內(nèi)蒙古中部地區(qū)路側(cè)草原土壤重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

何一民，紅 雨，王 陽，華 耀

（1.內(nèi)蒙古師范大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010022；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)校生物多樣性保護(hù)與可持續(xù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010022）

土壤是地球生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是人類食物來源的基礎(chǔ)，是對(duì)人類生存和發(fā)展起著最重要作用的生態(tài)系統(tǒng)之一［1］。隨著國家工業(yè)化的快速發(fā)展和城市化的快速推進(jìn)，土壤重金屬污染成為日益嚴(yán)重的環(huán)境問題［2］。2014 年公布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》顯示，我國的土壤污染情況較為嚴(yán)重，其中，土壤重金屬元素砷（As）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、銅（Cu）、汞（Hg）、鎳（Ni）、鉛（Pb）和鋅（Zn）的超標(biāo)點(diǎn)位數(shù)占全部超標(biāo)點(diǎn)位的82.8%。世界各國都面臨著土壤重金屬污染問題，重金屬污染嚴(yán)重阻礙了農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的改善及修復(fù)。聯(lián)合國環(huán)境署已將8 種重金屬（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb 和Zn）列為優(yōu)先控制污染物［3］。重金屬污染土壤的過程具有隱蔽性、長期性、表聚性和不可逆性［4］。重金屬在植物體內(nèi)的大量富集嚴(yán)重影響著植物的正常生長。土壤中的重金屬元素會(huì)通過植物的吸收作用，進(jìn)入植物體內(nèi)富集，當(dāng)積累到植物耐受的臨界值就會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生毒害，植物通常表現(xiàn)為葉片發(fā)黃、植株矮小、產(chǎn)量和品質(zhì)下降等癥狀［5］。

土壤重金屬污染的研究一直是全球環(huán)境的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題，國內(nèi)外學(xué)者從不同土地利用類型［6-7］和不同尺度［8-9］針對(duì)土壤重金屬的分布特征［10-11］、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)［12-14］和來源分析［15-16］等方面展開了細(xì)致研究。研究包括煤礦區(qū)、金屬礦區(qū)、農(nóng)田、茶園、湖泊沉積物和森林的土壤重金屬污染問題，目前針對(duì)草原土壤重金屬污染影響的研究較少。內(nèi)蒙古自治區(qū)總面積約118.3 萬km2，草原面積8 666.7 萬hm2，占全國草原總面積的22%，占自治區(qū)總面積的74%。草原生態(tài)系統(tǒng)是內(nèi)蒙古生態(tài)系統(tǒng)的主體，是我國重要的畜產(chǎn)品基地，是當(dāng)?shù)啬撩褓囈陨娴奈镔|(zhì)基礎(chǔ)，也是我國重要的北疆生態(tài)屏障［17］。草原生態(tài)系統(tǒng)相較于其他生態(tài)系統(tǒng)，植被生產(chǎn)力較低，食物網(wǎng)較為簡單，所以草原生態(tài)系統(tǒng)相較于其他生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)脆弱，平衡更加容易被打破。隨著工業(yè)和城市的快速發(fā)展，交通運(yùn)輸業(yè)的飛速成長，草原生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)健康面臨著日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，繁忙的公路運(yùn)輸不可避免地給草原生態(tài)系統(tǒng)帶來嚴(yán)重的重金屬污染，草原生態(tài)系統(tǒng)的土壤重金屬污染情況引起了專家們的廣泛關(guān)注。國內(nèi)外對(duì)土壤重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的最常用研究方法有單因子指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法、潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法和地積累指數(shù)法等［18-20］。目前，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)土壤重金屬污染的研究調(diào)查主要集中在農(nóng)田和礦場(chǎng)生態(tài)系統(tǒng)［21-24］，對(duì)草原生態(tài)系統(tǒng)的重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)鮮有報(bào)道。因此，該文以內(nèi)蒙古錫林郭勒盟鑲黃旗克氏針茅-羊草典型草原區(qū)路側(cè)土壤為研究對(duì)象，檢測(cè)As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb 和Zn 這8 種元素的含量和計(jì)算生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，以期為該地區(qū)及周邊類似生境的草原土壤重金屬污染防治、草原土壤恢復(fù)及安全利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

