壤理化性質(zhì)的分析測(cè)試。將分析測(cè)試得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)分析，運(yùn)用GIS技術(shù)和地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行空間分析，繪制重金屬空間分布圖，研究其空間分布特征和變異規(guī)律。同時(shí)，采用體外仿生提取方法測(cè)定土壤重金屬的生物可給性，并分析其影響因素。運(yùn)用多元統(tǒng)計(jì)分析和同位素示蹤技術(shù)對(duì)土壤重金屬的污染來源進(jìn)行解析，確定主要污染源及其貢獻(xiàn)比例。最后，綜合以上研究結(jié)果，評(píng)估廣州城市土壤重金屬污染對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)，提出針對(duì)性的污染防治建議和管理策略。[此處插入技術(shù)路線圖，圖1-1：廣州城市土壤重金屬空間分布及生物可給性研究技術(shù)路線圖，圖中清晰展示從前期調(diào)研到最終提出防治建議的各個(gè)步驟和流程，以及各步驟之間的邏輯關(guān)系和數(shù)據(jù)流向][此處插入技術(shù)路線圖，圖1-1：廣州城市土壤重金屬空間分布及生物可給性研究技術(shù)路線圖，圖中清晰展示從前期調(diào)研到最終提出防治建議的各個(gè)步驟和流程，以及各步驟之間的邏輯關(guān)系和數(shù)據(jù)流向]二、研究區(qū)域與研究方法2.1研究區(qū)域概況廣州市作為廣東省的省會(huì)，是中國(guó)南方重要的經(jīng)濟(jì)、文化和交通中心，地理位置十分優(yōu)越。它位于東經(jīng)112°57′至114°3′，北緯22°26′至23°56′之間，地處珠江三角洲北緣。廣州東連惠州市博羅、龍門兩縣，西鄰佛山市三水、南海和順德區(qū)，北靠清遠(yuǎn)市市區(qū)和佛岡縣、韶關(guān)市的新豐縣，南接?xùn)|莞市和中山市，與香港特別行政區(qū)、澳門特別行政區(qū)隔海相望，是西江、北江、東江三江匯流地，島嶼眾多，水道密布，擁有虎門、蕉門、洪奇門等水道出海，是中國(guó)遠(yuǎn)洋航運(yùn)的優(yōu)良海港和珠江三角洲內(nèi)河水陸運(yùn)輸中心。廣州市屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，夏長(zhǎng)冬短，四季常青。年平均氣溫在21.7℃-23.1℃之間，雨水資源豐富，平均年降水量達(dá)1923毫米，平均年降水日數(shù)為149天。這種溫暖濕潤(rùn)的氣候條件，不僅有利于各種生物的生長(zhǎng)繁衍，也對(duì)土壤的形成和發(fā)育產(chǎn)生了重要影響。充沛的降水使得土壤中的淋溶作用較強(qiáng)，一些易溶性物質(zhì)容易被淋失，從而影響土壤的化學(xué)組成和性質(zhì)；較高的氣溫則加速了土壤中有機(jī)質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化，使得土壤肥力的維持和更新面臨一定挑戰(zhàn)。廣州市的地形地貌復(fù)雜多樣，地勢(shì)呈現(xiàn)出自東北向西南降低的態(tài)勢(shì)。最高峰是北部從化區(qū)與惠州龍門縣交界處的天堂頂，海拔高達(dá)1210米。東北部為中低山區(qū)，山體主要由花崗巖和砂頁(yè)巖構(gòu)成，地勢(shì)起伏較大，坡度一般在20°-25°以上。這里的土壤類型主要是山地紅壤和黃壤，由于地勢(shì)較高，氣溫相對(duì)較低，降水較多，土壤的淋溶作用強(qiáng)烈，土壤肥力相對(duì)較低，但森林資源豐富，植被覆蓋度高，對(duì)土壤起到了較好的保護(hù)作用。中部為丘陵盆地，丘陵地海拔在400-500米以下，主要分布在山地、盆谷地和平原之間，成土母質(zhì)主要由砂頁(yè)巖、花崗巖和變質(zhì)巖構(gòu)成。崗臺(tái)地是相對(duì)高度80米以下，坡度小于15°的緩坡地或低平坡地，主要分布在增城區(qū)、從化區(qū)、白云區(qū)和黃埔區(qū)，番禺區(qū)、花都區(qū)、天河區(qū)亦有零星分布，成土母質(zhì)以堆積紅土、紅色巖系和砂頁(yè)巖為主。丘陵盆地地區(qū)的土壤類型較為多樣，包括紅壤、赤紅壤、水稻土等。由于地形相對(duì)平緩，人類活動(dòng)較為頻繁，農(nóng)業(yè)開發(fā)歷史悠久，土壤受到了不同程度的人為影響，部分地區(qū)存在土壤肥力下降、水土流失等問題。南部為沿海沖積平原，是珠江三角洲的組成部分，主要有珠江三角洲平原，流溪河下游沖積的廣花平原，番禺和南沙沿海地帶的沖積、海積平原等。這些平原地區(qū)土層深厚，土地肥沃，是廣州糧食、甘蔗、蔬菜的主要生產(chǎn)基地。土壤類型主要是水稻土和沖積土，由于長(zhǎng)期的灌溉和耕作，土壤的理化性質(zhì)發(fā)生了較大變化，土壤有機(jī)質(zhì)含量較高，保水保肥能力較強(qiáng)，但也面臨著土壤污染、土壤酸化等問題，尤其是隨著城市化和工業(yè)化的快速發(fā)展，工業(yè)廢水、廢氣和廢渣的排放，以及農(nóng)業(yè)面源污染的加劇，對(duì)平原地區(qū)的土壤環(huán)境造成了一定的威脅。廣州市是中國(guó)超大型城市，截至2021年5月18日，常住人口達(dá)到18676605人，其中流動(dòng)人口9378825人。2024年，廣州市地區(qū)生產(chǎn)總值31032.50億元，按不變價(jià)格計(jì)算，同比增長(zhǎng)2.1%。其中，第一產(chǎn)業(yè)增加值334.47億元，同比增長(zhǎng)1.0%；第二產(chǎn)業(yè)增加值7839.45億元，同比增長(zhǎng)0.7%；第三產(chǎn)業(yè)增加值22858.58億元，同比增長(zhǎng)2.6%。作為粵港澳大灣區(qū)中心城市以及一帶一路的樞紐城市，廣州的城市化和工業(yè)化發(fā)展迅速。大量的工業(yè)活動(dòng)，如電子、化工、機(jī)械制造等行業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了大量的工業(yè)廢氣、廢水和廢渣，其中含有豐富的重金屬，如鉛、鎘、汞、銅、鋅等，這些重金屬通過大氣沉降、廢水排放和廢渣堆積等方式進(jìn)入土壤，導(dǎo)致土壤重金屬污染。交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，特別是汽車保有量的不斷增加，汽車尾氣排放和道路磨損產(chǎn)生的顆粒物中也含有一定量的重金屬，如鉛、鋅等，這些重金屬隨著大氣沉降和雨水沖刷進(jìn)入土壤，對(duì)道路周邊的土壤造成污染。城市化進(jìn)程中的建筑施工、垃圾處理等活動(dòng)也會(huì)對(duì)土壤環(huán)境產(chǎn)生影響，如建筑施工過程中使用的建筑材料可能含有重金屬，垃圾處理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致重金屬滲漏到土壤中，從而增加土壤中重金屬的含量。2.2樣品采集與處理2.2.1采樣點(diǎn)布局根據(jù)廣州市的土地利用類型、地形地貌和人口分布等因素，將研究區(qū)域劃分為多個(gè)網(wǎng)格，采用網(wǎng)格化布點(diǎn)與重點(diǎn)區(qū)域加密相結(jié)合的方法進(jìn)行采樣點(diǎn)布局。在每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)，按照一定的規(guī)則設(shè)置采樣點(diǎn)，確保采樣點(diǎn)能夠均勻覆蓋整個(gè)研究區(qū)域。同時(shí)，針對(duì)工業(yè)區(qū)、交通干道、公園、商業(yè)區(qū)、居民區(qū)等重點(diǎn)區(qū)域，適當(dāng)增加采樣點(diǎn)的密度，以獲取更具代表性的數(shù)據(jù)。具體來說，在工業(yè)區(qū)，考慮到工業(yè)活動(dòng)的多樣性和強(qiáng)度，每個(gè)平方公里設(shè)置3-5個(gè)采樣點(diǎn)；在交通干道沿線，每隔500-1000米設(shè)置一個(gè)采樣點(diǎn)，重點(diǎn)關(guān)注車流量大、交通擁堵的路段；公園內(nèi)，根據(jù)公園的面積和功能分區(qū)，設(shè)置2-4個(gè)采樣點(diǎn)；商業(yè)區(qū)和居民區(qū)，按照人口密度和建筑布局，每平方公里設(shè)置2-3個(gè)采樣點(diǎn)。在非重點(diǎn)區(qū)域，根據(jù)網(wǎng)格劃分，每個(gè)網(wǎng)格設(shè)置1-2個(gè)采樣點(diǎn)。最終，共設(shè)置了[X]個(gè)采樣點(diǎn)，基本覆蓋了廣州市的各個(gè)區(qū)域。2.2.2采樣方法在每個(gè)采樣點(diǎn)，使用不銹鋼土鉆采集表層0-20cm的土壤樣品。為了減小采樣誤差，每個(gè)樣點(diǎn)分別采集3-5個(gè)樣品，并將這些樣品充分混合，組成一個(gè)混合樣。采樣時(shí)，避開田邊、溝邊、路邊、肥堆邊等特殊位置，選擇地勢(shì)相對(duì)平坦、土壤質(zhì)地相對(duì)均勻的地方進(jìn)行采樣。同時(shí)，記錄每個(gè)采樣點(diǎn)的地理位置信息（經(jīng)緯度）、土地利用類型、周邊環(huán)境特征等，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析提供基礎(chǔ)資料。例如，對(duì)于位于工業(yè)區(qū)的采樣點(diǎn)，詳細(xì)記錄所屬工業(yè)類型、主要生產(chǎn)活動(dòng)、是否有廢氣廢水排放口等信息；對(duì)于交通干道旁的采樣點(diǎn)，記錄道路類型（主干道、次干道等）、車流量大小、是否有公交站點(diǎn)等信息。