滄州市東部某種植區(qū)土壤重金屬來(lái)源分析

摘要 通過(guò)對(duì)滄州市東部農(nóng)業(yè)種植區(qū)土壤重金屬As、Cd、Cr、Cu、Co、Hg、Ni、Zn、V空間分布特征、主導(dǎo)分布趨勢(shì)、源解析分析進(jìn)行研究，通過(guò)傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)、PMF、RDA等數(shù)據(jù)處理方法，歸納有效來(lái)源和影響因素。結(jié)果表明：相對(duì)于中國(guó)土壤背景值而言，研究區(qū)表層土壤Cr、Hg和Pb平均含量偏高，為60.440、0.058和26.340 mg/kg，其余Cd、Zn、Ni、Cu、As平均含量偏低，分別為0.167、63.490、23.340、22.330、8.230 mg/kg。經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)的3種方法均表明，As、Cr、Cu、Ni之間和Cd、Pb、Zn之間各自來(lái)源可能存在一致性。PMF和RDA研究結(jié)果表明，土壤重金屬來(lái)源主要為3種，即大氣沉降因素解釋了Hg（79.8%），地質(zhì)背景源分別解釋As（82.2%）、Cr（72.3%）、Cu（72.1%）和Ni（76.8%），人為活動(dòng)影響因素分別解釋Cd（78.3%）、Pb（80.9%）和Zn（78.5%）。同時(shí)，As、Cu、Cr和Ni與環(huán)境因子中Al2O3和SiO2相關(guān)性強(qiáng)，證明其與地質(zhì)背景相關(guān)；Cd、Pb、Zn與環(huán)境因子中N、P、MgO和CaO相關(guān)性強(qiáng)。厘定了滄州市該種植區(qū)表層土壤重金屬的源和匯。

關(guān)鍵詞 土壤重金屬；冗余分析；經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)；滄州市

中圖分類號(hào) X 53? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2023）12-0069-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.12.015

Source Analysis of Heavy Metals in Soil of a Planting Area in the East of Cangzhou

ZHANG Lin

（Zhejiang Ocean University，Zhoushan，Zhejiang 316022）

Abstract The spatial distribution characteristics，dominant distribution trends，and source analysis of heavy metals As，Cd，Cr，Cu，Co，Hg，Ni，Pb，Zn，and V in soils of the eastern agricultural growing area of Cangzhou City were studied，and the effective sources and influencing factors were summarized by traditional statistical，PMF，and RDA data processing methods.The results showed that the average contents of Cr，Hg and Pb in the surface soils of the study area were high at 60.440，0.058 and 26.340 mg/kg relative to the background values of Chinese soils，and the average contents of the remaining Cd，Zn，Ni，Cu and As were low at 0.167，63.490，23.340，22.330 and 8.230 mg/kg，respecotively.kg.all three methods of classical statistics suggest that there may be consistency between the respective sources of As，Cr，Cu，and Ni and between Cd，Pb，and Zn.the results of the PMF and RDA studies indicate that the soil heavy metal sources are divided into three main categories，i.e.，atmospheric deposition factors explain Hg （79.8%），geological background sources explain As （82.2%），Cr （72.3%），Cu （72.1%） and Ni （76.8%），and anthropogenic activity influence factors explained Cd （78.3%），Pb （80.9%） and Zn （78.5%），respectively.Meanwhile，As，Cu，Cr and Ni were strongly correlated with Al2O3 and SiO2 in the environmental factors，another strong evidence of their correlation with geological background; Cd，Pb and Zn were strongly correlated with N，P，MgO and CaO in the environmental factors.The sources and sinks of heavy metals in the surface soils of this planting area in Cangzhou City are clarified，and methodological references are provided for the prevention and control of heavy metal pollution in the surface soils of suburban areas around municipalities as well as for planning.