采樣點(diǎn)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中部、錫林郭勒盟西南端，鑲黃旗北偏東（41°93＇～42°07＇N 和113°37＇～114°75＇E），地勢(shì)南高北低，地形以低山丘陵為主，屬于中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，土壤為栗鈣土。平均海拔1 322 m，地區(qū)年降水量267.9 mm，主要降水集中在夏季（6—8 月），在牧草生長關(guān)鍵季節(jié)（5—8 月）的有效降雨量年平均150 mm，年均蒸發(fā)量2 250.00 mm，年平均氣溫3.1 ℃，全年盛行西、西北風(fēng)，年平均風(fēng)速4.7 m/s。G511 國道穿行其中。主要植物有克氏針茅（Stipa krylovii）、羊草（Leymus chinensis）等。

1.2 樣品采集和測(cè)定

2019 年8 月，在克氏針茅-羊草典型草原中，貫穿的G511 國道兩側(cè)選取研究區(qū)，研究區(qū)內(nèi)在距離公路5 m 選取5 個(gè)10 m×10 m 樣地，每個(gè)樣地之間的距離是1 000 m，在公路北側(cè)選擇3 個(gè)樣地，公路南側(cè)2 個(gè)樣地。在每個(gè)樣地范圍內(nèi)按照“S”形選取10 個(gè)采樣點(diǎn)，在距離每個(gè)采樣點(diǎn)5 cm處選取3 個(gè)土壤，采樣深度為0～30 cm，采集土樣共計(jì)150 個(gè)。

將采集的土壤樣品裝入密封塑料袋中，置于通風(fēng)的試驗(yàn)臺(tái)上自然風(fēng)干。用木棒將土壤樣品碾碎，剔除石子和動(dòng)植物殘?jiān)褂昧⑹叫行乔蚰x，在瑪瑙罐中進(jìn)行研磨，過170 目尼龍篩，在70℃下烘干至恒重，使用壓片機(jī)壓成土壤樣片待測(cè)。用激光粒度分析儀和激光光譜元素分析儀對(duì)土壤樣片進(jìn)行掃描，保存光譜譜線并用Data analysis 數(shù)據(jù)分析軟件，選擇多變量分析，選取土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GSS-2、GSS-10、GSS-11、GSS-17、GSS-18和GSS-25 制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)出土壤樣 片 中8 種 元 素As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb 和Zn的含量。

1.3 評(píng)價(jià)方法

1.3.1 單因子指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法

單因子指數(shù)（pollution index，Pi）可直觀反映重金屬元素含量與背景值的關(guān)系，常作為土壤重金屬污染評(píng)價(jià)的指標(biāo)；在分析一定區(qū)域內(nèi)多種重金屬元素的污染狀況時(shí)，可用內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法［25-26］。

其計(jì)算公式為：

式中，Ci為重金屬元素的實(shí)測(cè)值；Si為重金屬元素的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，一般采用當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸担?7］；Pi污染指數(shù)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見表1；PN為內(nèi)梅羅綜合指數(shù)；Pmax為研究區(qū)所有重金屬單因子指數(shù)中的最大值；Pave為研究區(qū)所有重金屬單因子指數(shù)的平均值；PN的污染等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)見表1［26］。

表1 土壤污染等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

表2 潛在生態(tài)危害等級(jí)劃分表

1.3.2 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法

1.3.3 地積累指數(shù)法

地積累指數(shù)法之前是研究水環(huán)境中重金屬污染的一個(gè)定量指標(biāo)［31］，現(xiàn)在也被用來評(píng)價(jià)土壤重金屬污染程度。地積累指數(shù)法利用當(dāng)?shù)赝寥乐亟饘僭氐谋尘爸蹬c試驗(yàn)測(cè)得重金屬元素含量［27］的關(guān)系來描述重金屬污染程度，是常被用來分析土壤重金屬污染程度的評(píng)價(jià)方法，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表3［32］，共分為7 個(gè)等級(jí)，計(jì)算公式為：