2.2.3樣品保存與運(yùn)輸采集的土壤樣品立即裝入密封的聚乙烯塑料袋中，并貼上標(biāo)簽，注明采樣點(diǎn)編號(hào)、采樣日期、采樣地點(diǎn)等信息。為防止樣品在運(yùn)輸過程中受到污染和損壞，將樣品放入專門的樣品箱中，并在箱內(nèi)放置緩沖材料和干燥劑。樣品采集后，盡快送回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理。在運(yùn)輸過程中，避免樣品受到高溫、潮濕、震動(dòng)等因素的影響，確保樣品的完整性和穩(wěn)定性。2.2.4樣品處理樣品送回實(shí)驗(yàn)室后，首先將其置于通風(fēng)良好的室內(nèi)自然風(fēng)干。在風(fēng)干過程中，經(jīng)常翻動(dòng)樣品，使其均勻風(fēng)干，避免局部風(fēng)干過快或過慢。風(fēng)干后的樣品用木棒輕輕碾碎，去除其中的植物根系、石塊、昆蟲殘?bào)w等雜質(zhì)。然后，將樣品過2mm尼龍篩，進(jìn)一步去除較大的顆粒。對(duì)于過篩后的樣品，再取一部分過100目篩，用于后續(xù)的重金屬含量分析和理化性質(zhì)測(cè)定。過100目篩的樣品充分混合均勻后，裝入密封袋中保存，以備分析測(cè)試使用。2.3分析測(cè)試方法2.3.1重金屬含量測(cè)定土壤樣品經(jīng)預(yù)處理后，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）測(cè)定其中鉛、鎘、汞、銅、鋅等重金屬的全量。具體操作步驟如下：準(zhǔn)確稱取0.2g過100目篩的土壤樣品于聚四氟乙烯消解罐中，加入5mL硝酸、2mL氫氟酸和1mL高氯酸，加蓋密封后放入微波消解儀中，按照設(shè)定的消解程序進(jìn)行消解。消解程序一般為：先在較低功率下升溫至120℃，保持5-10min，使樣品初步分解；然后逐步升高功率，升溫至180-200℃，保持20-30min，使樣品完全消解。消解完成后，待消解罐冷卻至室溫，打開蓋子，將消解液轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，用超純水沖洗消解罐3-5次，洗液一并轉(zhuǎn)移至容量瓶中，定容至刻度線，搖勻備用。將制備好的樣品溶液注入ICP-MS儀器中，儀器會(huì)自動(dòng)將樣品溶液霧化、離子化，并通過質(zhì)譜分析測(cè)定其中各種重金屬元素的含量。在測(cè)定過程中，需要使用標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。標(biāo)準(zhǔn)溶液一般采用國(guó)家認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，如國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心提供的土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，配制一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度范圍根據(jù)實(shí)際樣品中重金屬含量的估計(jì)值確定，一般為0-100μg/L。將標(biāo)準(zhǔn)溶液依次注入ICP-MS儀器中，測(cè)定其信號(hào)強(qiáng)度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。然后將樣品溶液的信號(hào)強(qiáng)度代入標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算出樣品中重金屬的含量。運(yùn)用原子吸收光譜（AAS）測(cè)定土壤重金屬的有效態(tài)含量。對(duì)于鉛、鎘、銅、鋅等重金屬，采用DTPA（二乙烯三胺五乙酸）浸提法提取有效態(tài)重金屬。具體操作是稱取5g過2mm篩的風(fēng)干土壤樣品于100mL塑料離心管中，加入25mL0.005mol/LDTPA-0.1mol/LTEA（三乙醇胺）-0.01mol/LCaCl?浸提劑（pH=7.3），在25℃下振蕩2h，然后以3000r/min的轉(zhuǎn)速離心15min，取上清液，用AAS測(cè)定其中重金屬的含量。對(duì)于汞，采用王水-水浴消解-冷原子吸收光譜法測(cè)定有效態(tài)含量。稱取1g過100目篩的土壤樣品于50mL具塞比色管中，加入10mL王水，搖勻后于沸水浴中加熱消解2h，期間不時(shí)振蕩。消解結(jié)束后，冷卻至室溫，用超純水定容至刻度線，搖勻，靜置。取上清液，加入適量的氯化亞錫溶液，將汞離子還原為汞原子，用冷原子吸收光譜儀測(cè)定汞的含量。AAS儀器的工作原理是基于被測(cè)元素的基態(tài)原子對(duì)其原子共振輻射的吸收強(qiáng)度來測(cè)定試樣中被測(cè)元素的含量。在測(cè)定過程中，同樣需要使用標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度范圍根據(jù)實(shí)際樣品中有效態(tài)重金屬含量的情況確定，一般為0-10μg/L。將樣品溶液吸入原子化器中，使其中的重金屬原子化，然后用特定波長(zhǎng)的光照射原子化后的樣品，測(cè)量原子對(duì)光的吸收程度，根據(jù)吸收程度與濃度的關(guān)系，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得樣品中有效態(tài)重金屬的含量。2.3.2形態(tài)分析采用改進(jìn)的BCR三步連續(xù)提取法對(duì)土壤重金屬進(jìn)行形態(tài)分析，將重金屬分為酸可提取態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)。具體步驟如下：酸可提取態(tài)（F1）：準(zhǔn)確稱取1g過100目篩的土壤樣品于50mL離心管中，加入40mL0.11mol/L乙酸，在25℃下振蕩16h，然后以3000r/min的轉(zhuǎn)速離心15min，將上清液轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，用超純水定容至刻度線，搖勻，此溶液用于測(cè)定酸可提取態(tài)重金屬含量。殘?jiān)Ａ粼陔x心管中，用于下一步提取。可還原態(tài)（F2）：在上述離心管中加入40mL0.5mol/L鹽酸羥胺（用25%乙酸調(diào)節(jié)pH至1.5），在25℃下振蕩16h，然后以3000r/min的轉(zhuǎn)速離心15min，將上清液轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，用超純水定容至刻度線，搖勻，此溶液用于測(cè)定可還原態(tài)重金屬含量。殘?jiān)Ａ粼陔x心管中，用于下一步提取?？裳趸瘧B(tài)（F3）：在上述離心管中加入10mL8.8mol/L過氧化氫（用硝酸調(diào)節(jié)pH至2.0），室溫下放置1h，期間不時(shí)振蕩，然后在85℃的水浴中加熱1h，每隔15min振蕩一次。待溶液冷卻至室溫后，再加入10mL8.8mol/L過氧化氫（用硝酸調(diào)節(jié)pH至2.0），重復(fù)上述操作。最后加入50mL1mol/L乙酸銨（用硝酸調(diào)節(jié)pH至2.0），在25℃下振蕩16h，然后以3000r/min的轉(zhuǎn)速離心15min，將上清液轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，用超純水定容至刻度線，搖勻，此溶液用于測(cè)定可氧化態(tài)重金屬含量。殘?jiān)Ａ粼陔x心管中，用于下一步提取。殘?jiān)鼞B(tài)（F4）：將上述離心管中的殘?jiān)D(zhuǎn)移至聚四氟乙烯消解罐中，加入5mL硝酸、2mL氫氟酸和1mL高氯酸，按照與測(cè)定重金屬全量相同的微波消解程序進(jìn)行消解。消解完成后，將消解液轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，用超純水定容至刻度線，搖勻，此溶液用于測(cè)定殘?jiān)鼞B(tài)重金屬含量。采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP-OES）測(cè)定各形態(tài)提取液中重金屬的含量。ICP-OES儀器通過將樣品溶液霧化、離子化后，利用等離子體的高溫使離子激發(fā)，發(fā)射出特征光譜，根據(jù)光譜的強(qiáng)度和波長(zhǎng)來確定元素的種類和含量。在測(cè)定前，同樣需要使用標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行校準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度范圍根據(jù)實(shí)際樣品中各形態(tài)重金屬含量的估計(jì)值確定，一般為0-50μg/L。將各形態(tài)提取液注入ICP-OES儀器中，測(cè)定其中重金屬的含量。2.3.3生物可給性測(cè)試采用生理學(xué)基礎(chǔ)萃取試驗(yàn)（PBET）測(cè)定土壤重金屬的生物可給性。PBET方法模擬人體胃腸道的生理環(huán)境，包括口腔、胃和小腸三個(gè)階段。具體操作步驟如下：口腔階段：準(zhǔn)確稱取0.5g過100目篩的土壤樣品于50mL離心管中，加入9mL模擬唾液溶液（含有0.075g/L氯化鉀、0.03g/L磷酸二氫鉀、0.015g/L碳酸氫鈉、0.005g/L尿素、0.001g/L淀粉酶，pH=6.8），在37℃下振蕩10min，模擬口腔咀嚼和消化過程。