近幾年，污水灌溉、污泥回用、有機肥施用等 地力培肥措施的運用有力地支撐了農作物增產，但同時也導致部分農田土壤遭受重金屬污染[1 -2].雖然土壤中重金屬的總量在一定程度上可以反映土壤污染的程度，但無法闡述其遷移能力、生物毒性及對環境的污染風險[3].重金屬在土壤中的遷移性和生物毒性很大程度上取決于其化學形態及分布[4].因此，要評估重金屬在土壤中的遷移風險，必須了解其在土壤中的形態分布特征。在土壤中，重金屬的存在形態一般可分為水溶態、交換態或吸附交換態、碳酸鹽結合態、鐵錳氧化物結合態、有機結合態和殘留態等。但是將土壤中重金屬元素按上述形態完全分開是不可能的，在一定的條件下，這些形態可以互相轉化。

目前，重金屬形態分析中比較經典的方法是修正的 Tessier 提取法和 BCR 提取法。BCR 方法能較好地反映土壤中重金屬元素的形態分布情況，較Tessier 法簡單易行，重現性強，易標準化[5 -6],越來越多地應用于農田土壤中重金屬形態的分析方面[3,7 -8].土柱試驗是研究溶質在土壤中遷移轉化的重要工具[9].在淹水條件下，因為水體的動力學作用，比較容易使溶質在土壤剖面發生縱向遷移而滲入到深層土壤中，從而造成對深層土壤和地下水的污染。但是現階段的研究表明，重金屬在土壤中很難垂直遷移，主要積累在表層，難以向底層遷移。如 Besnard 等[10]測定了葡萄園銅污染土壤不同深度土壤剖面的可交換態銅含量，結果發現隨土層加深，可交換態銅含量依次下降，0-3 cm 處 264 mg·kg- 1,15 cm 處 149 mg·kg- 1,50 cm 處 18 mg·kg- 1.另有研究顯示，土壤可溶性有機質（ DOM） 可以提高重金屬離子在土體中的移動性[11 -12],如譚長銀等[13]、王開峰等[14]的研究表明，稻田土壤中長期施用有機肥會提高 Zn和 Cd 的有效性，增加土壤中重金屬污染的風險。

本試驗擬采用 BCR 連續提取法，通過室內土柱試驗，模擬長期淹水的稻田土壤中有機肥（ 豬糞） 施用對重金屬在稻田土壤中的垂直遷移及形態分布的影響，為有機肥施用后土壤中重金屬污染風險評估提供理論依據和技術支持。

1 材料與方法

1. 1 供試土壤及有機肥

供試土壤分別選取嘉興市某農場未受重金屬污染的農田土壤（ 以下簡稱“試驗土壤”） 和杭州市富陽區受重金屬污染的農田土壤（ 以下簡稱“污染土壤”） .有機肥分別為采自余杭某有機養殖農場未受重金屬污染的豬糞（ 以下簡稱“清潔有機肥”） 和平湖某規?；B殖農場受重金屬銅鋅污染的豬糞（ 以下簡稱“污染有機肥”） .試驗土壤的基本理化性質： pH 5. 62,有機質 17. 15 g·kg- 1,堿解氮 248. 7 mg·kg- 1,有效磷 35. 3 mg·kg- 1,速效鉀 46. 0 mg·kg- 1; 污染土壤的基本理化性質： pH 6. 95,有機質 22. 05 g·kg- 1,堿解氮163. 7 mg·kg- 1,有效磷 54. 6 mg·kg- 1,速效鉀32. 0 mg·kg- 1.供試土壤及有機肥的重金屬含量見表 1 和表 2.

1. 2 試驗設計與樣品采集

試驗地點位于浙江農林大學東湖校區。為模擬稻田實際狀態，將土壤裝入高 100 cm,直徑10 cm 的 PVC 管中，上部 20 cm（ 0-20 cm） 采用污染土壤，裝土密度為 1. 0 g·cm- 3.并將污染土壤進行不同有機肥的處理，即分別施用污染有機肥和清潔有機肥，有機肥用量均按土壤質量的1% 計，將有機肥與土壤混勻后，裝入土柱中。下部 50 cm（ 20-70 cm） 采用試驗土壤，按照1. 2 g·cm- 3的土壤密度裝土（ 圖 1） .土柱裝好后，保持 PVC 管上部淹水約 5 cm,分別淹水 3 個月、6 個月和 9 個月。每個處理重復 3 次，共計 18 個土柱。淹水 3,6,9 個月后，采集土壤樣品，采樣時運用土鉆采樣器從土柱上部垂直采樣，摒除土柱壁的影響，分別采集 0-10,10-20,20-22,22-24,24-26,26-28,28-30,30-32,32-34,34-36,36-38,38-40 cm 土壤樣品。樣品經自然風干后，粉碎、過篩。土樣過10 目篩用于土壤 pH、速效養分和有效態重金屬的測定，過 100 目篩供土壤有機質、重金屬全量及形態分級分析用。

1. 3 分析方法

土壤 pH、有機質以及速效養分均采用常規分析方法測定[15].土壤重金屬全量參照國家行業標準 NY/T1613-2008 方法，用電感耦合等離子發射光譜儀（ ICP-OES,PerkinElmer 7000 DV） 進行測定。

土壤重金屬形態分析采用 BCR 三步連續提取法，將土壤重金屬分為 4 種形態： 酸溶態（ 包括水溶態、交換態及部分碳酸鹽結合較弱的金屬） 、可還原態（ 較易還原的 Fe-Mn 氧化物結合態、錳氧化物及小部分鐵氧化物結合態） 、可氧化態（ 有機物及一些易氧化的硫化物結合態） 和殘渣態。其中，殘渣態分析用王水（ HNO3和HCl 體積比為 1 ∶ 3 ） 消解，ICP-OES 測定。提取方法詳見表 3.分析過程中采用平行樣、加標（ 國家標準土壤樣品 GSS-4） 等方法進行質量控制。

1. 4 數據處理

采用 Excel 2007 和 Origin 8. 0 進行數據處理和作圖，利用 SPSS 18. 0 進行方差分析及顯著性檢驗（ P <0. 05） .

2 結果與討論

2. 1 淹水對重金屬在土柱中遷移的影響

由圖 2 可知，經過 9 個月淹水處理后，重金屬 Zn,Cu,Pb,Cd 在土柱中都向下遷移，遷移趨勢集中在 20-22 cm 土層，即 4 種重金屬向下遷移了2 cm 左右。土層22-40 cm 之間，土壤中重金屬含量并未受到污染土壤的影響，基本接近試驗土壤本底值。說明清潔有機肥和污染有機肥對污染土壤中重金屬向下遷移的影響基本一致。