式中，Igeo為重金屬元素的地積累系數(shù)；Cn為實(shí)驗(yàn)測(cè)得某一重金屬元素的含量，Bn為土壤中該元素的背景值，單位mg/kg；k 為巖石成因效應(yīng)，一般取常數(shù)1.5。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2019 繪制圖表，運(yùn)用SPSS 27.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析土壤重金屬元素之間的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤重金屬含量

研究區(qū)土壤重金屬描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表4，研究區(qū)草原土壤重金屬As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 的 平 均 含 量 分 別 為9.21、0.11、52.07、19.09、0.04、22.71、21.74、55.11 mg/kg，與內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟土壤背景值［27］相比，8 種重金屬元素含量均超過了背景值，研究區(qū)重金屬在土壤中進(jìn)行不同程度的積累。某種重金屬含量的標(biāo)準(zhǔn)差與平均值的比值叫做該元素的空間變異系數(shù)，有研究［33］表明空間變異系數(shù)來描述土壤重金屬含量的空間變異性，空間變異系數(shù)大于50%，說明重金屬含量分布不均勻，有特定外源點(diǎn)污染源存在，即空間變異系數(shù)越大，受人為影響越嚴(yán)重。研究樣地土壤重金屬空間變異系數(shù)從大到小依次為As＞Hg＞Cr≥Ni＞Cd＞Zn＞Cu＞Pb，但整體空間變異系數(shù)的數(shù)值均未超過10%，整體空間變異系數(shù)都較低，屬于弱變異等級(jí)，表明土壤重金屬含量變化受人類活動(dòng)的影響不大。

表4 研究區(qū)土壤重金屬表述性統(tǒng)計(jì)

2.2 研究區(qū)土壤重金屬污染評(píng)價(jià)

2.2.1 基于單因子指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法評(píng)價(jià)

基于單因子指數(shù)法對(duì)研究區(qū)樣地土壤重金屬進(jìn)行污染評(píng)價(jià)，結(jié)果見圖1。As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb 和Zn 的Pi平 均 值 分 別 為1.62、4.33、1.63、1.88、1.99、1.41、1.27 和1.70。研究區(qū)土壤重金屬單因子指數(shù)從高到低依次為Cd＞Hg＞Cu＞Zn＞Cr＞As＞Ni＞Pb。依據(jù)表1 中Pi和PN的評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，As、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb 和Zn 屬于輕度污染等級(jí)，Cd屬于嚴(yán)重污染級(jí)別。As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb 和Zn 屬于輕度污染的樣點(diǎn)數(shù)占樣點(diǎn)總數(shù)的比例分別是98%、0、98%、98%、56%、100%、100%、98%。Cd 的所有樣點(diǎn)均屬于嚴(yán)重污染級(jí)別。研究區(qū)樣地土壤重金屬內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)為3.37，屬于嚴(yán)重污染級(jí)別。

圖1 基于單因子指數(shù)法的重金屬污染評(píng)價(jià)

2.2.2 基于潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法評(píng)價(jià)

基于潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法對(duì)研究區(qū)土壤重金屬進(jìn)行潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見圖2。研究區(qū) 土 壤 中 重 金 屬As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb 和Zn的平均分別為16.16、130.05、3.26、9.38、79.60、7.03、6.36 和1.70，從高到低依次為Cd＞Hg＞As＞Cu＞Ni＞Pb＞Cr＞Zn。通過對(duì)比表2 中的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可以得出：Cd 為強(qiáng)生態(tài)危害，Hg 為中等生態(tài)危害，As、Cr、Cu、Ni、Pb 和Zn 為輕微生態(tài)危害。As、Cr、Cu、Ni、Pb 和Zn 的所有樣點(diǎn)均為輕微生態(tài)危害。Hg 的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)為輕微生態(tài)危害的樣點(diǎn)比例為56%，中等生態(tài)危害的樣點(diǎn)比例為44%。Cd 所有樣點(diǎn)均屬于強(qiáng)生態(tài)危害。研究區(qū)樣地土壤重金屬綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的計(jì)算方法是所測(cè)得土壤重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的算數(shù)和，計(jì)算結(jié)果為253.53，屬于中等潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，其中Cd 和Hg 的貢獻(xiàn)率約為83%。