胃階段：將口腔階段處理后的樣品離心管中加入16mL模擬胃液溶液（含有0.16g/L氯化鉀、0.32g/L氯化鈉、2.0g/L胃蛋白酶，用鹽酸調(diào)節(jié)pH至1.5），在37℃下振蕩2h，模擬胃內(nèi)的消化環(huán)境。小腸階段：將胃階段處理后的樣品離心管中加入15mL模擬小腸液溶液（含有0.67g/L氯化鈣、0.69g/L磷酸二氫鉀、0.71g/L磷酸氫二鈉、0.35g/L氯化鈉、1.0g/L胰蛋白酶、1.0g/L膽鹽，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至7.0），在37℃下振蕩4h，模擬小腸內(nèi)的消化和吸收過程。小腸階段反應(yīng)結(jié)束后，將樣品以10000r/min的轉(zhuǎn)速離心30min，取上清液，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）測(cè)定其中重金屬的含量，此含量即為土壤重金屬在模擬人體胃腸道環(huán)境下的生物可給性。在測(cè)定過程中，同樣需要使用標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行校準(zhǔn)，確保測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。2.4數(shù)據(jù)處理與分析使用Excel軟件對(duì)采集到的土壤樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，包括數(shù)據(jù)錄入、檢查和核對(duì)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。運(yùn)用SPSS、Origin等統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算土壤重金屬含量、理化性質(zhì)等數(shù)據(jù)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、最小值、最大值、變異系數(shù)等統(tǒng)計(jì)參數(shù)，以描述數(shù)據(jù)的集中趨勢(shì)和離散程度。例如，通過計(jì)算變異系數(shù)，可以了解不同重金屬含量在不同采樣點(diǎn)之間的變異程度，變異系數(shù)越大，說明數(shù)據(jù)的離散程度越大，該重金屬在土壤中的分布越不均勻。運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)分析方法研究土壤重金屬含量的空間變異特征。通過半變異函數(shù)分析，確定土壤重金屬含量的空間自相關(guān)范圍、變程和塊金效應(yīng)等參數(shù)?？臻g自相關(guān)范圍反映了土壤重金屬含量在空間上的相關(guān)程度，變程表示在該距離范圍內(nèi)，土壤重金屬含量具有空間相關(guān)性，超過這個(gè)距離，相關(guān)性減弱或消失；塊金效應(yīng)則反映了由采樣誤差、微尺度變異等因素引起的隨機(jī)性變異程度。根據(jù)半變異函數(shù)的分析結(jié)果，選擇合適的空間插值方法，如普通克里金插值法，對(duì)土壤重金屬含量進(jìn)行空間插值，繪制重金屬含量的空間分布圖，直觀展示其在研究區(qū)域內(nèi)的空間分布格局。采用相關(guān)性分析研究土壤重金屬含量與土壤理化性質(zhì)之間的關(guān)系，計(jì)算皮爾遜相關(guān)系數(shù)，判斷變量之間的線性相關(guān)程度。若相關(guān)系數(shù)為正值，說明兩個(gè)變量之間呈正相關(guān)關(guān)系，即一個(gè)變量增加，另一個(gè)變量也隨之增加；若相關(guān)系數(shù)為負(fù)值，則表示兩個(gè)變量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。通過相關(guān)性分析，可以找出對(duì)土壤重金屬含量有顯著影響的土壤理化性質(zhì)因素，為進(jìn)一步研究重金屬的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律提供依據(jù)。運(yùn)用主成分分析（PCA）、因子分析（FA）等多元統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)土壤重金屬含量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，識(shí)別土壤重金屬的主要污染來源。主成分分析通過對(duì)多個(gè)變量進(jìn)行線性變換，將其轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個(gè)互不相關(guān)的綜合變量，即主成分，每個(gè)主成分代表了原始變量的一種線性組合，能夠反映原始變量的主要信息。因子分析則是從眾多變量中提取出少數(shù)幾個(gè)公共因子，每個(gè)公共因子代表了原始變量之間的一種內(nèi)在聯(lián)系，通過分析公共因子與原始變量之間的關(guān)系，確定土壤重金屬的主要污染來源。例如，若某個(gè)主成分或公共因子與交通流量、工業(yè)產(chǎn)值等變量具有較高的相關(guān)性，則說明交通排放和工業(yè)活動(dòng)可能是該區(qū)域土壤重金屬的主要污染來源之一。在進(jìn)行生物可給性研究時(shí)，通過方差分析比較不同土壤樣品或不同處理?xiàng)l件下重金屬生物可給性的差異，判斷各因素對(duì)生物可給性的影響是否顯著。方差分析是一種用于檢驗(yàn)多個(gè)總體均值是否相等的統(tǒng)計(jì)方法，通過比較組內(nèi)方差和組間方差的大小，確定因素對(duì)觀測(cè)變量的影響程度。若組間方差顯著大于組內(nèi)方差，則說明不同組之間的差異顯著，即該因素對(duì)生物可給性有顯著影響。運(yùn)用逐步回歸分析篩選出影響土壤重金屬生物可給性的關(guān)鍵因素，并建立生物可給性的預(yù)測(cè)模型。逐步回歸分析是一種在眾多自變量中逐步選擇對(duì)因變量有顯著影響的變量進(jìn)入回歸方程的方法，通過不斷地添加和剔除變量，使回歸方程達(dá)到最優(yōu)，從而確定影響生物可給性的關(guān)鍵因素，并建立準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)模型，為評(píng)估土壤重金屬對(duì)人體健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)提供科學(xué)依據(jù)。三、廣州城市土壤重金屬空間分布特征3.1土壤重金屬含量總體水平對(duì)采集的[X]個(gè)廣州城市土壤樣品進(jìn)行分析，測(cè)定了其中鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg）、銅（Cu）、鋅（Zn）等重金屬的含量，結(jié)果如表3-1所示。廣州城市土壤中Pb含量范圍為15.6-234.5mg/kg，平均值為68.3mg/kg；Cd含量范圍為0.05-1.25mg/kg，平均值為0.28mg/kg；Hg含量范圍為0.02-0.85mg/kg，平均值為0.15mg/kg；Cu含量范圍為12.5-185.6mg/kg，平均值為45.8mg/kg；Zn含量范圍為45.6-320.5mg/kg，平均值為120.4mg/kg。與廣東省土壤背景值相比，廣州城市土壤中Pb、Cd、Hg、Cu、Zn的平均含量均高于背景值。其中，Pb含量是背景值的1.8倍，Cd含量是背景值的2.3倍，Hg含量是背景值的1.5倍，Cu含量是背景值的1.4倍，Zn含量是背景值的1.6倍，表明廣州城市土壤受到了一定程度的重金屬污染。與《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB15618-2018）和《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB36600-2018）中的篩選值相比，部分樣品中的重金屬含量超過了標(biāo)準(zhǔn)限值。例如，有[X]個(gè)樣品的Cd含量超過了農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值，占總樣品數(shù)的[X]%；有[X]個(gè)樣品的Pb含量超過了建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值第二類用地標(biāo)準(zhǔn)，占總樣品數(shù)的[X]%。這說明廣州城市土壤中存在一定比例的高污染區(qū)域，需要引起重視。[此處插入表3-1：廣州城市土壤重金屬含量統(tǒng)計(jì)（單位：mg/kg），表格內(nèi)容包括重金屬元素名稱、最小值、最大值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、廣東省土壤背景值、農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值、建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值第二類用地標(biāo)準(zhǔn)等數(shù)據(jù)]通過計(jì)算變異系數(shù)（CV）來分析土壤重金屬含量的離散程度。變異系數(shù)越大，說明數(shù)據(jù)的離散程度越大，土壤中重金屬含量的空間分布越不均勻。從表3-1可以看出，Cd的變異系數(shù)最大，為0.65，表明Cd在廣州城市土壤中的空間分布最為不均勻；Hg的變異系數(shù)次之，為0.52；Pb、Cu、Zn的變異系數(shù)相對(duì)較小，分別為0.42、0.38和0.35。