Key words Soil heavy metals;Redundancy analysis;Classical statistics;Cangzhou

作者簡(jiǎn)介 章琳（1986—），男，浙江杭州人，助理工程師，碩士，從事農(nóng)村發(fā)展資源、土地資源規(guī)劃研究。

收稿日期 2022-07-27

土壤重金屬是研究土壤環(huán)境一項(xiàng)成熟的地球化學(xué)指標(biāo)，也是土壤環(huán)境污染治理中棘手的難題。因其具有難遷移、來(lái)源廣、易累積的化學(xué)屬性增加了土壤保護(hù)與修復(fù)工作的難度，又因其毒性高、可潛伏、易致病，引起國(guó)際社會(huì)各領(lǐng)域的高度重視和廣泛關(guān)注［1-2］。土壤重金屬可以通過(guò)呼吸、飲食、皮膚接觸等途徑攝入體內(nèi)，造成長(zhǎng)期體內(nèi)積累，當(dāng)積累量超標(biāo)就會(huì)直接影響人類健康，亦稱“化學(xué)定時(shí)炸彈”。

流行病學(xué)證據(jù)表明，Cd過(guò)量不僅可以導(dǎo)致“骨痛病”，還可以引起腎功能障礙，Cd具有眾多對(duì)人體的不可逆危害，美國(guó)毒物管理委員會(huì)將其規(guī)定為第6位人體健康威脅物［3］；當(dāng)孕婦血液中Pb含量大約為100 μg/L時(shí)，會(huì)使妊娠高血壓風(fēng)險(xiǎn)迅速增加并且降低胎兒的神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育，甚至?xí)乖袐D自然流產(chǎn)；2018年國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)將As、Cd、Cr、Ni劃定為自然界中第一組致癌物，人體長(zhǎng)時(shí)間暴露于該環(huán)境下，易患皮炎、哮喘、肺癌等［4］；人體長(zhǎng)期接觸重金屬超標(biāo)的土壤會(huì)對(duì)呼吸系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。近些年，我國(guó)土壤重金屬環(huán)境總體狀況不容樂(lè)觀，Yuan等［5］在ISI Web of Knowledge website以2000—2019年為時(shí)間段，以“中國(guó)”“農(nóng)田和城市土壤重金屬含量”“田間監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)”等為文獻(xiàn)搜索關(guān)鍵字，對(duì)我國(guó)土壤重金屬污染狀況進(jìn)行了總結(jié)和梳理，結(jié)果表明：我國(guó)城市土壤重金屬平均污染水平高于農(nóng)業(yè)土壤，且Cd是我國(guó)土壤中污染最嚴(yán)重的重金屬之一，占農(nóng)田和城市土壤重金屬污染的33.54% 和44.65%；Tan等［6］在北京主城區(qū)與郊區(qū)過(guò)渡帶采集220件表層土壤樣品，測(cè)定了土壤中As、Cr、Cd、Hg、Pb濃度，采用模糊分類法和空間預(yù)測(cè)相結(jié)合方法對(duì)土壤污染狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果表明：土壤重金屬污染主要集中在研究區(qū)西北部和東部，尤其是靠近城區(qū)的東南部主要積累了Hg、Cr和Pb。

重金屬來(lái)源十分廣泛，這也成為控制和治理的公認(rèn)難題，為進(jìn)一步掌握重金屬遷移轉(zhuǎn)化機(jī)理并提高科學(xué)防治能力，準(zhǔn)確判定有效來(lái)源已經(jīng)成為必要的途徑。目前，滄州市城郊區(qū)土壤重金屬來(lái)源主要分為1項(xiàng)天然源（地質(zhì)背景）和5項(xiàng)人為源（工礦企業(yè)污染物排放、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)、交通運(yùn)輸、大氣沉降、城市建設(shè)）。除此之外，土壤重金屬來(lái)源也包括室內(nèi)吸煙的煙霧、蚊香片或不銹鋼材料的燃燒等非主要來(lái)源途徑。

隨著人口密度逐年增加，土壤環(huán)境的優(yōu)劣已經(jīng)成為市民房屋選址、度假旅游甚至乘車(chē)規(guī)劃等日常活動(dòng)考慮因素之一。針對(duì)研究區(qū)以往研究程度和定量化源解析的實(shí)際要求，筆者設(shè)定了研究的主要目標(biāo)：一是掌握滄州市某農(nóng)業(yè)種植區(qū)表層土壤重金屬含量分布特征，二是定量化厘定土壤重金屬的有效來(lái)源，三是探明土壤重金屬來(lái)源的主要影響因素，以期為市級(jí)城市周邊郊區(qū)土壤表層重金屬污染防治工作及規(guī)劃提供方法借鑒。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

