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user: 2. 材料与方法 2.1. 样品采集与处理 江苏省盐城市射阳河源于宝应县射阳湖，是里下河地区排水入海的最大天然干河。该河全长210公里，河床宽350米，水深3~5米，流域面积820平方公里，控制土地面积86.1万亩 [ 13 ] ，是盐城众多城镇、工农业用水和排水的主要渠道。本研究采样区域位于射阳河流域中下游正红镇至千秋镇的连片水稻田(120˚13'E，33˚53'N)，属于亚热带向暖温带过渡气候带，气候温和、四季分明、日照充足、雨量适中。 对采样区域进行调查后，2015年7月采用Trimble Juno SA手持GPS定位仪定位，用竹铲直接采集0~20 cm农地表层土样，共采集25个土壤样品，具体采样点分布见图1。每个点采集的土样按四分法混匀，保留不少于1 kg土壤样品装入聚乙烯塑封袋。采样完毕后将样品立即运回实验室冷冻干燥。干燥样品剔除碎石、砂砾及植物残体等，用玛瑙研磨机(RM200，Retsch) 8000 r/min研磨6 min，过100目尼龙筛后贮存于塑料密封袋待测。 图1. 研究区域采样点分布图 2.2. 样品测定方法 2.2.1. 金属总量测定和形态分级 参照土壤金属全量测定方法(GB/T 17136-1997)，采用盐酸–硝酸–高氯酸–氢氟酸电热板消解土样用于金属总量测定。金属形态的提取方法参考Tessier连续提取法 [ 14 ] 。金属元素的检测采用原子吸收分光光度法，其中Cu，Fe，Mg，Mn，Zn，Ni元素采用火焰原子吸收分光光度法(PerkinElmer AA800，美国)进行测定，Pb，Cr，Cd元素采用石墨炉原子吸收分光光度法进行测定。本研究土壤样品Cd含量均低于检测限。 2.2.2. 土壤基本理化指标的测定 稻田土总氮(TN)通过碱性过硫酸钾紫外分光光度法(HJ 636-2012)测定：取一定量的土样于具塞比色管中，加入碱性过硫酸钾，120˚消煮30分钟，取出冷却至室温离心取出上清液，加1ml稀盐酸，上机测定；总磷(TP)则根据欧洲标准测试组织通过的SMT法提取 [ 15 ] ，分光光度法(UV6100 美谱达，上海)测定：精确称取一定量的土样于瓷坩埚中，450˚灰化2 h，用一定浓度的盐酸转移至离心管中，震荡16 h，离心，取上清液至比色管中，依次添加抗坏血酸和钼酸盐，显色后上机测定。总有机碳(TOC)采用总有机碳分析仪(HT3100 4541N，德国)进行分析。pH、Eh使用PHS-3C酸度计测得 [ 16 ] ，EC使用手持EC仪测得 [ 17 ] 。 2.3. 风险评价方法 2.3.1. 地积累指数 地积累指数(Index of geo-accumulation， Igeo)，是通过结合某种金属的实测含量和其地球化学背景值来评定研究地区的该种金属污染的程度的定量指标 [ 18 ] ，计算公式如式(1)。 I g e o = log 2 [ C n / ( k ⋅ B n ) ] (1) 其中，I geo 表示地累积指数；C n 为实测金属含量，mg/kg；B n 为当地沉积物金属含量背景值，此处参考江苏A层(表层)土壤几何均值 [ 19 ] ，Cu、Mn、Zn、Mg、Fe、Pb、Cr、Ni的背景值分别为：22.3、585.0、62.6、8400.0、30200.0、26.2、77.8、26.7 mg/kg [ 20 ] ；k为考虑成岩作用可能引起的背景值波动而设定的常数，一般取1.5 [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] 。 地积累指数评价法不仅考虑了环境背景值与人为污染因素，也考虑了自然成岩作用可能引起背景值波动因素 [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] 。一般适用于元素较多的研究区域，可以通过累计计算大量金属的叠加效应。地累积指数分级标准与污染程度划分见表1。 2.3.2. 富集因子法 富集因子法(Enrichment Factor)是评价污染程度和污染来源的重要定量指标。通过与参比体系的比较可以得出待评定元素的富集情况，从而判断该种元素的污染情况 [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] 。本文选择Fe为参考元素，背景值使用《中国土壤元素背景值》中江苏省相关元素几何均值，计算射阳河水稻土中Cu、Zn、Mn、Mg、Pb、Cr、Fe、Ni的富集因子。 EF计算公式如下 [ 19 ] ： E F = ( C Me / C Fe ) s a m p l e ( C Me / C Fe ) b a c k g r o u n d (2) 其中，EF为富集因子，为待评估元素与Fe在采样区实测含量的比值，为待评估元素与Fe在该采样区背景值的比值。 Table 1 The criteria of Geoaccumulation index [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [24 风险级别 地累积指数范围 污染程度 0 I geo ≤ 0 无污染 1 0 < I geo < 1 轻度污染 2 1 < I geo < 2 中等污染 3 2 < I geo < 3 中等–强污染 4 3 < I geo < 4 强污染 5 4 < I geo < 5 强–极严重污染 6 5 < I geo 极严重污染 表1. 地累积指数等级标准 [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] 富集因子法通过标准化待评价元素，可以平衡区域差异给污染评价带来的影响，从而判断人类活动对该区域造成的危害程度。一般适用于已知背景值含量的区域污染评价。富集因子法的分级标准见表2。 2.3.3. 改进的潜在生态风险评价法 Hankanson的潜在生态风险评价方法(RI， risk index) [ 30 ] 综合考虑了多种金属之间的协同作用、不同金属对环境的毒性水平差异、污染程度和背景值差异等方面的因素，对待评价元素的毒性进行加权计算，进而对研究区域的潜在生态风险进行全面评价 [ 4 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] 。 RI计算公式如下： R I = ∑ E r i = ∑ T r i × C f i = ∑ T r i × C i C 0 i (3) 其中，RI为多金属综合的潜在生态风险评价指数； E r i 为某区域单种金属的潜在生态危害指数； T r i 为第i种金属的毒性响应参数； C f i 为第i种金属的污染系数； C 0 i 为第i种金属的背景参照值；为第i种金属的实测浓度；各元素的毒性系数分别为：T Mn = T Zn = T Mg = T Fe = 1，T Cr = 2，T Cu = T Ni = T Pb = 5。 祝慧娜 [ 7 ] 在RI的计算过程中，针对金属不同有效态含量引入了金属浓度的修正系数，实现了金属不同形态的比例和潜在生态风险评价的结合。MRI的计算公式如下： M R I = ∑ E r i ¯ = ∑ T r i × C f i = ∑ T r i × ∑ W j × C 实 测 i C n i (4) 其中，MRI为改进的多种金属潜在生态风险评价指数；为改进的单种金属潜在生态风险评价指数； T r i 为第i种金属的毒性系数； W j 是(j代表金属的存在形态)土壤金属生物毒性权重系数 [ 34 ] ：W F1 = 1.8，W F2 = 1.4， W F3 = 1.2， W F4 = 1.0， W F5 = 0.6。改进的潜在生态风险评价法的分级标准见表3。 2.4. 数据分析方法 实验所有数据均为三次平行取得的均值，采用Excel 2013进行整理，使用SPSS 19.0和SigmaPlot 12.5进行数据分析与绘图，采用Google Earth和CorelDraw 12绘制采样点位分布图。