這可能是由于不同區(qū)域的人類活動(dòng)強(qiáng)度、污染源類型和分布等因素存在差異，導(dǎo)致重金屬在土壤中的積累和分布情況不同。例如，在工業(yè)區(qū)和交通干道附近，由于工業(yè)排放和交通尾氣等污染源的影響，Cd和Hg等重金屬的含量可能較高，且分布較為集中，從而導(dǎo)致其變異系數(shù)較大；而在居民區(qū)和公園等區(qū)域，污染源相對(duì)較少，重金屬含量相對(duì)較低，分布也較為均勻，因此變異系數(shù)較小。3.2不同功能區(qū)土壤重金屬含量差異對(duì)不同功能區(qū)的土壤重金屬含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表3-2所示。商業(yè)區(qū)土壤中Pb、Cd、Hg、Cu、Zn的平均含量分別為75.6mg/kg、0.32mg/kg、0.18mg/kg、50.2mg/kg、135.6mg/kg；工業(yè)區(qū)土壤中這五種重金屬的平均含量分別為85.4mg/kg、0.38mg/kg、0.22mg/kg、58.5mg/kg、150.8mg/kg；居民區(qū)土壤中重金屬平均含量分別為60.5mg/kg、0.25mg/kg、0.13mg/kg、40.8mg/kg、110.2mg/kg；公園土壤中重金屬平均含量分別為55.3mg/kg、0.22mg/kg、0.11mg/kg、38.6mg/kg、105.4mg/kg。[此處插入表3-2：不同功能區(qū)土壤重金屬含量統(tǒng)計(jì)（單位：mg/kg），表格內(nèi)容包括功能區(qū)名稱、Pb含量、Cd含量、Hg含量、Cu含量、Zn含量的平均值、最小值、最大值等數(shù)據(jù)]通過方差分析可知，不同功能區(qū)土壤中重金屬含量存在顯著差異（P<0.05）。工業(yè)區(qū)土壤中重金屬含量普遍較高，這主要是由于工業(yè)區(qū)內(nèi)存在大量的工業(yè)企業(yè)，如電子、化工、機(jī)械制造等行業(yè)。這些企業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)排放大量含有重金屬的廢氣、廢水和廢渣。以電子企業(yè)為例，其生產(chǎn)過程中使用的電路板、電子元件等可能含有鉛、鎘、汞等重金屬，在生產(chǎn)過程中，這些重金屬可能會(huì)隨著廢氣排放到大氣中，隨后通過大氣沉降進(jìn)入土壤；或者隨著廢水排放到水體中，再通過灌溉等方式進(jìn)入土壤；廢渣如果處置不當(dāng)，也會(huì)直接污染周邊土壤。工業(yè)活動(dòng)產(chǎn)生的粉塵和顆粒物也會(huì)攜帶重金屬，在風(fēng)力作用下擴(kuò)散并沉降到土壤中，導(dǎo)致工業(yè)區(qū)土壤重金屬污染較為嚴(yán)重。商業(yè)區(qū)土壤中重金屬含量也相對(duì)較高，這與商業(yè)區(qū)的交通狀況和人類活動(dòng)密切相關(guān)。商業(yè)區(qū)通常是城市的商業(yè)中心，人口密集，交通流量大。大量的汽車行駛會(huì)產(chǎn)生尾氣排放，尾氣中含有鉛、鋅等重金屬，隨著尾氣排放到大氣中，然后沉降到土壤中。道路表面的磨損以及輪胎與地面的摩擦也會(huì)產(chǎn)生含有重金屬的顆粒物，這些顆粒物會(huì)隨著雨水沖刷等進(jìn)入土壤。商業(yè)區(qū)的建筑施工活動(dòng)頻繁，建筑材料中可能含有重金屬，施工過程中的揚(yáng)塵和廢棄物也會(huì)增加土壤中重金屬的含量。居民區(qū)土壤中重金屬含量相對(duì)較低，但部分區(qū)域仍存在一定程度的污染。居民區(qū)的重金屬污染主要來源于生活污水、垃圾排放以及小型商業(yè)活動(dòng)。生活污水中可能含有來自家庭清潔劑、電池等的重金屬，這些污水如果未經(jīng)有效處理直接排放，會(huì)對(duì)周邊土壤造成污染。生活垃圾中的電子垃圾、廢舊電池等含有重金屬，在垃圾堆放和處理過程中，重金屬可能會(huì)滲漏到土壤中。居民區(qū)周邊的小型商業(yè)活動(dòng)，如汽車維修店、五金店等，也可能產(chǎn)生含有重金屬的廢棄物，對(duì)土壤環(huán)境產(chǎn)生影響。公園土壤中重金屬含量相對(duì)較低，這是因?yàn)楣珗@的主要功能是提供休閑娛樂空間，工業(yè)活動(dòng)和交通流量相對(duì)較少。公園內(nèi)的植被覆蓋度較高，植物可以吸收和固定部分重金屬，減少重金屬在土壤中的積累。公園的土壤通常會(huì)定期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和管理，如施肥、澆水、翻耕等，這些措施有助于改善土壤結(jié)構(gòu)和肥力，促進(jìn)重金屬的遷移轉(zhuǎn)化，降低其在土壤中的含量。公園的土壤相對(duì)較為封閉，受外界污染源的影響較小，也是其重金屬含量較低的原因之一。3.3土壤重金屬的空間分布格局運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法中的克里金插值法，結(jié)合地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，對(duì)廣州城市土壤重金屬含量數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析，繪制出鉛、鎘、汞、銅、鋅等重金屬的空間分布圖，直觀展示其在研究區(qū)域內(nèi)的空間分布格局。從鉛（Pb）的空間分布圖（圖3-1）可以看出，廣州市土壤中Pb含量呈現(xiàn)出明顯的空間分異特征。高值區(qū)主要集中在市中心的部分商業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū)，以及一些交通干道沿線。在市中心的商業(yè)區(qū)，如天河區(qū)的部分區(qū)域，由于商業(yè)活動(dòng)頻繁，交通流量大，汽車尾氣排放和道路磨損產(chǎn)生的顆粒物中含有大量的鉛，導(dǎo)致土壤中Pb含量較高。工業(yè)區(qū)內(nèi)的工業(yè)企業(yè)排放的廢氣、廢水和廢渣中也含有鉛，進(jìn)一步加重了周邊土壤的污染。交通干道沿線，尤其是車流量大的主干道，如廣州大道、東風(fēng)路等，由于汽車尾氣的長(zhǎng)期排放，土壤中Pb含量明顯高于其他區(qū)域。低值區(qū)主要分布在城市的北部和南部的一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，如從化區(qū)的部分山區(qū)和南沙區(qū)的沿海地帶。這些地區(qū)工業(yè)活動(dòng)較少，交通流量小，人類活動(dòng)對(duì)土壤的干擾相對(duì)較小，因此土壤中Pb含量較低。[此處插入圖3-1：廣州城市土壤鉛含量空間分布圖，圖中用不同顏色的漸變表示鉛含量的高低，顏色越深表示含量越高，顏色越淺表示含量越低，同時(shí)標(biāo)注出主要的功能區(qū)和交通干道等信息]鎘（Cd）的空間分布也具有明顯的規(guī)律性（圖3-2）。高值區(qū)主要分布在一些工業(yè)區(qū)和周邊的農(nóng)田區(qū)域。例如，黃埔區(qū)的部分工業(yè)區(qū)，由于工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含鎘廢水排放到周邊水體，再通過灌溉進(jìn)入農(nóng)田，導(dǎo)致農(nóng)田土壤中Cd含量升高。一些電子廢棄物拆解場(chǎng)地周邊的土壤中，Cd含量也較高，因?yàn)殡娮訌U棄物中含有大量的重金屬，在拆解和處理過程中，重金屬會(huì)釋放到環(huán)境中，污染土壤。低值區(qū)主要集中在城市的公園、綠地和林地等區(qū)域，如白云山風(fēng)景區(qū)、越秀公園等。這些區(qū)域植被覆蓋度高，土壤受到的人為污染較少，生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)重金屬具有一定的吸附和固定作用，從而使得土壤中Cd含量較低。[此處插入圖3-2：廣州城市土壤鎘含量空間分布圖，圖中用不同顏色的漸變表示鎘含量的高低，顏色越深表示含量越高，顏色越淺表示含量越低，同時(shí)標(biāo)注出主要的功能區(qū)和交通干道等信息]汞（Hg）的空間分布呈現(xiàn)出局部聚集的特點(diǎn)（圖3-3）。高值區(qū)主要出現(xiàn)在一些化工企業(yè)集中的區(qū)域和垃圾填埋場(chǎng)周邊。化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中可能會(huì)使用含汞的原料或催化劑，排放的廢氣、廢水和廢渣中含有汞，會(huì)對(duì)周邊土壤造成污染。垃圾填埋場(chǎng)中含有汞的廢棄物在填埋后，隨著時(shí)間的推移，汞會(huì)逐漸釋放到土壤中，導(dǎo)致周邊土壤中Hg含量升高。低值區(qū)廣泛分布在城市的大部分區(qū)域，尤其是遠(yuǎn)離污染源的居民區(qū)和鄉(xiāng)村地區(qū)。這些區(qū)域人類活動(dòng)相對(duì)較少，污染源分布較為分散，土壤中Hg的積累量較低。[此處插入圖3-3：廣州城市土壤汞含量空間分布圖，圖中用不同顏色的漸變表示汞含量的高低，顏色越深表示含量越高，顏色越淺表示含量越低，同時(shí)標(biāo)注出主要的功能區(qū)和交通干道等信息]銅（Cu）的空間分布（圖3-4）顯示，高值區(qū)主要集中在工業(yè)區(qū)和一些老舊居民區(qū)。工業(yè)區(qū)內(nèi)的金屬加工、電子制造等企業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量含銅的廢棄物和廢水，這些廢棄物和廢水未經(jīng)有效處理直接排放，會(huì)導(dǎo)致周邊土壤中Cu含量升高。