滄州市地處河北省東南部，北托京津、東靠渤海灣、南臨山東，區(qū)域地理坐標(biāo)為37°29′～38°57′N(xiāo)，115°42′～117°50′E。滄州地處冀中平原東部，地勢(shì)低平，整體地勢(shì)自西南向東北傾斜，其西部是太行山山前沖積扇緣之一，中部是河流沖積形成的平原，東部為濱海海積湖積平原。整體海拔2～18 m，表現(xiàn)為明顯的暖溫帶大陸季風(fēng)氣候，四季分明，溫度適中，光照充足，雨熱同季，降水集中。夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，年平均氣溫13 ℃，年平均降水585 mm。特色產(chǎn)品金絲小棗和泊頭鴨梨享譽(yù)國(guó)內(nèi)外，研究區(qū)選取滄州市東部某一種植區(qū)，區(qū)內(nèi)主要種植茄子、豆角、黃瓜和西紅柿等蔬菜類作物。

筆者于2019年6—9月共采集表層土壤樣品，采樣深度0～20 cm，共計(jì)339件（圖1）。采樣密度為3～5件/km2，每個(gè)樣品均由1個(gè)中心點(diǎn)及4個(gè)子樣點(diǎn)等重量組合而成。在保證各分樣點(diǎn)土壤類型基本一致的前提下，盡量避開(kāi)垃圾土、水土流失嚴(yán)重或表層土明顯已被破壞等可能對(duì)樣品造成污染的地塊，分樣點(diǎn)距中心點(diǎn)距離不小于80 m，樣品原始重量大于1 kg，采樣過(guò)程中以木鏟采集。樣品采集完畢后經(jīng)自然風(fēng)干后過(guò)孔徑為40目的尼龍篩，再經(jīng)過(guò)球粒星磨機(jī)處理后過(guò)孔徑為100目尼龍篩，測(cè)試樣品制備后冷藏保存。

1.2 測(cè)試方法和質(zhì)量控制

土壤樣品共分析測(cè)試18項(xiàng)元素指標(biāo)。土壤樣品利用HNO3-HF-HClO4的混合溶液進(jìn)行消解，采用X射線熒光光譜法（X-ray fluorescence）測(cè)定Cr、Pb、Zn和Al2O3的含量，采用電感耦合等離子質(zhì)譜法（XSERIES2）測(cè)定Cd和Cu的含量，As和Hg通過(guò)使用原子熒光光譜法（AFS-9530）進(jìn)行測(cè)定，采用氧化燃燒-氣相色譜法測(cè)定N的含量，采用管式爐燃燒紅外吸收法測(cè)定Corg的含量，采用電感耦合等離子體光譜法（ICP-AES，HK-2000）測(cè)定SiO2、Na2O、CaO、MgO、K2O、Ni和P的含量。土壤pH采用玻璃電極法測(cè)定（土液比1∶2.5），試驗(yàn)用水均為超純水。

土壤測(cè)定過(guò)程采用國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心研制的有色金屬I(mǎi)CP-MS標(biāo)準(zhǔn)溶液（GNM-M26193-2013）進(jìn)行質(zhì)量保證和質(zhì)量控制，準(zhǔn)確度（RE），其是由國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為密碼樣（7%）插入測(cè)試結(jié)果得到，測(cè)試精密度（RD）以重復(fù)樣（5%）分析結(jié)果評(píng)定。每件土壤樣品完成3次重復(fù)測(cè)試，加標(biāo)回收率在96%～104%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為±4%。分析質(zhì)量要求均參照《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 15618—2008）》。

1.3 數(shù)據(jù)處理與制圖

采用SPSS 19.0軟件對(duì)樣品數(shù)據(jù)完成正態(tài)分布性檢驗(yàn)、相關(guān)性分析、聚類分析、因子分析等，其中聚類分析方法選用最近鄰元素法，度量標(biāo)準(zhǔn)選擇區(qū)間Pearson相關(guān)性。因子分析選用最大四次方值法，抽取設(shè)置特征值大于1，最大收斂性迭代次數(shù)設(shè)置為25次；采用Excel 2016完成數(shù)據(jù)的基本參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析，并驗(yàn)證數(shù)據(jù)的分布類型。采用EPA PMF 5.0軟件進(jìn)行定量化源解析模型的構(gòu)建，完成正矩陣分解模型（PMF），其特點(diǎn)是能夠依據(jù)所組成的數(shù)據(jù)集合進(jìn)行分類并計(jì)算出源貢獻(xiàn)率；采用Canoco 5.0軟件完成冗余分析（RDA）。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤元素含量特征