圖2 基于潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法的重金屬污染評(píng)價(jià)

2.2.3 基于地積累指數(shù)法評(píng)價(jià)

以內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟地區(qū)土壤背景值作為參考，應(yīng)用地積累指數(shù)法計(jì)算得到研究區(qū)土壤As、Cr、Cd、Cu、Hg、Ni、Pb 和Zn，8 種 重 金 屬 的Igeo（見圖3）。樣地土壤重金屬的Igeo的平均值大小順序?yàn)镃d（1.53）＞Hg（0.41）＞Cu（0.32）＞Zn（0.18）＞Cr（0.12）＞As（0.11）＞Ni（-0.09）＞Pb（-0.24）。根據(jù)地積累指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)可知，研究區(qū)Ni 和Pb 屬于清潔等級(jí)，Ni 評(píng)價(jià)為清潔的樣點(diǎn)占比達(dá)到98%，有2%樣點(diǎn)屬于輕度污染等級(jí)；Pb 所有樣點(diǎn)均屬于清潔等級(jí)。研究區(qū)As、Cr、Zn、Cu、Hg 屬于輕度污染級(jí)別。As 評(píng)價(jià)為清潔的樣點(diǎn)的比例為4%，屬于輕度污染級(jí)別的樣點(diǎn)比例為96%。Cr 和Zn 評(píng)價(jià)為清潔等級(jí)的樣點(diǎn)比例均為2%，屬于輕度污染級(jí)別的樣點(diǎn)比例均為98%。研究區(qū)樣點(diǎn)Cd 評(píng)價(jià)均為偏中污染等級(jí)，且所有樣點(diǎn)均為偏中污染等級(jí)。

圖3 基于地積累指數(shù)法的重金屬污染評(píng)價(jià)

2.2.4 相關(guān)性分析

相關(guān)性可以表示2 種元素?cái)?shù)值變化上的關(guān)聯(lián)性，一般有正相關(guān)和負(fù)相關(guān)。由表5 結(jié)果分析可知，研究區(qū)土壤重金屬元素As、Cr、Cd、Cu、Hg、Ni、Pb 和Zn 之間均存在極顯著（P＜0.01）相關(guān)性，同源性程度很高。

表5 土壤重金屬元素間相關(guān)性分析

3 討論

該研究選取As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb 和Zn 8 種重金屬元素對(duì)內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟鑲黃旗草原進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，8 種重金屬元素含量均低于國家土壤環(huán)境質(zhì)量一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB 15618—1995）。二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)主要適用于農(nóng)田、菜地、茶園、果園、牧場(chǎng)等地方的土壤，土壤重金屬富集含量對(duì)植物和環(huán)境基本上不造成污染和危害，二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求低于一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。以內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟的土壤背景值作為參考，8 種重金屬元素含量均值均超過錫林郭勒盟土壤含量背景值，說明土壤在一定程度上受到外界干擾。As、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb 和Zn 含量在背景值的2 倍以內(nèi)，Cd 元素含量嚴(yán)重超過土壤背景值，達(dá)到了4.33 倍。

