● 摘要
随着我国经济不断发展，交通运输业也随之快速发展，机动车辆拥有量和通车里程飞速增加，对公路周边环境造成了噪声污染，大气污染，土壤污染以及水污染，严重威胁着公路周边生态环境的健康和安全。本文选取了西安市南郊107省道附近的两块菜地(S1、S2)，学府大道附近的两块菜地(X1、X2)和子午大道附近的菜地(Z)为研究区，采集研究区内的土壤样品，对土壤中的重金属含量，随距离的变化特征、赋存形态以及污染状况进行分析和评价。通过本研究希望能为公路规划，公路周边农业生产布局以及公路周边菜地土壤重金属污染的防治提供科学依据。
经过收集资料、现场考察、样地采样、实验室预处理、实验分析和测定、数据处理及分析等，对土壤的理化性质，土壤中重金属的含量、空间分布、赋存形态、生物有效态进行分析，并评价土壤中重金属污染水平。通过研究得出以下结论：
(1) 菜地X1、菜地X2和菜地Z土壤为碱性土壤；菜地S2土壤为中性土壤；菜地S1土壤为酸性土壤。菜地X2土壤pH值虽然在10~20米之间有所增加，但20米之后呈直线下降；其余菜地土壤的pH值都随着距离增加而降低。五块菜地土壤有机质含量由大到小依次排序为菜地X1>菜地Z>菜地S1>菜地X2>菜地S2。菜地X1有机质含量相对较高，而菜地S2有机质含量较低。五块菜地土壤碳酸钙含量由高到低为菜地Z>菜地X1>菜地X2>菜地S2>菜地S1。
(2) 菜地X1、X2、S2和Z土壤中所测重金属元素均已超过陕西省表层土壤背景值，省道附近的菜地S1土壤样品中的As、Ni、Zn和菜地S2中As未超标，剩下元素均已超标。五块菜地中Co元素的含量超标程度较为严重，变异系数较高，说明Co元素受人为活动影响较大。相关性分析表显示，九种重金属的含量与距离的关系都为显著负相关关系，说明五块菜地中的重金属含量总体趋势随距离增加而降低的，但各元素与距离之间的显著性具有一定差异。五块菜地土壤中，九种重金属的含量随距离增加不断波动，但各重金属在不同距离段的波动幅度有差别。
(3) BCR法提取结果显示，五块菜地土壤中Mn、Cu、Co、Cd四种元素的非稳定态含量相对于其他元素较高，尤其是Mn元素非稳定态含量在菜地X2、S1、S2和Z土壤中的含量百分比接近90%，在菜地X1土壤中也接近80%。另外，五块菜地中的八种元素的非稳定态含量均超过了30%，迁移能力相对较高，对周边环境的危害性较大，应注意防治。
(4) 生物有效态研究结果显示，五块菜地土壤样品中Cd、Pb两种元素含量百分比相对较高，菜地S1和菜地S2土壤样品中Cr元素含量也相对较高。因此，这些元素更易于被植物吸收利用，且危害性较高。通过对比两种方法的提取结果发现，五块菜地中八种元素的生物有效的含量百分比均远小于其BCR法提取结果中非稳定态的比例。其中Mn、Ni和Zn元素相差较大。
(5) 五块菜地中Co元素的单项污染指数是最高的，污染程度较高；综合污染指数由高到低依次为菜地X2>菜地Z>菜地S1>菜地X1>菜地S1。富集因子评价结果显示，菜地Z土壤中的九种重金属的污染等级均为中污染；菜地X1和X2土壤中大部分重金属元素的污染等级为重污染；菜地S1土壤中的九种重金属中，仅Co元素污染等级为中污染，其余八种元素均为轻污染；菜地S2土壤中九种元素的污染等级均为轻微污染。单项污染指数和富集因子评价结果都反映出Co和Cr两种元素污染程度相对较高的现象。污染负荷指数评价结果显示，五块菜地中各样线的空间变化特征不相同。总体来看菜地X1和菜地S2的污染负荷指数随距离增加不断降低；菜地X2的污染负荷指数随距离增加不断增加；菜地S1和菜地Z的污染负荷指数随距离增加变化较小。五块菜地的污染负荷指数由大到小为菜地X2>菜地Z>菜地S2>菜地X1>菜地S1。