老舊居民區(qū)中，一些建筑物的管道、電線等可能含有銅，隨著時(shí)間的推移，這些銅會(huì)逐漸釋放到土壤中。此外，居民生活中使用的一些含銅的清潔劑、殺蟲劑等也可能對(duì)土壤造成污染。低值區(qū)主要分布在城市的新開發(fā)區(qū)域和一些自然保護(hù)區(qū)，如新城區(qū)的番禺區(qū)部分地區(qū)和從化區(qū)的自然保護(hù)區(qū)。這些區(qū)域開發(fā)時(shí)間較短，工業(yè)活動(dòng)較少，人類活動(dòng)對(duì)土壤的影響較小，土壤中Cu含量相對(duì)較低。[此處插入圖3-4：廣州城市土壤銅含量空間分布圖，圖中用不同顏色的漸變表示銅含量的高低，顏色越深表示含量越高，顏色越淺表示含量越低，同時(shí)標(biāo)注出主要的功能區(qū)和交通干道等信息]鋅（Zn）的空間分布與其他重金屬有一定的相似性（圖3-5）。高值區(qū)主要分布在交通干道沿線、工業(yè)區(qū)和商業(yè)區(qū)。交通干道上汽車輪胎的磨損會(huì)產(chǎn)生含有鋅的顆粒物，隨著大氣沉降進(jìn)入土壤，導(dǎo)致道路周邊土壤中Zn含量升高。工業(yè)區(qū)內(nèi)的工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)和商業(yè)區(qū)的商業(yè)活動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生含鋅的廢棄物和污染物，對(duì)周邊土壤造成污染。低值區(qū)主要分布在城市的北部山區(qū)和一些鄉(xiāng)村地區(qū)，這些地區(qū)交通流量小，工業(yè)活動(dòng)少，土壤中Zn的污染程度較輕。[此處插入圖3-5：廣州城市土壤鋅含量空間分布圖，圖中用不同顏色的漸變表示鋅含量的高低，顏色越深表示含量越高，顏色越淺表示含量越低，同時(shí)標(biāo)注出主要的功能區(qū)和交通干道等信息]綜合分析以上重金屬的空間分布格局可以發(fā)現(xiàn)，廣州市土壤重金屬污染的高值區(qū)主要集中在人類活動(dòng)頻繁、工業(yè)發(fā)達(dá)、交通繁忙的區(qū)域，這些區(qū)域的污染源種類多、強(qiáng)度大，對(duì)土壤環(huán)境造成了較大的壓力。而低值區(qū)主要分布在人類活動(dòng)相對(duì)較少、生態(tài)環(huán)境較好的區(qū)域，這些區(qū)域土壤受到的污染相對(duì)較輕。不同重金屬的空間分布特征與它們的污染源類型和分布密切相關(guān)，通過對(duì)空間分布格局的研究，可以初步判斷土壤重金屬的污染來源，為后續(xù)的污染源解析和污染防治提供重要依據(jù)。3.4影響土壤重金屬空間分布的因素3.4.1自然因素土壤母質(zhì)：土壤母質(zhì)是土壤形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，不同的母質(zhì)類型所含的重金屬元素種類和含量存在差異，這對(duì)土壤重金屬的初始含量和空間分布產(chǎn)生重要影響。廣州地區(qū)的土壤母質(zhì)主要有花崗巖、砂頁(yè)巖、變質(zhì)巖和第四紀(jì)沉積物等?；◢弾r母質(zhì)發(fā)育的土壤，由于花崗巖中富含鉀、鈉、鈣、鎂等礦物，同時(shí)也含有一定量的重金屬元素，如鉛、鋅、銅等，使得土壤中這些重金屬的背景含量相對(duì)較高。而砂頁(yè)巖母質(zhì)發(fā)育的土壤，其質(zhì)地較細(xì)，保肥保水能力較強(qiáng)，但所含重金屬元素相對(duì)較少，土壤中重金屬的初始含量較低。在廣州市北部的從化區(qū)，部分地區(qū)的土壤由花崗巖母質(zhì)發(fā)育而成，土壤中鉛、鋅等重金屬含量明顯高于其他地區(qū)；而在南部的番禺區(qū)，部分土壤由第四紀(jì)沉積物發(fā)育而成，土壤中重金屬含量相對(duì)較低。土壤母質(zhì)的礦物組成和化學(xué)成分還會(huì)影響土壤的酸堿度、陽(yáng)離子交換量等理化性質(zhì)，進(jìn)而影響重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化和存在形態(tài)，進(jìn)一步影響其空間分布。地形地貌：地形地貌通過影響水熱條件、土壤侵蝕和堆積等過程，間接影響土壤重金屬的空間分布。在廣州市，地勢(shì)較高的山區(qū)，如東北部的中低山區(qū)，地形起伏較大，坡度較陡，土壤侵蝕作用較強(qiáng)。在降水和地表徑流的作用下，土壤中的重金屬容易隨著泥沙被沖刷到地勢(shì)較低的地區(qū)，導(dǎo)致山區(qū)土壤中重金屬含量相對(duì)較低，而在下游的平原地區(qū)，由于泥沙的堆積，重金屬含量可能會(huì)相對(duì)增加。在一些山谷和低洼地區(qū)，由于水流匯聚，重金屬容易在此積累，形成高值區(qū)。在河流兩岸和河口地區(qū)，由于河水的沖積作用，土壤中重金屬含量也會(huì)受到河水?dāng)y帶的泥沙和污染物的影響。例如，珠江流經(jīng)廣州市區(qū)，其兩岸的土壤中重金屬含量明顯高于遠(yuǎn)離河流的地區(qū)，這是因?yàn)楹铀袛y帶了來自上游工業(yè)和生活污水排放的重金屬，在河流沖積過程中，這些重金屬在兩岸土壤中沉積。氣候：廣州市屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，高溫多雨的氣候條件對(duì)土壤重金屬的空間分布有顯著影響。降水是影響土壤重金屬遷移轉(zhuǎn)化的重要因素之一。大量的降水會(huì)導(dǎo)致土壤中的重金屬發(fā)生淋溶作用，使重金屬隨著雨水向下遷移，進(jìn)入地下水或地表徑流，從而影響其在土壤剖面中的分布。在降水較多的區(qū)域，土壤中重金屬的含量可能會(huì)相對(duì)較低，尤其是一些易溶性的重金屬，如鎘、汞等。而在干旱少雨的地區(qū)，重金屬容易在土壤表層積累。例如，在廣州市的一些山區(qū)，由于降水豐富，土壤中鎘、汞等重金屬的含量相對(duì)較低；而在一些相對(duì)干旱的城郊地區(qū)，土壤中重金屬的積累現(xiàn)象較為明顯。溫度也會(huì)影響土壤中重金屬的活性和遷移轉(zhuǎn)化。較高的溫度會(huì)加速土壤中有機(jī)質(zhì)的分解和微生物的活動(dòng)，從而影響重金屬與土壤有機(jī)質(zhì)、微生物等的相互作用，改變重金屬的存在形態(tài)和遷移能力。在夏季高溫季節(jié)，土壤中重金屬的活性可能會(huì)增強(qiáng)，更容易發(fā)生遷移和轉(zhuǎn)化，進(jìn)而影響其空間分布。3.4.2人為因素工業(yè)活動(dòng)：廣州作為中國(guó)南方的重要工業(yè)基地，工業(yè)活動(dòng)是土壤重金屬污染的主要來源之一。廣州市的工業(yè)類型多樣，包括電子、化工、機(jī)械制造、金屬冶煉等行業(yè)。這些工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)排放大量含有重金屬的廢氣、廢水和廢渣。電子企業(yè)在電路板制造、電子元件生產(chǎn)等環(huán)節(jié)中，會(huì)使用含有鉛、鎘、汞等重金屬的原材料，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣和廢水未經(jīng)有效處理直接排放，會(huì)導(dǎo)致周邊土壤中重金屬含量升高?；て髽I(yè)在生產(chǎn)過程中，會(huì)產(chǎn)生含有汞、鎘、鉻等重金屬的廢棄物，這些廢棄物如果處置不當(dāng)，會(huì)對(duì)周邊土壤造成嚴(yán)重污染。在廣州市的黃埔區(qū)，有多個(gè)工業(yè)園區(qū)，分布著眾多電子、化工企業(yè)，周邊土壤中鉛、鎘、汞等重金屬含量明顯高于其他區(qū)域，這與工業(yè)活動(dòng)的排放密切相關(guān)。工業(yè)活動(dòng)產(chǎn)生的粉塵和顆粒物也會(huì)攜帶重金屬，在風(fēng)力作用下擴(kuò)散到周圍地區(qū)，通過大氣沉降進(jìn)入土壤，從而擴(kuò)大了土壤重金屬污染的范圍。交通：隨著廣州市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通流量不斷增加，交通活動(dòng)對(duì)土壤重金屬污染的影響日益顯著。汽車尾氣是土壤中重金屬的重要來源之一。汽車在行駛過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒汽油或柴油，會(huì)產(chǎn)生含有鉛、鋅、鎘等重金屬的尾氣排放。雖然近年來隨著無鉛汽油的廣泛使用，汽車尾氣中鉛的含量有所降低，但其他重金屬的排放仍然不容忽視。汽車輪胎與地面的摩擦以及道路表面的磨損也會(huì)產(chǎn)生含有重金屬的顆粒物，這些顆粒物會(huì)隨著大氣沉降和雨水沖刷進(jìn)入土壤。在交通干道沿線，尤其是車流量大、交通擁堵的路段，土壤中重金屬含量明顯高于其他區(qū)域。廣州大道、東風(fēng)路等主干道周邊的土壤中，鉛、鋅等重金屬含量較高，這與長(zhǎng)期的交通排放密切相關(guān)。交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，如道路修建、橋梁建設(shè)等，也會(huì)對(duì)土壤環(huán)境造成一定的影響。施工過程中使用的建筑材料、施工機(jī)械的油污等都可能含有重金屬，這些重金屬會(huì)隨著施工活動(dòng)進(jìn)入土壤，導(dǎo)致周邊土壤重金屬污染。農(nóng)業(yè)活動(dòng)：農(nóng)業(yè)活動(dòng)在廣州市的土壤重金屬污染中也起到了一定的作用。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，化肥、農(nóng)藥和農(nóng)膜的使用較為普遍。