以描述性統(tǒng)計(jì)分析為基本依據(jù)，通過(guò)計(jì)算8項(xiàng)重金屬元素的最值、均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)等統(tǒng)計(jì)學(xué)特征值，歸納總結(jié)土壤重金屬分布特征和區(qū)間界限，剔除異常值后的結(jié)果見(jiàn)表1。土壤重金屬As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb及Zn含量中位值分別為8.440、0.223、61.400、25.300、0.053、25.130、29.490和66.940 mg/kg。研究表明，變異系數(shù)（CV）是衡量一組或多組土壤樣本數(shù)據(jù)變異程度的數(shù)學(xué)指標(biāo)，一定區(qū)域內(nèi)可以有效表達(dá)數(shù)據(jù)的離散程度。該數(shù)值越小，重金屬元素的空間分布均勻程度越高，離散趨勢(shì)越低，反之則離散趨勢(shì)越高。依據(jù)該土壤數(shù)據(jù)總體特點(diǎn)，將變異系數(shù)劃定為以下3種類型：CV≥100%為強(qiáng)分異（起伏度高），60%≤CV＜100%為中強(qiáng)分異（起伏度中等）、CV＜60%為均勻分布（起伏度弱）。依據(jù)以上分類標(biāo)準(zhǔn)，研究區(qū)表層土壤中Cd、Hg、Pb和Zn屬于強(qiáng)分異，表明局部地區(qū)可能受到人為活動(dòng)影響，存在點(diǎn)源或面狀污染；As、Cu、Cr和Ni分異程度最弱，表明主要受到地質(zhì)背景影響；無(wú)中強(qiáng)分異分布。

2.2 經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)來(lái)源分析

2.2.1 土壤重金屬元素之間的相關(guān)性。

重金屬源解析是研究污染物的來(lái)源對(duì)周?chē)h(huán)境污染影響程度大小的方法，土壤元素間關(guān)系的密切程度為土壤重金屬的來(lái)源和遷移途徑研究提供了重要數(shù)據(jù)，若高相關(guān)系數(shù)，則表明相關(guān)重金屬元素可能為潛在同一污染源。對(duì)土壤重金屬元素進(jìn)行相關(guān)性分析，土壤重金屬元素的相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表2，As、Cr、Cu和Ni之間相關(guān)系數(shù)分布為0.567～0.712，均為顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系；Cd、Pb和Zn之間相關(guān)系數(shù)分布為0.702～0.872，均為極顯著相關(guān)關(guān)系；Hg除與Cd（0.447）、Pb（0.455）和Zn（0.457）呈顯著相關(guān)關(guān)系外，與其他元素均呈不顯著關(guān)系。由此推斷，As、Cr、Cu和Ni之間，Cd、Pb與Zn之間可能具有相同的來(lái)源。

2.2.2 土壤元素聚類及主成分分析。

土壤重金屬元素含量數(shù)據(jù)完成聚類分析前采用z得分進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，再采用歐氏距離計(jì)算變量的相似性，最后應(yīng)用Ward方法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)進(jìn)行層次聚類。對(duì)研究區(qū)表層土壤中8項(xiàng)重金屬元素含量進(jìn)行聚類分析，結(jié)果如圖2所示，表明土壤重金屬元素出現(xiàn)3種不同的簇，第1個(gè)簇為As、Cr、Cu和Ni聚合，第2個(gè)簇為Cd、Pb和Zn聚合，二者聚合后又與Hg聚合為第3類。整個(gè)聚類過(guò)程在歐氏距離上存在顯著性差異，可能具有不同來(lái)源，這與相關(guān)性分析結(jié)論保持一致性。

主成分分析（PCA）是空間尺度上判斷人類周期活動(dòng)對(duì)土壤重金屬元素影響程度的一種有效方法，利用特征值表征不同主成分的影響程度。該研究抽取特征值大于1的主成分，并系統(tǒng)計(jì)算每種主成分參與解釋的方差貢獻(xiàn)率，土壤數(shù)據(jù)中8項(xiàng)元素被劃分為3類成分：主成分1（F1）的方差貢獻(xiàn)率為38.57%，為3種主成分中占比最高，因此可以作為衡量土壤重金屬第1來(lái)源的指標(biāo)；主成分2（F2）的方差貢獻(xiàn)率為27.03%；主成分3（F3）的方差貢獻(xiàn)率為17.55%，這3個(gè)分量解釋了總方差的83.15%，傳遞了原始數(shù)據(jù)的大部分信息（表3）。

