青藏铁路沿线土壤重金属的分布规律初探

生态环境 2004, 13(4): 546-548 Ecology and Environment E-mail: editor@基金项目：国家自然科学重点基金项目（30230090）作者简介：鲁春霞（1965－），女，博士，副研究员，主要从事资源与环境领域的研究。

E-mail: lucx@ 收稿日期：2004-06-07青藏铁路沿线土壤重金属的分布规律初探鲁春霞1，谢高地1，李双成2，李利锋1，陈辉11. 中国科学院地理科学与资源研究所，北京 100101；2. 北京大学城市与环境学院，北京 100871摘要：通过对青藏铁路沿线已经运营路段和正在修建路段两侧采集的土壤样品进行重金属含量测定分析，研究修建青藏铁路对铁路沿线土壤生态环境的影响。

分析的重金属元素包括Hg 和Pb 。

其中Hg 采用氢化发生等离子发射光谱法，Pb 采用等离子发射光谱法进行测定。

测定结果表明，已运营铁路沿线重金属铅和汞具有显著的规律性变化。

在铁路一侧，铅和汞含量随距离变化呈现正态分布，其最高峰值出现在距铁路50 m 左右。

而且，铅和汞含量高于土壤背景值以及正在修建铁路两侧的土壤含量。

通过对土壤理化性质的分析表明，已运营铁路段土壤的理化性质与铅和汞含量变化没有显著的相关性，因此，可以推断，铁路运输已经造成了铁路两侧土壤一定程度的重金属污染。

关键词：重金属污染；土壤环境；青藏铁路中图分类号：X144 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2004）04-0546-03随着我国交通运输业的快速发展，重金属的环境污染问题已经引起人们的高度重视。

公路重金属污染的主要来源是目前已经得到公认的汽油、柴油燃烧后的废气扩散，同时车辆轮胎成分中亦含有多种重金属元素，因此，轮胎磨损也是重金属元素的重要物质来源。

这些重金属在自然环境中沉降，从而对人类、家畜、农业生态及自然环境产生严重的潜在影响和危害。

对铁路沿线的环境污染通常以水污染物中的COD 和石油类为主要研究对象。

尽管铅、铬等重金属元素也是铁路沿线环境监测的重要内容[1]，但是到目前为止，对铁路两侧重金属污染关注较少。

青藏高原作为全球的第三极，不仅孕育着我国的主要河流，影响着我国以及东亚的气候变化，而且，它脆弱而敏感的环境决定了它对小的干扰会产生显著放大的影响作用。

因此，对于这样一个独特而典型的区域，任何开发建设活动都可能产生难以预料的潜在影响。

青藏铁路二期工程——格尔木至拉萨段正在修建。

修建青藏铁路是否会对沿线的土壤生态环境产生重金属污染？为此，我们沿高原已经运营多年的铁路段和正在修建的铁路段，采集土壤样品进行土壤重金属分布规律分析。

由于铁路与公路均为线状工程，根据前人的研究可知，公路两侧土壤中铅含量呈现指数衰减分布规律[2]。

也有人总结国内外研究成果后认为，沿公路两侧土壤中铅的影响范围主要集中在50 m 左右，且铅含量与离公路边沿的距离呈高斯衰减分布[3]。

因此，本研究采样布点均分布距铁路50 m 的范围内。

1 采样点概况及样品处理由于已建青藏铁路大致和青藏公路相伴而行，采样点选择尽量远离公路。

采样时结合地特点在铁路一侧或两侧50 m 内采样。

采样点沿铁路两侧等间距分布。

不同采样点的自然环境概况如表1所示。

同一个采样点土样取三个重复，经混合后，进行碾碎、研磨、过筛等处理。

Hg 采用氢化发生等离子发射光谱法进行测定；Pb 采用等离子发射光谱法进行测定。

2 重金属分布规律及含量变化2.1 铅的分布及其含量变化位于青海省都兰县都兰火车站（36︒59'N ，98︒40'E ）附近铁路南侧土壤的含铅量如图1所示，除25 m 处的最小值采样点 铁路修 建情况 主要植被地带性 土壤类型周围状况都兰寺车站 (36︒59'N, 98°40'E)已运营芨芨草、白刺 山地栗钙土 周围无大污染源南山口 (37︒07'N, 95︒29'E)已运营植被稀少灰棕荒漠土 周围无污染源昆仑山 (35︒44'N, 94︒04'E)正在修建 嵩草、红景天等高寒草甸土周围无污染源风火山 (34︒41'N, 92︒50'E)正在修建 针茅、羊茅 高寒草甸土 周围无污染源那曲正在修建 紫花针茅、火高寒草甸土 周围无污鲁春霞等：青藏铁路沿线土壤重金属的分布规律初探 547 23.57 mg/kg 外，铅含量与离铁路边沿的距离基本呈正态分布。

