1 材料与方法1.1 研究区概况
本研究选取苏南经济快速发展的昆山地区为研究区(图1).昆山市位于北纬31°06′~31°32′,东经120°48′~121°09′, 地处上海与苏州之间,位于江苏省东南部,行政区划属苏州,市域总面积927.68 km2.昆山市处于长江三角洲太湖平原,河网密布,地势平坦,北部为低洼圩区,中部为半高田地区,南部为濒湖高田地区.昆山属北亚热带南部季风气候区,气候温和湿润,四季分明,雨量充沛,年平均气温17.6℃,年平均降水量1 200.4 mm.昆山经济发达,城市化率高达75.1%,2006~2011年连续6年位列中国百强县第一.
图1 昆山市区位图与样点分布示意Fig. 1Location of Kunshan City and the distribution of sampling points
1.2 样品采样与测试
根据昆山市土壤的利用方式,在各乡镇按0~15 cm和15~40 cm分两层分别在不同功能区采取土壤样品126个,在其中的40个样点采取新鲜的小麦样品若干株,其中有9个分布在化工区,4个在冶金电镀区,印染造纸区6个,养殖区17个,其他区4个,样品采集的时间为2006年.其中,化工区,冶金电镀区以及印染造纸区是高速发展的工业化的主要类型,而养殖区是农业集约化生产的一个类型,其它区则主要包括居民区或道路附近的农田.
将小麦样品根部泥土仔细洗去,分成根、茎、叶和籽粒这4个部分,用自来水冲洗干净,再用双蒸水冲洗3遍.然后,将样品放入烘箱中在40℃±5℃左右烘至恒重,称取干物重.再将样品粉碎,过60目筛,备用.植物样品中全量Cu、 Cd、 Pb和Ni的分析均采用混酸(硝酸-高氯酸)消煮,使用电感耦合高频等离子体发射光谱仪(ICP)测定.土壤样品中全量Cu、 Cd、 Pb和Ni采用三酸(HF-HNO3-HClO4)消化法制备待测液,除Cd采用石墨炉原子吸收法测定外,其余均采用电耦合高频等离子体发射光谱法测定.
1.3 土壤-作物系统重金属的吸收、迁移与积累
土壤重金属到达植物根系主要有两条途径,一条是质体流途径(1),即重金属随着蒸腾拉力,在植物吸收水分时与水一起到达植物根部;另一条则是扩散途径(3),即通过扩散而到达根表面[13].一部分的重金属分别通过共质体途径(4)和质外体途径(5)