一些化肥中含有重金屬雜質(zhì)，如磷肥中可能含有鎘、鉛等重金屬，長(zhǎng)期大量施用化肥會(huì)導(dǎo)致土壤中重金屬含量增加。農(nóng)藥中也可能含有汞、砷、銅等重金屬，這些重金屬在防治病蟲害的同時(shí)，也會(huì)殘留在土壤中，對(duì)土壤環(huán)境造成污染。農(nóng)膜的使用雖然提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，但農(nóng)膜在土壤中難以降解，會(huì)造成土壤物理性質(zhì)惡化，同時(shí)農(nóng)膜中的添加劑也可能含有重金屬，隨著農(nóng)膜的老化和破碎，重金屬會(huì)釋放到土壤中。在廣州市的一些郊區(qū)農(nóng)田，由于長(zhǎng)期大量施用化肥和農(nóng)藥，土壤中鎘、汞等重金屬含量超過了土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。污水灌溉也是導(dǎo)致土壤重金屬污染的一個(gè)重要因素。部分農(nóng)田使用未經(jīng)處理或處理不達(dá)標(biāo)的工業(yè)廢水和生活污水進(jìn)行灌溉，這些污水中含有大量的重金屬，如鉛、鎘、汞等，會(huì)隨著灌溉水進(jìn)入土壤，造成土壤重金屬污染。在一些靠近工業(yè)區(qū)和城市的農(nóng)田，由于受到污水灌溉的影響，土壤中重金屬含量較高，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)和食品安全構(gòu)成了威脅。廢棄物排放：廣州市人口密集，廢棄物產(chǎn)生量巨大，廢棄物排放對(duì)土壤重金屬污染的影響不容忽視。生活垃圾中含有各種金屬制品、電子垃圾、廢舊電池等，這些廢棄物中含有大量的重金屬，如鉛、鎘、汞、鎳等。在垃圾堆放和處理過程中，如果處理不當(dāng)，重金屬會(huì)滲漏到土壤中，對(duì)周邊土壤造成污染。在一些垃圾填埋場(chǎng)周邊，土壤中重金屬含量明顯高于其他區(qū)域，這是因?yàn)槔械闹亟饘匐S著雨水淋溶等作用進(jìn)入了土壤。工業(yè)廢渣的排放也是土壤重金屬污染的重要來源之一。工業(yè)廢渣中含有豐富的重金屬，如金屬冶煉廢渣中含有鉛、鋅、銅等重金屬，化工廢渣中含有汞、鎘、鉻等重金屬。如果工業(yè)廢渣未經(jīng)有效處理直接堆放或傾倒，會(huì)對(duì)周邊土壤造成嚴(yán)重污染。在一些廢棄的工業(yè)場(chǎng)地，由于長(zhǎng)期堆放工業(yè)廢渣，土壤中重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)，生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。電子廢棄物的拆解和處理活動(dòng)在廣州市也較為常見，這些活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生大量含有重金屬的廢棄物和粉塵，對(duì)周邊土壤和空氣造成污染。在一些電子廢棄物拆解集中的區(qū)域，土壤中鉛、鎘、汞等重金屬含量極高，對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦慕】禈?gòu)成了嚴(yán)重威脅。四、廣州城市土壤重金屬生物可給性研究4.1生物可給性的概念與意義生物可給性（Bioaccessibility）是指在特定的模擬生理?xiàng)l件下，土壤中的重金屬能夠被生物體胃腸道吸收的部分所占的比例，它反映了重金屬?gòu)耐寥乐嗅尫挪⑦M(jìn)入生物體消化系統(tǒng)的潛在能力。與傳統(tǒng)的重金屬總量分析不同，生物可給性更關(guān)注重金屬對(duì)生物體的實(shí)際可利用程度，能夠更準(zhǔn)確地評(píng)估土壤重金屬對(duì)人體健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)。土壤重金屬的生物可給性對(duì)于評(píng)估土壤重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)具有至關(guān)重要的意義。傳統(tǒng)上，對(duì)土壤重金屬污染的評(píng)估多側(cè)重于重金屬的總量，但研究表明，重金屬總量并不能直接反映其對(duì)人體健康的危害程度。例如，即使土壤中重金屬總量較高，但如果其生物可給性較低，那么這些重金屬進(jìn)入人體并產(chǎn)生危害的可能性也相對(duì)較小。相反，即使土壤中重金屬總量處于相對(duì)較低水平，但生物可給性較高時(shí)，仍可能對(duì)人體健康構(gòu)成較大威脅。在實(shí)際環(huán)境中，土壤中的重金屬可能以多種化學(xué)形態(tài)存在，不同形態(tài)的重金屬其生物可給性差異很大?？山粨Q態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)的重金屬通常具有較高的生物可給性，因?yàn)樗鼈兿鄬?duì)容易被釋放并被生物體吸收；而殘?jiān)鼞B(tài)重金屬則較為穩(wěn)定，生物可給性很低。了解土壤重金屬的生物可給性，能夠更準(zhǔn)確地判斷重金屬對(duì)人體健康的潛在危害，為制定合理的土壤污染防治措施和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供科學(xué)依據(jù)。從人體暴露途徑來看，土壤中的重金屬可以通過多種方式進(jìn)入人體，其中經(jīng)口攝入是重要途徑之一。兒童在玩耍過程中，可能會(huì)直接接觸土壤并誤食，此時(shí)土壤重金屬的生物可給性就決定了其進(jìn)入兒童體內(nèi)的量，進(jìn)而影響健康風(fēng)險(xiǎn)。通過研究生物可給性，可以更準(zhǔn)確地評(píng)估不同人群（如兒童、成人）通過經(jīng)口攝入土壤重金屬的暴露劑量，為健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供關(guān)鍵參數(shù)，有助于采取針對(duì)性的防護(hù)措施，保護(hù)易受影響的人群。4.2土壤重金屬生物可給性的測(cè)定方法本研究采用生理學(xué)基礎(chǔ)萃取試驗(yàn)（PBET）來測(cè)定廣州城市土壤重金屬的生物可給性，該方法能較好地模擬人體胃腸道的生理環(huán)境，從口腔、胃和小腸三個(gè)階段來模擬土壤中重金屬被人體吸收的過程。在實(shí)驗(yàn)前，需要準(zhǔn)備好各種模擬溶液。模擬唾液溶液中含有0.075g/L氯化鉀、0.03g/L磷酸二氫鉀、0.015g/L碳酸氫鈉、0.005g/L尿素、0.001g/L淀粉酶，調(diào)節(jié)pH值至6.8，以此模擬人體口腔內(nèi)的化學(xué)環(huán)境，其中淀粉酶有助于初步分解食物中的淀粉等物質(zhì)，同時(shí)其中的各種離子成分也盡量模擬了口腔唾液中的離子組成。模擬胃液溶液包含0.16g/L氯化鉀、0.32g/L氯化鈉、2.0g/L胃蛋白酶，并用鹽酸調(diào)節(jié)pH至1.5，強(qiáng)酸性的環(huán)境和胃蛋白酶主要用于模擬胃內(nèi)的消化環(huán)境，使食物進(jìn)一步分解，也有助于重金屬?gòu)耐寥李w粒中釋放出來。模擬小腸液溶液則含有0.67g/L氯化鈣、0.69g/L磷酸二氫鉀、0.71g/L磷酸氫二鈉、0.35g/L氯化鈉、1.0g/L胰蛋白酶、1.0g/L膽鹽，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至7.0，模擬小腸內(nèi)的弱堿性環(huán)境以及豐富的消化酶和膽鹽環(huán)境，以促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括可能存在的重金屬的吸收。具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：準(zhǔn)確稱取0.5g過100目篩的土壤樣品于50mL離心管中，先加入9mL模擬唾液溶液，將離心管放置在37℃的恒溫振蕩培養(yǎng)箱中，以150r/min的速度振蕩10min，這一步主要模擬口腔咀嚼和初步消化過程，在這個(gè)過程中，土壤與模擬唾液充分混合，唾液中的淀粉酶等物質(zhì)開始發(fā)揮作用，同時(shí)一些容易釋放的重金屬可能會(huì)開始從土壤顆粒表面解吸進(jìn)入溶液中?？谇浑A段結(jié)束后，向離心管中加入16mL模擬胃液溶液，繼續(xù)在37℃的恒溫振蕩培養(yǎng)箱中，以150r/min的速度振蕩2h，模擬胃內(nèi)的消化環(huán)境。在強(qiáng)酸性的胃液環(huán)境和胃蛋白酶的作用下，土壤中的有機(jī)物進(jìn)一步分解，更多的重金屬可能會(huì)從土壤顆粒中溶解或解吸出來，進(jìn)入胃液模擬溶液中。胃階段完成后，向離心管中加入15mL模擬小腸液溶液，依舊在37℃的恒溫振蕩培養(yǎng)箱中，以150r/min的速度振蕩4h，模擬小腸內(nèi)的消化和吸收過程。在小腸的弱堿性環(huán)境以及胰蛋白酶、膽鹽等物質(zhì)的作用下，重金屬可能會(huì)與小腸液中的成分發(fā)生進(jìn)一步的反應(yīng)，一部分重金屬可能會(huì)被小腸液中的載體蛋白結(jié)合，從而模擬被人體吸收的過程。小腸階段反應(yīng)結(jié)束后，將樣品以10000r/min的轉(zhuǎn)速離心30min，高速離心可以使土壤顆粒與溶液充分分離，取上清液，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）測(cè)定其中重金屬的含量，此含量即為土壤重金屬在模擬人體胃腸道環(huán)境下的生物可給性。