為進(jìn)一步確定3類主成分中所包含的元素負(fù)載大小，經(jīng)過(guò)方差最大正交旋轉(zhuǎn)后，基于3類主成分的重金屬元素在3維空間中的耦合關(guān)系，發(fā)現(xiàn)8項(xiàng)元素可分為3種聚類組合，即As-Cr-Cu-Ni、Cd-Pb-Zn和Hg（圖3）。對(duì)主成分因子載荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，As（0.803）、Cr（0.899）、Cu（0.781）和Ni（0.921）在F1中為高載荷，而在F2和F3中均為低載荷；Cd（0.743）、Pb（0.677）和Zn（0.864）在F2中為高載荷，而在F1和F3中均為低載荷； Hg（0.721）在F3中為高載荷，而在F1和F2中均為低載荷（表4）。

綜上所述，經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)中相關(guān)性分析法與聚類分析法以及主成分分析法的結(jié)果在一定程度上相互呼應(yīng)，即As、Cr、Cu、Ni之間和Cd、Pb、Zn之間各自來(lái)源可能存在一致性。

2.3 生態(tài)學(xué)來(lái)源分析

2.3.1 定量化貢獻(xiàn)率計(jì)算。

為了更加科學(xué)地利用定量化手段研判種植區(qū)范圍內(nèi)8項(xiàng)重金屬的來(lái)源，采用正定矩陣因子分解模型（PMF）進(jìn)行分析（圖4）。結(jié)果表明，研究區(qū)主要分為3種來(lái)源，分別是大氣沉降源、人為活動(dòng)來(lái)源、地質(zhì)背景源，這與趙永超等［8］的研究結(jié)果相一致。

滄州市人口密度的不斷增加勢(shì)必帶來(lái)人為源類的土壤重金屬污染。相關(guān)研究表明，滄州地區(qū)土壤Pb、Zn、Cr等重金屬來(lái)源中汽車(chē)尾氣顆粒排放為32%，煤炭燃燒為21%，工業(yè)排放物為20%［9］。城市中多數(shù)情況Pb和Zn被認(rèn)為是交通運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生于尾氣中的痕量元素，其中Zn還與城市不透水密封表面積具有相關(guān)性，Cr被認(rèn)為是燃料燃燒過(guò)程中的產(chǎn)物［10］。

大氣干濕沉降成為土壤重金屬一個(gè)主要的輸入途徑。滄州地區(qū)交通區(qū)、住宅區(qū)、教育區(qū)和旅游區(qū)的街頭灰塵是重金屬匯聚和來(lái)源之一，灰塵中存在重金屬污染狀況［11］，有研究表明，灰塵中Cu、Hg、Cd的濃度高于當(dāng)?shù)乇尘爸?，其中Cd屬于較高污染等級(jí)［12］，這為大氣沉降中重金屬的遷移提供了附著載體。地殼中Hg的平均含量為0.080 mg/kg，而全球土壤背景中Hg含量為0.030～0.100 mg/kg，中國(guó)土壤背景中Hg為0.038 mg/kg［13］。大量研究表明，大氣干濕沉降可以作為土壤中重金屬的重要來(lái)源，滄州城區(qū)冬季燃煤，加之研究區(qū)又處于城區(qū)城下風(fēng)向，冬季以北風(fēng)為主，因此大氣沉降來(lái)源是Hg的主要來(lái)源。雖然該研究Cd不作為大氣干濕沉降的主要來(lái)源，但是有相關(guān)研究表示，京津冀12個(gè)區(qū)農(nóng)業(yè)土壤中Cd大氣干濕沉降輸入通量占總輸入量的40%～98％［14-15］。

2.3.2 土壤特性與PTEs的關(guān)系。

冗余分析（RDA）目前已經(jīng)成功應(yīng)用于土壤環(huán)境領(lǐng)域，為了進(jìn)一步揭示土壤中其他環(huán)境因子矩陣對(duì)重金屬數(shù)據(jù)矩陣的影響，繪制排序圖中并進(jìn)行分析，選用物種數(shù)據(jù)進(jìn)行除趨勢(shì)對(duì)應(yīng)分析（DCA），依據(jù)每個(gè)軸的梯度長(zhǎng)度（LGA）確定最適宜的排序方法。依據(jù)LGA值大小，可選擇典范對(duì)應(yīng)分析（CCA）或RDA。該研究中DCA分析結(jié)果LGA為0.5，因此采用RDA線性模型分析。

