干旱区再生水-土壤-蔬菜系统中重金属流的研究

As a region short of water resource, Xinjiang sees irrigation with reclaimed water rather than fresh water as one of important measures for solving the problem in water utilization. There are 7 sewage disposal plants currently in Urumqi City, and reclaimed water is used mainly for agricultural irrigation and urban landscaping. The content and speciation of heavy metals in the sewage change after the secondary treatment at the disposal plants. Those heavy metals enter into soil and vegetables due to the farmland irrigation with reclaimed water. With different bioavailability , such heavy metals transfer and cumulate within the vegetables, harming vegetables and human health to different extents. Iirrigation with reclaimed water, therefore, shall be monitored intensively so that any accumulation or pollution of harmful heavy metals with long-term irrigation practice could be prevented. .With in-depth research on transfer and accumulation rules of heavy metals of different speciation in reclaimed water - soil - vegetable system (i.e. characteristic of heavy metal flow), namely, with the qualitative, quantitative and positioning investigation of heavy metals of different speciation in such a system, a more accurate assessment of heavy metal pollution in soil and vegetable could be conducted, and a scientific system of heavy metal detection indicators established during the course of reclaimed-water irrigation, which offers a theoretical foundation for assessing safety in vegetable planting and rational utilization of reclaimed water.

新疆是水资源贫乏的地区，用再生水代替清洁水灌溉成为解决用水问题的重要举措之一。乌鲁木齐市现有7 家污水处理厂，再生水主要用于农灌和城市绿化。污水中的重金属经过污水厂的二级处理后，其含量和形态发生了改变。随着再生水的农田灌溉，重金属进入了土壤和蔬菜中。不同重金属形态具有不同的生物可给性，在蔬菜体内的迁移和累积，对蔬菜的危害程度不同，对人体健康危害风险也不同。使用再生水灌溉，需加强检测能力，以防产生长期灌溉情况下的有害重金属累积污染。.深入研究不同重金属形态在再生水-土壤-蔬菜系统中的迁移和累积规律（重金属流特征），即通过不同重金属形态在体系中的定性、定量和定位研究，可以更准确评价土壤和蔬菜重金属污染程度，建立科学的再生水灌溉过程中重金属指标检测体系，为蔬菜安全生产和再生水的合理利用提供理论依据。

深入研究重金属在再生水-土壤-蔬菜系统中的迁移和累积规律，即通过对重金属在体系中的定性、定量和定位研究，可以更准确评价灌溉水、土壤和蔬菜重金属污染程度，为蔬菜安全生产和再生水的合理利用提供理论依据。.2013-2016年采用盆栽实验种植小白菜、萝卜和辣椒，通过修正的BCR法分级提取测定再生水、土壤、蔬菜中Cd、Pb和Zn的不同形态。灌溉水中的Pb、Cd主要以水溶态B0存在，含少量残渣态B4，说明灌溉水中的重金属迁移性较强，易于被植物根系所吸收。再生水中Pb、Cd形态更复杂，含量均大于清水，但并未超过国家《农田灌溉水质标准(GB5084-2005)》中的浓度限值。土壤和盆底渗滤物中的Pb、Cd主要以B4存在，Pb含量未超出《土壤环境质量标准（GB15618-1995）》二级标准，Cd含量则超标。.小白菜和萝卜地上、地下部分B0比例较大，还有部分可氧化态B3。三种蔬菜可食用部分中Pb含量均超出《食品安全国家标准中污染物限量（GB2762-2012）》，Pb含量依次为小白菜＞萝卜＞辣椒；小白菜和萝卜可食用部分Cd含量未超标，辣椒鲜果则超标，表现为辣椒＞小白菜＞萝卜。.Kd值（颗粒分布系数）的分析显示Pb的Kd值大于Cd，说明Pb是有很强颗粒活性的金属，而 Cd的迁移性更强。不同水样灌溉后，土壤中Pb、Cd的迁移表现为蒸馏水＞清水＞再生水，蒸馏水灌溉下迁移快而爽利，再生水灌溉下迁移慢而黏着、迟滞，Cd＞Pb，意味着用再生水灌溉，其中的重金属滞留在土壤中的时间更长。.模拟胃肠消化实验结果表明Pb在胃阶段析出较多，Cd在小肠阶段析出较多。仅有清水灌溉的萝卜每周Pb可耐受摄入量（PTWI）对于儿童超标，而长期食用是否对人体健康有影响，还需要进一步的研究。.在水-土壤-蔬菜体系的重金属检测过程中，特别是针对灌溉水中的重金属检测，不仅要分析重金属的总量，还要加强对重金属生物有效态的检测。