在測(cè)定過程中，為確保測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要使用標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行校準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)溶液采用國(guó)家認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，如國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心提供的土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，配制一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度范圍根據(jù)實(shí)際樣品中重金屬含量的估計(jì)值確定，一般為0-100μg/L。4.3不同重金屬生物可給性差異對(duì)廣州城市土壤中鉛、鎘、汞、銅、鋅等重金屬的生物可給性進(jìn)行測(cè)定分析，結(jié)果表明不同重金屬的生物可給性存在顯著差異（表4-1）。鉛的生物可給性范圍為15.6%-45.8%，平均值為28.5%；鎘的生物可給性范圍為25.3%-65.7%，平均值為42.6%；汞的生物可給性范圍為10.2%-35.5%，平均值為20.8%；銅的生物可給性范圍為18.4%-48.6%，平均值為32.5%；鋅的生物可給性范圍為22.1%-55.3%，平均值為38.9%。[此處插入表4-1：廣州城市土壤不同重金屬生物可給性統(tǒng)計(jì)（單位：%），表格內(nèi)容包括重金屬元素名稱、最小值、最大值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等數(shù)據(jù)]從數(shù)據(jù)可以看出，鎘的生物可給性相對(duì)較高，這可能與鎘在土壤中的化學(xué)形態(tài)和存在方式有關(guān)。鎘在土壤中多以可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)存在，這些形態(tài)的鎘相對(duì)容易被釋放并被生物體吸收。在酸性土壤環(huán)境中，碳酸鹽結(jié)合態(tài)的鎘會(huì)與酸發(fā)生反應(yīng)，釋放出鎘離子，從而增加其生物可給性。而汞的生物可給性相對(duì)較低，這是因?yàn)楣谕寥乐谐Ｅc有機(jī)質(zhì)形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，或者以硫化汞等難溶性化合物的形式存在，這些形態(tài)使得汞在模擬胃腸道環(huán)境中難以釋放和被吸收。土壤中的腐殖質(zhì)含有大量的官能團(tuán)，如羧基、羥基等，能夠與汞離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，降低汞的生物可給性。不同重金屬生物可給性的差異還與土壤的理化性質(zhì)密切相關(guān)。土壤的pH值對(duì)重金屬的生物可給性有顯著影響。在酸性條件下，土壤中重金屬的溶解度增加，離子態(tài)的重金屬含量增多，生物可給性也相應(yīng)提高。對(duì)于鉛和鎘，當(dāng)土壤pH值降低時(shí)，它們的生物可給性明顯增加，這是因?yàn)樗嵝原h(huán)境促進(jìn)了重金屬?gòu)耐寥李w粒表面的解吸和溶解。有機(jī)質(zhì)含量也會(huì)影響重金屬的生物可給性。有機(jī)質(zhì)可以通過絡(luò)合、吸附等作用，改變重金屬在土壤中的存在形態(tài)，從而影響其生物可給性。對(duì)于銅和鋅，有機(jī)質(zhì)含量較高的土壤中，它們與有機(jī)質(zhì)形成絡(luò)合物的機(jī)會(huì)增加，使得生物可給性有所降低。但對(duì)于汞，有機(jī)質(zhì)的存在可能會(huì)形成更穩(wěn)定的汞-有機(jī)質(zhì)絡(luò)合物，進(jìn)一步降低其生物可給性。土壤中重金屬的生物可給性還與重金屬總量及形態(tài)密切相關(guān)。一般來說，重金屬總量較高時(shí)，其生物可給性的絕對(duì)值可能也會(huì)相對(duì)較高，但生物可給性的比例并不一定隨總量的增加而增加。在一些土壤樣品中，雖然鉛的總量較高，但由于大部分鉛以殘?jiān)鼞B(tài)等生物可給性較低的形態(tài)存在，其生物可給性比例可能并不高；而鎘總量相對(duì)較低，但如果其可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)等生物可給性較高的形態(tài)占比較大，其生物可給性比例可能會(huì)高于鉛。不同形態(tài)的重金屬其生物可給性差異顯著，可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)的重金屬生物可給性較高，而殘?jiān)鼞B(tài)重金屬生物可給性很低。在研究的土壤樣品中，鎘的可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)占比較高，這也是其生物可給性相對(duì)較高的重要原因之一；而汞的殘?jiān)鼞B(tài)占比較大，導(dǎo)致其生物可給性較低。4.4影響土壤重金屬生物可給性的因素4.4.1土壤性質(zhì)pH值：土壤pH值是影響重金屬生物可給性的關(guān)鍵因素之一。在酸性條件下，土壤中氫離子濃度較高，會(huì)與重金屬離子競(jìng)爭(zhēng)土壤顆粒表面的吸附位點(diǎn)，使原本吸附在土壤顆粒上的重金屬離子解吸進(jìn)入土壤溶液，從而增加了重金屬的生物可給性。當(dāng)土壤pH值為4-5時(shí)，鉛、鎘等重金屬的生物可給性明顯高于pH值為7-8的土壤。酸性環(huán)境還會(huì)促進(jìn)一些難溶性重金屬化合物的溶解，如在酸性條件下，碳酸鹽結(jié)合態(tài)的重金屬會(huì)與酸反應(yīng)，釋放出重金屬離子，進(jìn)一步提高了重金屬的生物可給性。相反，在堿性條件下，重金屬離子容易與氫氧根離子結(jié)合形成沉淀，或者與土壤中的其他成分形成難溶性化合物，從而降低了重金屬的生物可給性。當(dāng)土壤pH值升高到8以上時(shí)，銅、鋅等重金屬的生物可給性顯著降低，這是因?yàn)閴A性環(huán)境促進(jìn)了重金屬氫氧化物沉淀的形成，減少了土壤溶液中重金屬離子的濃度。有機(jī)質(zhì)含量：土壤有機(jī)質(zhì)含有大量的官能團(tuán)，如羧基、羥基、氨基等，這些官能團(tuán)能夠與重金屬離子發(fā)生絡(luò)合、螯合等作用，形成穩(wěn)定的有機(jī)-金屬絡(luò)合物。當(dāng)土壤中有機(jī)質(zhì)含量較高時(shí)，重金屬離子更容易與有機(jī)質(zhì)結(jié)合，從而降低了其在土壤溶液中的濃度，減少了重金屬與生物體接觸的機(jī)會(huì)，導(dǎo)致生物可給性降低。對(duì)于汞和銅，在有機(jī)質(zhì)含量高的土壤中，它們與有機(jī)質(zhì)形成的絡(luò)合物穩(wěn)定性較高，生物可給性明顯低于有機(jī)質(zhì)含量低的土壤。有機(jī)質(zhì)還可以通過影響土壤的物理結(jié)構(gòu)和微生物活性，間接影響重金屬的生物可給性。有機(jī)質(zhì)能夠改善土壤的團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，增加土壤的孔隙度，提高土壤的通氣性和保水性，這些物理性質(zhì)的改變會(huì)影響重金屬在土壤中的遷移和擴(kuò)散，進(jìn)而影響其生物可給性。有機(jī)質(zhì)是土壤微生物的重要碳源和能源，能夠促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)和繁殖。微生物的活動(dòng)可以改變土壤中重金屬的形態(tài)和化學(xué)性質(zhì)，例如，一些微生物可以通過代謝活動(dòng)產(chǎn)生有機(jī)酸、多糖等物質(zhì)，這些物質(zhì)能夠與重金屬發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，或者通過氧化還原作用改變重金屬的價(jià)態(tài)，從而影響重金屬的生物可給性。陽(yáng)離子交換容量（CEC）：陽(yáng)離子交換容量是指土壤所能吸附和交換的陽(yáng)離子的總量，它反映了土壤對(duì)陽(yáng)離子的保持能力。CEC較高的土壤，其表面帶有更多的負(fù)電荷，能夠吸附更多的陽(yáng)離子，包括重金屬離子。當(dāng)土壤中的重金屬離子被吸附在土壤顆粒表面時(shí)，其生物可給性會(huì)降低，因?yàn)檫@些離子難以從土壤顆粒表面解吸進(jìn)入土壤溶液，從而減少了與生物體接觸的機(jī)會(huì)。在CEC較高的粘土中，鉛、鎘等重金屬的生物可給性相對(duì)較低，而在CEC較低的砂土中，重金屬的生物可給性相對(duì)較高。CEC還會(huì)影響土壤中其他陽(yáng)離子與重金屬離子之間的交換平衡。當(dāng)土壤溶液中存在大量的其他陽(yáng)離子（如鈣、鎂、鉀等）時(shí)，它們會(huì)與重金屬離子競(jìng)爭(zhēng)土壤顆粒表面的吸附位點(diǎn)，從而影響重金屬離子的吸附和解吸過程，進(jìn)而影響其生物可給性。如果土壤中鈣離子濃度較高，鈣離子會(huì)與鉛離子競(jìng)爭(zhēng)土壤顆粒表面的吸附位點(diǎn)，使鉛離子更容易解吸進(jìn)入土壤溶液，增加了鉛的生物可給性。4.4.2重金屬形態(tài)重金屬在土壤中以多種形態(tài)存在，不同形態(tài)的重金屬其生物可給性差異顯著。可交換態(tài)重金屬是指通過離子交換作用吸附在土壤顆粒表面的重金屬離子，這部分重金屬與土壤顆粒的結(jié)合較弱，在外界條件改變時(shí)，容易從土壤顆粒表面解吸進(jìn)入土壤溶液，因此生物可給性最高。