典型冶炼厂大气沉降区农田耕层土壤重金属（Cd、Cu、Pb）输入输出平衡研究

作者：米雅竹; 梁家妮^*; 周俊; 刘梦丽; 寇乐勇; 夏睿智; 田瑞云; 施颖; 舒天才; 舒伍星; 周静

来源：土壤学报, 2023, 1-11.

• 重金属
• 大气沉降
• 灌溉水
• 水稻
• 输入输出

为探究不同大气沉降区农田耕层土壤镉(Cd)、铜(Cu)、铅(Pb)的质量平衡特征，以距离贵溪冶炼厂34 km(背景区)、6 km(中沉降区)、1 km(高沉降区)的0～20 cm农田耕层土壤为研究对象，通过化学质量平衡方法对土壤重金属的主要输入途径(大气沉降、灌溉水、农药肥料)和输出途径(地表径流、土壤淋溶、籽粒带走)开展为期三年的监测与定量分析。结果表明：背景区、中沉降区、高沉降区由大气沉降导致的Cd年均输入通量分别为0.84、2.26、9.01 mg·m-2·a-1，分别占比43.18%、38.33%、100%;Cu年均输入通量分别为17.62、99.68、747.6 mg·m-2·a-1，分别占比80.76%、86.24%、100%;Pb年均输入通量分别为13.93、27.43、73.17 mg·m-2·a-1，分别占比97.75%、92.36%、100%。背景区和中沉降区由灌溉水导致的Cd年均输入通量分别为1.05、3.60 mg·m-2·a-1，分别占比54.62%和60.82%；农药肥料带入的重金属年均输入量占比小于5%，可忽略不计。不同沉降区土壤的主要输出途径均为地表径流和土壤淋溶，输出占比介于86.66%～100%；籽粒带走的重金属输出占比介于2.88%～13.34%。2019—2021年，背景区、中沉降区、高沉降区土壤Cd、Cu、Pb的年均净输入通量均大于0,Cd年均净输入通量分别为1.54、1.96、4.38 mg·m-2·a-1;Cu年均净输入通量分别为12.72、28.02、184.0 mg·m-2·a-1;Pb年均净输入通量分别为13.03、21.31、55.04 mg·m-2·a-1。综上，建议加强研究区域大气污染源和灌溉水质的长期监测并采取一定的控制措施，同时避免秸秆直接还田。本研究可为区域农田环境质量保护及重金属污染修复治理提供理论支持。

• 单位
  中国科学院南京土壤研究所; 国家红壤改良工程技术研究中心中国科学院红壤生态实验站