RDA模型可以科學(xué)表達(dá)出環(huán)境梯度因子和物種因子之間的相關(guān)關(guān)系。RDA中包含的所有環(huán)境因子對(duì)于土壤重金屬具有重要的預(yù)測(cè)（P＜0.05）。將土壤中8項(xiàng)重金屬元素和10項(xiàng)環(huán)境因子顯示為向量，該環(huán)境或物種因子影響越大時(shí)其長(zhǎng)度越長(zhǎng)，當(dāng)2種或以上因子之間為銳角時(shí)表示它們之間呈正相關(guān)關(guān)系，為鈍角時(shí)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

種植區(qū)土壤環(huán)境因子可以解釋重金屬含量的78.90%，PC1解釋了52.12%，PC2解釋了26.78%，紅色箭頭線表示環(huán)境因子，黑色箭頭線表示重金屬因子（圖5）。重金屬物種因子As、Cu、Cr和Ni與環(huán)境因子中Al2O3和SiO2均位于左上象限，表明As、Cu、Cr和Ni與Al2O3和SiO2相關(guān)性較好，Al2O3和SiO2是巖石風(fēng)化殼中的主要成分，具有較強(qiáng)的抗腐蝕性和抗風(fēng)化性，這與土壤母質(zhì)的風(fēng)化程度和化學(xué)成分關(guān)系密切［16］，因此證明其來(lái)源與地質(zhì)背景因素有關(guān)；而物種因子中Cd、Pb、Zn與環(huán)境因子中N、P、MgO和CaO均位于右上象限，且相關(guān)性較好，我國(guó)是化肥和農(nóng)藥使用大國(guó)，據(jù)相關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，2015年中國(guó)農(nóng)藥的使用量為178.3萬(wàn)t，化肥的使用量為6 022.6萬(wàn)t；而2016年農(nóng)藥使用量為175.4萬(wàn)t，化肥使用量為605萬(wàn)t［17］，其中磷肥施用量為12.14～99.38 kg/hm2，全年磷肥的Cd輸入量為10.52 t［18］，因此農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中施用氮肥、磷肥是Cd、Pb、Zn積累的主要來(lái)源［19］。除此之外，目前農(nóng)藥中有效成分含有Pb和Zn，表明農(nóng)藥的施用也是土壤重金屬來(lái)源之一。但是這些測(cè)定值幾乎都與pH呈負(fù)相關(guān)性，這是由于當(dāng)土壤中pH含量降低時(shí)，大量的H+會(huì)與土壤中S2-、OH-等負(fù)離子相結(jié)合，與負(fù)離子結(jié)合的Cd、Hg、Ni等重金屬離子結(jié)合鍵逐漸變?nèi)?，從而間接增加了重金屬離子的遷移性能。

3 結(jié)論

（1）研究區(qū)土壤重金屬含量平均值遞降順序如下：Zn

（63.490 mg/kg）＞Cr（60.440 mg/kg）＞Pb（26.340 mg/kg）＞Ni（23.340 mg/kg）＞Cu（22.330 mg/kg）＞As（8.230 mg/kg）＞Cd（0.167 mg/kg）＞Hg（0.058 mg/kg）。變異系數(shù)表明，Cd、Hg、Pb和Zn屬于強(qiáng)分異，可能受到人為活動(dòng)影響，As、Cu、Cr和Ni分異程度最弱，受到地質(zhì)背景的影響。

（2）相關(guān)性分析、聚類分析以及因子分析均表明As、Cr、Cu、Ni之間和Cd、Pb、Zn之間各自來(lái)源可能存在一致性。

（3）PMF研究結(jié)果表明，共分為3種來(lái)源，大氣沉降因素解釋Hg（79.8%），地質(zhì)背景源分別解釋As（82.2%）、Cr（72.3%）、Cu（72.1%）和Ni（76.8%），人為活動(dòng)影響因素分別解釋Cd（78.3%）、Pb（80.9%）和Zn（78.5%）。

（4）RDA結(jié)果表明，As、Cu、Cr和Ni與環(huán)境因子中Al2O3和SiO2相關(guān)性強(qiáng)，證明其與地質(zhì)背景相關(guān)；Cd、Pb、Zn與環(huán)境因子中N、P、MgO和CaO相關(guān)性強(qiáng)，反映出其與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)密切相關(guān)。

參考文獻(xiàn)

［1］ 息朝莊，吳林鋒，張鵬飛，等.土壤重金屬污染現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)：以貴州惠水漣江高效農(nóng)業(yè)園區(qū)為例［J］.湖南城市學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2022，31（4）：51-56.