采用地積累指數(shù)評(píng)價(jià)土壤重金屬風(fēng)險(xiǎn)考慮了人為污染因素和地球背景環(huán)境對(duì)背景值的影響，還考慮了自然成巖作用引起的背景值變動(dòng)的影響。潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法能體現(xiàn)重金屬的環(huán)境生態(tài)效應(yīng)與毒害程度，缺點(diǎn)是有較大的局限性，能評(píng)價(jià)的元素種類較少，該文提到的8 種重金屬元素都在潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的范圍內(nèi)。單因子指數(shù)法可以直觀地反映土壤重金屬含量和土壤背景值的關(guān)系，容易受異常值的影響［34］。綜合3 種評(píng)價(jià)方法得出的結(jié)論都是Cd 的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)偏高。研究表明，重金屬Cd 污染可能來源于工業(yè)原料及“三廢”排放、汽車尾氣等［35-36］。研究區(qū)樣地周圍沒有農(nóng)田，沒有金屬礦區(qū)，沒有大型企業(yè)，只有一條公路貫穿其中。由此推測(cè)，Cd 元素污染受到了汽車尾氣排放的影響。機(jī)動(dòng)車會(huì)通過車輛的汽油或柴油的燃燒、輪胎與道路的摩擦造成的磨損以及道路材料的自然風(fēng)化，向周邊環(huán)境中釋放重金屬元素［37-38］。該文選取了4 種方法進(jìn)行污染評(píng)價(jià)，其結(jié)果基本一致，即研究區(qū)土壤中Cd 和Hg 是最主要的重金屬污染因子。與崔崴等［39］對(duì)錫林郭勒盟蘇尼特右旗草原礦區(qū)的研究結(jié)果類似，Cd 含量的平均值超過土壤背景值，Cd 超標(biāo)率達(dá)到100%，Cd 對(duì)環(huán)境構(gòu)成中高等潛在風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。楊曉杰等［40］對(duì)錫林郭勒盟蘇尼特右旗金礦土壤的研究表明Cd 潛在危害指數(shù)平均值為中等潛在風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，與該文結(jié)果一致。李賀等［41］研究的赤峰市克什克騰旗的草原湖泊沉積物也表明，柱狀沉積物中As、Cd、Hg 在近表層有富集現(xiàn)象，Cd 元素基線值是栗鈣土背景值的2.2 倍，污染相對(duì)嚴(yán)重，與該文研究結(jié)果相似。周會(huì)程等［42］對(duì)三江源區(qū)高寒草原的土壤重金屬含量研究，土壤重金屬含量隨著草原退化程度加劇而減少，同一退化程度下，隨著土層加深重金屬含量有累計(jì)趨勢(shì)，該結(jié)論可在日后典型草原土壤含量研究中進(jìn)行驗(yàn)證。

關(guān)于交通運(yùn)輸帶來的重金屬在路邊環(huán)境中富集的研究，是近期研究的焦點(diǎn)問題。有研究表明As、Cd、Cu、Cr、Hg、Pb 和Zn 等重金屬元素的含量變化與交通有關(guān)［43-45］，其中危害較大的重金屬是As、Cd、Cr、Hg 和Pb［46］，這些重金屬元素已被列入我國《重金屬污染綜合防治“十三五”實(shí)施方案》重點(diǎn)防控對(duì)象。在路邊土壤中富集的重金屬如果得不到合理的治理，會(huì)嚴(yán)重污染土壤健康，并且破壞環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)［47］，還會(huì)隨著雨水和風(fēng)等自然現(xiàn)象的作用將污染范圍擴(kuò)大至離公路更遠(yuǎn)的地方［48］。李仰征等［49］的研究表明：喬灌草形成的復(fù)層結(jié)構(gòu)比單一結(jié)構(gòu)有更好的防護(hù)作用，常綠樹種比落葉樹種有更好的防護(hù)效果。草原區(qū)不支持喬木的生長，但可以推測(cè)出，灌木比草本植物有更好的防護(hù)效果，所以優(yōu)化道路兩邊的優(yōu)勢(shì)植物搭配，在條件允許的情況下種植灌草復(fù)合層，可以有效阻止重金屬的擴(kuò)散，且植物對(duì)重金屬也有一定的吸收作用。