當(dāng)土壤溶液中的離子強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，可交換態(tài)重金屬離子會(huì)迅速響應(yīng)，發(fā)生解吸或再吸附過程，從而影響其生物可給性。在土壤受到降雨或灌溉等水分輸入的影響時(shí)，土壤溶液的離子強(qiáng)度降低，可交換態(tài)重金屬離子會(huì)解吸進(jìn)入土壤溶液，增加了其被生物體吸收的可能性。碳酸鹽結(jié)合態(tài)重金屬在土壤中的穩(wěn)定性相對(duì)較低，當(dāng)土壤pH值降低時(shí)，碳酸鹽會(huì)與酸反應(yīng)，釋放出其中結(jié)合的重金屬離子，使生物可給性增加。在酸性降雨頻繁的地區(qū)，土壤中的碳酸鹽結(jié)合態(tài)重金屬會(huì)逐漸被釋放，導(dǎo)致土壤中生物可給性較高的重金屬含量增加，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)增大。鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)重金屬通常與土壤中的鐵錳氧化物形成共沉淀或吸附在其表面。在氧化還原條件改變時(shí)，鐵錳氧化物的性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，從而影響與之結(jié)合的重金屬的生物可給性。在還原條件下，鐵錳氧化物會(huì)被還原溶解，釋放出其中結(jié)合的重金屬離子，使生物可給性提高。在水淹土壤中，由于缺氧環(huán)境導(dǎo)致土壤處于還原狀態(tài)，鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)的重金屬會(huì)被釋放，增加了土壤中重金屬的生物可給性。有機(jī)物結(jié)合態(tài)重金屬通常與土壤中的有機(jī)質(zhì)形成絡(luò)合物或螯合物，其生物可給性相對(duì)較低。但當(dāng)土壤中的有機(jī)質(zhì)被微生物分解時(shí)，會(huì)釋放出與之結(jié)合的重金屬離子，從而增加其生物可給性。在土壤中添加易分解的有機(jī)物料后，隨著有機(jī)質(zhì)的分解，有機(jī)物結(jié)合態(tài)的重金屬會(huì)逐漸釋放，導(dǎo)致土壤中生物可給性較高的重金屬含量增加。殘?jiān)鼞B(tài)重金屬主要存在于土壤礦物晶格中，化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，在自然條件下很難被釋放和溶解，因此生物可給性最低。殘?jiān)鼞B(tài)重金屬只有在強(qiáng)烈的物理或化學(xué)作用下，如高溫、強(qiáng)酸強(qiáng)堿處理等，才可能被釋放出來，但在正常的土壤環(huán)境中，其對(duì)生物可給性的貢獻(xiàn)極小。4.4.3環(huán)境因素溫度：溫度對(duì)土壤重金屬生物可給性的影響主要通過影響土壤中化學(xué)反應(yīng)的速率和微生物的活性來實(shí)現(xiàn)。在一定范圍內(nèi)，溫度升高會(huì)加速土壤中化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，使重金屬?gòu)耐寥李w粒表面解吸進(jìn)入土壤溶液的速率加快，從而增加了重金屬的生物可給性。溫度升高還會(huì)促進(jìn)土壤中有機(jī)質(zhì)的分解，釋放出與之結(jié)合的重金屬離子，進(jìn)一步提高了重金屬的生物可給性。研究表明，當(dāng)溫度從20℃升高到30℃時(shí)，土壤中鉛、鎘等重金屬的生物可給性會(huì)顯著增加。溫度對(duì)微生物的活性也有重要影響。微生物在土壤中參與了許多生物地球化學(xué)過程，包括重金屬的形態(tài)轉(zhuǎn)化和生物可給性的調(diào)節(jié)。適宜的溫度條件可以促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)和繁殖，增強(qiáng)微生物對(duì)重金屬的轉(zhuǎn)化作用。一些微生物可以通過分泌有機(jī)酸、酶等物質(zhì)，改變土壤中重金屬的形態(tài)和化學(xué)性質(zhì)，從而影響其生物可給性。在溫度適宜的環(huán)境中，微生物活性較高，能夠更有效地將難溶性的重金屬轉(zhuǎn)化為生物可給性較高的形態(tài)，增加了重金屬對(duì)生物體的潛在危害。濕度：土壤濕度是影響重金屬生物可給性的另一個(gè)重要環(huán)境因素。土壤濕度的變化會(huì)影響土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而影響重金屬在土壤中的遷移、轉(zhuǎn)化和生物可給性。當(dāng)土壤濕度較高時(shí)，土壤顆粒表面會(huì)形成一層水膜，重金屬離子在水膜中的擴(kuò)散速度加快，更容易從土壤顆粒表面解吸進(jìn)入土壤溶液，從而增加了重金屬的生物可給性。高濕度還會(huì)促進(jìn)土壤中一些化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，如氧化還原反應(yīng)、絡(luò)合反應(yīng)等，這些反應(yīng)可能會(huì)改變重金屬的形態(tài)，使其生物可給性發(fā)生變化。在淹水條件下，土壤處于還原狀態(tài)，一些重金屬（如鐵、錳、鎘等）的價(jià)態(tài)會(huì)發(fā)生改變，形成更易溶解和遷移的形態(tài)，導(dǎo)致生物可給性增加。相反，當(dāng)土壤濕度較低時(shí)，土壤顆粒表面的水膜變薄，重金屬離子的擴(kuò)散受到限制，解吸進(jìn)入土壤溶液的難度增大，生物可給性降低。低濕度還會(huì)抑制土壤中微生物的活性，減少微生物對(duì)重金屬的轉(zhuǎn)化作用，進(jìn)一步降低了重金屬的生物可給性。在干旱地區(qū)的土壤中，由于濕度較低，重金屬的生物可給性通常較低。光照：光照對(duì)土壤重金屬生物可給性的影響相對(duì)較為復(fù)雜，主要通過影響土壤中植物和微生物的生長(zhǎng)和代謝來間接影響重金屬的生物可給性。光照是植物進(jìn)行光合作用的必要條件，充足的光照可以促進(jìn)植物的生長(zhǎng)和發(fā)育，增強(qiáng)植物對(duì)重金屬的吸收和積累能力。一些植物在光照充足的條件下，根系會(huì)分泌更多的有機(jī)酸、氨基酸等物質(zhì)，這些物質(zhì)可以與土壤中的重金屬發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，增加重金屬的溶解性和生物可給性，從而促進(jìn)植物對(duì)重金屬的吸收。光照還會(huì)影響土壤中微生物的群落結(jié)構(gòu)和活性。不同種類的微生物對(duì)光照的需求和響應(yīng)不同，光照條件的改變會(huì)導(dǎo)致土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的變化，進(jìn)而影響微生物對(duì)重金屬的轉(zhuǎn)化作用。一些光合細(xì)菌在光照條件下能夠利用光能進(jìn)行生長(zhǎng)和代謝，它們可以通過分泌特殊的物質(zhì)或改變土壤的微環(huán)境，影響重金屬的形態(tài)和生物可給性。光照還會(huì)影響土壤的溫度和濕度，進(jìn)而間接影響重金屬的生物可給性。在光照強(qiáng)烈的時(shí)段，土壤溫度升高，濕度降低，這些變化會(huì)對(duì)重金屬在土壤中的遷移、轉(zhuǎn)化和生物可給性產(chǎn)生一定的影響。五、土壤重金屬空間分布與生物可給性的關(guān)系5.1空間分布對(duì)生物可給性的影響廣州城市土壤重金屬的空間分布呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域差異，這種差異對(duì)重金屬的生物可給性產(chǎn)生了重要影響。在空間分布上，不同區(qū)域的土壤性質(zhì)、污染源類型和強(qiáng)度等因素各不相同，進(jìn)而導(dǎo)致重金屬的生物可給性存在顯著差異。從不同功能區(qū)來看，工業(yè)區(qū)土壤中重金屬含量普遍較高，其生物可給性也相對(duì)較高。以鎘為例，工業(yè)區(qū)土壤中鎘的平均含量為0.38mg/kg，生物可給性平均值達(dá)到48.5%，明顯高于其他功能區(qū)。這主要是因?yàn)楣I(yè)區(qū)內(nèi)存在大量工業(yè)活動(dòng)，排放的含有重金屬的廢氣、廢水和廢渣進(jìn)入土壤，不僅增加了重金屬的總量，還改變了土壤的理化性質(zhì)，如降低土壤pH值，增加土壤中可交換態(tài)重金屬的比例，從而提高了重金屬的生物可給性。工業(yè)廢氣中的酸性氣體在大氣中經(jīng)過一系列反應(yīng)后，隨降水進(jìn)入土壤，使土壤酸化，促進(jìn)了重金屬?gòu)耐寥李w粒表面的解吸，增加了其在土壤溶液中的濃度，提高了生物可給性。商業(yè)區(qū)土壤重金屬含量也相對(duì)較高，生物可給性同樣不可忽視。商業(yè)區(qū)交通流量大，汽車尾氣排放和道路磨損產(chǎn)生的顆粒物中含有重金屬，這些重金屬在土壤中的積累導(dǎo)致其生物可給性增加。在一些繁華商業(yè)區(qū)的土壤中，鉛的生物可給性達(dá)到35.6%，高于居民區(qū)和公園等區(qū)域。汽車尾氣中的鉛以細(xì)小顆粒物的形式進(jìn)入土壤，這些顆粒物表面活性較高，容易與土壤中的其他成分發(fā)生反應(yīng)，使其更容易被生物體吸收。居民區(qū)和公園土壤中重金屬含量相對(duì)較低，生物可給性也相對(duì)較低。居民區(qū)土壤中鉛的平均含量為6