单次污水灌溉后长期污灌土壤镉的垂向分布特征

以河南省新乡市娘娘庙污灌区一块约328 m2 的田块为研究区, 采用均值、变异系数、半方差函数及分维数等相结合的方法, 分析一次污水灌溉前后10 d 内东西向剖面A、B、C 和D(南北向每相距10.5 m 设置1 个剖面, 由北至南依次编号为A、B、C 和D)的土壤有效镉的垂向空间变异及其分布特征, 为田块土壤中有效态镉分布与土壤植物修复相结合的研究思路提供基础性探讨。结果表明: 灌水后, 土壤有效镉含量在剖面A、B、C 和D 的均值分别减少0.06 mg?kg?1、0.11 mg?kg?1、0.14 mg?kg?1 和0.23 mg?kg?1, 呈现中等离散程度;在0.393~1.308 m 变程范围内, 块基比C0/(C0+C)<25%, 土壤有效镉剖面总体表现出由随机性引发的变异较小, 空间相关性较强; 剖面A、C 和D 土壤有效态镉的分维数降低, 空间变异程度减弱。Kriging 插值结果表明该区有效镉呈条带状分布格局, 且在0~15 cm 土层呈现累积现象; 沿灌水方向, 土壤有效镉含量剖面等值线分布由密集到稀疏。相关分析表明, 土壤有效镉含量与土壤有机质含量呈正相关, 与土壤含水率呈中等程度相关, 与pH 呈现强负相关, 表现为土壤有机质含量越高土壤有效镉含量越大, pH 越高土壤有效镉含量越小; 污水灌溉对土壤有效镉、土壤含水率、土壤pH 和土壤有机质的影响显著, 同时会削弱有效镉与各影响因子间的相关关系。伴随着污水灌溉动态的有效镉分布和变异特征可以为应用植物吸附进行土壤重金属污染修复方面的研究提供基础数据。