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)顯示，研究區(qū)樣地土壤重金屬內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)為PN=3.37，屬于嚴(yán)重污染級(jí)別，這是因?yàn)閭€(gè)別元素的單因子污染等級(jí)偏高導(dǎo)致整體污染等級(jí)偏高。若針對(duì)研究區(qū)土壤中Cd 元素的單因子污染指數(shù)等級(jí)降到輕微污染等級(jí)，那么整個(gè)研究區(qū)的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)會(huì)降到PN＜1.84，可迅速將研究區(qū)整體土壤污染評(píng)價(jià)降低為輕微污染等級(jí)。運(yùn)用地積累指數(shù)法評(píng)價(jià)時(shí)需要注意考慮環(huán)境地球化學(xué)背景值、各地巖石差異引起背景值變化的系數(shù)。按地積累指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)上述Cd 達(dá)到偏中污染結(jié)果，與土壤背景值選取有關(guān)，該研究選取區(qū)域背景值即內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟為背景值。若與全國Cd 的背景值0.097 mg/kg 比較，這樣計(jì)算出來的Cd 元素的地積累指數(shù)評(píng)價(jià)屬于清潔等級(jí)。

變異系數(shù)（CV）是概率分布離散程度的一個(gè)歸一化度量，一般來說離散程度越大，變異系數(shù)越大，表明其分布受人為影響程度越大，如化肥農(nóng)藥的使用、礦場(chǎng)開采、工業(yè)污染、交通運(yùn)輸業(yè)的污染均可造成土壤重金屬元素的土地表層富集。相反，變異系數(shù)越小，則表明該地區(qū)土壤重金屬以自然來源為主。該研究結(jié)果表明：8 種重金屬元素的變異系數(shù)從大到小依次為As＞Hg＞Cr＞Ni＞Cd＞Zn＞Cu＞Pb。As 和Hg 的變異系數(shù)較大，受人類活動(dòng)影響的程度較大；其他6 種重金屬變異系數(shù)較小，受土壤母質(zhì)影響程度較大。土壤重金屬之間的相關(guān)性分析結(jié)果表明，8 種重金屬之間有極顯著的相關(guān)性，說明這8 種重金屬的同源程度也很高。綜合以上結(jié)果，可知8 種重金屬的同源性程度很大，雖然As 和Hg 的變異系數(shù)較大，也只是相對(duì)于其他6 種重金屬元素相比較，整體程度遠(yuǎn)低于25%。由于As 在許多行業(yè)被廣泛應(yīng)用，會(huì)產(chǎn)生大量As 殘留到土壤中［50］，而這些受到污染的土壤易于在土壤-植物系統(tǒng)中遷移和積累［51］。且汽車尾氣和輪胎磨損都會(huì)導(dǎo)致As 元素?cái)U(kuò)散到路邊環(huán)境中，這是As 元素變異系數(shù)較大最有可能的原因。

4 結(jié)論

內(nèi)蒙古錫林郭勒盟鑲黃旗路側(cè)草原研究區(qū)土壤8 種重金屬元素As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb 和Zn含量均超過內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟土壤背景值，均低于國家土壤環(huán)境質(zhì)量一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。由單因子指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果可知，Cd 屬于嚴(yán)重污染，As、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb 和Zn 屬于輕度污染等級(jí)；內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)顯示，研究區(qū)為嚴(yán)重污染級(jí)別。由潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果可知，Cd 為強(qiáng)生態(tài)危害，Hg 為 中 等 生 態(tài) 危 害，As、Cr、Cu、Ni、Pb 和Zn為輕微生態(tài)危害，研究區(qū)綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)為中等潛在危害。由地積累指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果可知，研 究 區(qū) 樣 點(diǎn)Cd 評(píng) 價(jià) 均 為 偏 中 污 染，As、Cr、Zn、Cu、Hg 屬于輕度污染，Ni 和Pb 屬于清潔等級(jí)。由此可見，內(nèi)蒙古錫林郭勒盟鑲黃旗路側(cè)草原土壤中Cd 元素存在較高的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)引起重視。