ABSTRACT Trace element (TE) contamination of soil is a persistent problem in urban environments, particularly hindering the reuse of abandoned land. While phytostabilization is a cost-effective approach to managing TE-contaminated soil, little is known about the effects of these practices on soil TE concentrations decades after plant establishment. This study analyzes soil data collected from 1995, 2005, and 2015 (28, 38, and 48 years since site abandonment) in a spontaneously vegetated urban brownfield contaminated with As, Cr, Cu, Pb, and Zn. No change in concentration of any of these TE in the upper 30 cm of soil at this site was observed from 1995 to 2005. However, from 2005 to 2015, As and Cr concentrations increased in the soil C1 horizon at this site (approximately 5- to 25-cm depth), whereas Cu, Pb, and Zn remained stable. We propose that the observed increases in As and Cr resulted from downward migration from the upper 5 cm of soil and subsequent immobilization in the C1 horizon. Increasing soil pH from 2005 to 2015 could have increased As and Cr solubility, while reducing Cu, Pb, and Zn solubility. In addition, significant correlations were found between the five TE and Fe or Mn, which are known to play a role in TE sorption. This study shows the ability of a phytostabilization site to retain some TE in its upper soil horizons for several decades following plant community establishment, although continued monitoring is needed to ensure soil conditions continue to favor stability.

中文翻译：

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具有人为土壤的自发植被城市棕地中微量元素浓度的长期稳定性

摘要 土壤微量元素 (TE) 污染是城市环境中一个长期存在的问题，特别是阻碍了废弃土地的再利用。虽然植物稳定是管理受 TE 污染土壤的一种具有成本效益的方法，但在植物建立几十年后，这些做法对土壤 TE 浓度的影响知之甚少。本研究分析了 1995、2005 和 2015 年（场地废弃后 28、38 和 48 年）在被 As、Cr、Cu、Pb 和 Zn 污染的自发植被城市棕地中收集的土壤数据。从 1995 年到 2005 年，在该站点上层 30 厘米土壤中没有观察到任何这些 TE 的浓度变化。但是，从 2005 年到 2015 年，该站点土壤 C1 层中的 As 和 Cr 浓度增加（大约 5-到 25 厘米深度），而 Cu、Pb 和 Zn 保持稳定。我们提出观察到的 As 和 Cr 的增加是由于从土壤上部 5 cm 向下迁移以及随后在 C1 层位中的固定造成的。从 2005 年到 2015 年，土壤 pH 值的增加可能会增加 As 和 Cr 的溶解度，同时降低 Cu、Pb 和 Zn 的溶解度。此外，在五种 TE 和 Fe 或 Mn 之间发现了显着的相关性，已知它们在 TE 吸附中起作用。这项研究表明，植物稳定点能够在植物群落建立后的几十年内将一些 TE 保留在其上层土壤中，尽管需要继续监测以确保土壤条件继续有利于稳定。从 2005 年到 2015 年，土壤 pH 值的增加可能会增加 As 和 Cr 的溶解度，同时降低 Cu、Pb 和 Zn 的溶解度。此外，在五种 TE 和 Fe 或 Mn 之间发现了显着的相关性，已知它们在 TE 吸附中起作用。这项研究表明，植物稳定点能够在植物群落建立后的几十年内将一些 TE 保留在其上层土壤中，尽管需要继续监测以确保土壤条件继续有利于稳定。从 2005 年到 2015 年，土壤 pH 值的增加可能会增加 As 和 Cr 的溶解度，同时降低 Cu、Pb 和 Zn 的溶解度。此外，在五种 TE 和 Fe 或 Mn 之间发现了显着的相关性，已知它们在 TE 吸附中起作用。这项研究表明，植物稳定点能够在植物群落建立后的几十年内将一些 TE 保留在其上层土壤中，尽管需要继续监测以确保土壤条件继续有利于稳定。