［2］ 楊濱娟，黃國(guó)勤.植物種植修復(fù)土壤重金屬污染的模式、技術(shù)與效果綜述［J］.生態(tài)科學(xué)，2022，41（4）：251-256.

［3］ MCLAUGHLIN M J，PARKER D R，CLARKE J M.Metals and micronutrients-food safety issues［J］.Field crops research，1999，60（1/2）：143-163.

［4］ MOREIRA L J D，DA SILVA E B，F(xiàn)ONTES M P F，et al.Speciation，bioaccessibility and potential risk of chromium in Amazon forest soils［J］.Environmental pollution，2018，239：384-391.

［5］ YUAN X H，XUE N D，HAN Z G.A meta-analysis of heavy metals pollution in farmland and urban soils in China over the past 20 years［J］.Journal of environmental sciences，2021，101：217-226.

［6］ TAN M Z，XU F M，CHEN J，et al.Spatial prediction of heavy metal pollution for soils in peri-urban Beijing，China based on fuzzy set theory［J］.Pedosphere，2006，16（5）：545-554.

［7］ 侯青葉，楊忠芳，余 濤，等.中國(guó)土壤地球化學(xué)參數(shù)（下冊(cè)）［M］.北京：地質(zhì)出版社，2020：2580-2581.

［8］ 趙永超，龔巍崢，任岳，等.華北平原某地農(nóng)田土壤重金屬污染特征及來(lái)源分析［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，50（5）：55-60.

［9］ 李亞娜，馬翠萍，劉軍普，等.滄州市農(nóng)用土壤重金屬污染現(xiàn)狀及分布規(guī)律研究［Z］.河北省滄州市生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心，2020-01-31.

［10］ 居字龍，袁航，張小波，等.縣域生態(tài)地質(zhì)調(diào)查土壤重金屬污染評(píng)價(jià)及來(lái)源分析：以紅安縣為例［J］.資源環(huán)境與工程，2022，36（1）：124-131.

［11］ 徐常艷，盧新哲，何麗，等.浙西典型黑色頁(yè)巖區(qū)稻田土壤重金屬污染及人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)［J］.環(huán)境生態(tài)學(xué)，2022，4（4）：11-20.

［12］ 王博，董穎穎，張曉晨，等.南方地區(qū)土壤重金屬污染的磁響應(yīng)特征：以金華地區(qū)為例［J］.浙江師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2022，45（2）：121-127.

［13］ 劉娣，蘇超，張紅，等.典型煤炭產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)土壤重金屬污染特征與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)［J］.生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2022，31（2）：391-399.

［14］ 姜玉，楊予寧，李瑞，等.京津冀農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤污染防治戰(zhàn)略及典型工程案例［J］.中國(guó)工程科學(xué)，2018，20（5）：142-147.

［15］ 張成麗，錢(qián)靜，雷雨辰，等.開(kāi)封市西瓜種植地土壤重金屬污染及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)［J］.環(huán)境化學(xué)，2021，40（6）：1714-1722.

［16］ 余濤，蔣天宇，劉旭，等.土壤重金屬污染現(xiàn)狀及檢測(cè)分析技術(shù)研究進(jìn)展［J］.中國(guó)地質(zhì)，2021，48（2）：460-476.

［17］ 王天欣，陸繼龍，趙威，等.長(zhǎng)春市建成區(qū)土壤重金屬污染與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)［J］.世界地質(zhì)，2021，40（2）：467-474.

［18］ 陳展，吳育林，張剛.上海市某大型再開(kāi)發(fā)場(chǎng)地土壤重金屬污染特征、評(píng)價(jià)及來(lái)源分析［J］.水土保持通報(bào)，2021，41（1）：227-236.

［19］ 姚萬(wàn)程，劉庚，石瑛，等.山西省土壤重金屬污染特征及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)［J］.江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2021，33（1）：91-97.