心土层最大含铅量68.67 mg/kg 在距铁路45 m 处，而表土层的最大铅量则在距铁路65 m 处，说明土壤中的铅含量高峰在距铁路的50 m 左右，对南山口铁路一侧样品的分析也表明同样的规律。

这与公路两侧铅含量的分布规律有一定差异[3]，公路两侧土壤的铅含量随着距离公路愈远而减少[3]，即铅含量的高峰值在公路边最高，而铁路两侧的高峰则出现在距铁路50 m 左右处。

这可能是由于铁路一般都修建有高大的路基，在路基两侧形成了较高的坡面地形，这种坡面地形在降雨的作用下，会把土壤中的重金属淋滤到低洼的地方，从而改变了土壤中重金属的原始分布状态。

与青海省土壤中的铅背景值(20.9±5.95) mg/kg [4]相比，除了距铁轨25 m 处心土的含铅量小于最大背景值之外，其余各点的含铅量均高于最高土壤背景值。

根据国家GB 15618－1995的土壤环境质量标准，一级土壤环境质量的铅自然背景值小于35 mg/kg 。

而表1中所显示的5个土壤样品中3个样品的铅平均含量值高于35 mg/kg 。

都兰寺火车站周围完全是荒漠草原景观，很少有其他人类活动的干扰，而且，采样点与公路之间有山体阻挡，公路两侧的铅污染应该不会对铁路两侧的土壤产生影响。

对铁路沿线已经运营和正在修建的几个样点土壤铅含量的测定结果见表2。

在已经运营的铁路段，土壤中的重金属含量分布具有一定的规律，而正在修建的铁路两侧其土壤中的重金属含量分布没有明显的规律性变化。

由此可以推断，铁路运营使铁路两侧产生了一定程度的重金属铅污染。

2.2 土壤中的汞含量变化对都兰寺车站采集的样品进行汞含量的分析表明（图2），其变化规律与铅的分布变化基本相似，所不同的是表层土壤和心土中的汞含量最高值同时出现在距铁路45 m 处，这与铅含量的高峰值表现有一定差异。

而且，已运营铁路段的土壤汞含量均高于西藏和全国的土壤汞含量的平均水平[5]。

根据对土壤中铅汞含量与pH 、有机质和碳酸钙含量的相关分析表明（表3），它们之间没有显著的相关关系，说明铅汞含量的变化不是土壤本身的理化性质变化而引起的，由此推测，土壤的基本理化性质对土壤铅和汞的含量的影响不明显。

对沿线正在修建铁路段样点土壤汞的分析表明，那曲样点土壤汞含量基本上与西藏同类土壤的背景值一致，而昆仑山和风火山的汞含量相对较高，但普遍低于已运营铁路段样点的土壤汞含量值。

这可能说明土壤中铅和汞含量变化的主要原因应该是铁路运行带来的污染。

3 结论与讨论在青藏铁路沿线已运营段和正在修建段采集土壤样品进行重金属含量分析的结果表明，已运营铁路段的土壤铅和汞含量显著高于土壤背景值，而且普遍高于正在修建铁路段的含量值。

土壤铅和汞含量随距离呈现正态分布，这种分布与公路两侧土壤铅分布规律不同。

可能是由于铁路路基形成的高大坡面，容易产生坡面流，使土壤中的重金属向低洼区域富集，因此，高峰值出现在距铁路50 m 左右。

对样品土壤理化性质与重金属含量进行的相关分析也表明，在铁路两侧，土壤理化性质对土壤铅和汞含量的影响程度不大。

而且，正在修建的青藏铁路段，没有显著的随距离变化的分布规律。

由此推断，铁路运输造成了两侧土壤一定程度的污染。

铁路运输带来的环境污染一般以油类污染最为突出。

青藏铁路沿线土壤中的重金属含量汞和铅高于背景值似乎不合常理。

实际上，根据研究，油污染可以产生大量的重金属污染[6]，所以，铁路沿线的重金属污染很可能是油污染造成的。

其次，铁路两侧的环境污染与运输的货物有很大关系。

另外，尽管在铁路沿线采样时尽可能远离公路，但由于青藏铁路和公路基本上总是相伴而行，公路运输产生的废气扩散，也或多或少会产生影响，但可以肯定还是以铁路运输产生的污染为主。

由于资料数据所限，对于青藏铁路沿线土壤重金属污染的原因还有待于进一步深入研究。

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