摘要:定性、定量分析湘潭縣農(nóng)田土壤重金屬的污染來源及源貢獻率。以湘潭縣農(nóng)田土壤為研究對象,結(jié)合地統(tǒng)計學(xué)分析,利用數(shù)理統(tǒng)計方法[相關(guān)性分析、因子分析和絕對因子分析/多元線性回歸(APCS-MLR)受體模型],解析了研究區(qū)域內(nèi)鎘(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、鉛(Pb)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鋅(Zn)和鎳(Ni)8種重金屬元素的來源及源貢獻率。
結(jié)果表明:研究區(qū)域內(nèi)8種重金屬元素中僅有Cd含量平均值超出了農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值(0.3mg·kg-1,pH≤5.5),且Cd的空間變異性較強,其次是Hg,兩者均受人為活動影響較大。綜合數(shù)理統(tǒng)計分析和地統(tǒng)計學(xué)分析,將土壤中8種重金屬元素的主要來源歸結(jié)為3個:工業(yè)源主要分布于湘潭縣工礦企業(yè)密集的東北部,其對Cd、Pb、Zn、Hg具有較大貢獻率,分別為65.36%、49.21%、43.43%和22.12%;農(nóng)業(yè)源對As、Hg、Pb具有較大貢獻率,分別為59.20%、24.97%和17.82%;自然源對Ni、Cu、Cr具有較大貢獻率,分別為86.73%、87.87%和89.67%。
研究區(qū)域內(nèi)土壤重金屬含量主要受工業(yè)活動和自然成土母質(zhì)影響較大,應(yīng)重點加強Cd的來源控制,并加強管理和修復(fù)治理進度,降低其風(fēng)險水平。受體模型和地統(tǒng)計學(xué)的結(jié)合使用能有效地定性、定量解析農(nóng)田土壤重金屬的來源與源貢獻率。
結(jié)論:
(1)湘潭縣農(nóng)田土壤中Cd、Hg、Pb含量的平均值分別超出湖南省各重金屬背景值的7.29、1.67、1.62倍,其余均接近于背景值。除Cd外,其他7種重金屬Cr、As、Hg、Pb、Ni、Cu、Zn含量的平均值均低于《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB15618—2018)所規(guī)定的對應(yīng)重金屬的土壤污染風(fēng)險篩選值。農(nóng)田土壤Cd空間變異性較強,受人為活動影響大,在所研究的點位中超篩選值的點位占比為75.66%,因此,應(yīng)嚴格控制Cd的來源,加強治理,分區(qū)管理。
(2)通過相關(guān)性分析、因子分析和地統(tǒng)計學(xué)分析,湘潭縣農(nóng)田土壤中這8種重金屬的污染源大致分為工業(yè)源、自然源和農(nóng)業(yè)源這3種主要來源。由APCS-MLR受體模型的定量源解析可知,工業(yè)源對Cd、Pb、Zn、Hg具有較大貢獻率,分別為65.36%、49.21%、43.43%和22.12%。農(nóng)業(yè)源對As、Hg、Pb具有較大貢獻率,分別為59.20%、24.97%、17.82%。自然源對Ni、Cu、Cr具有較大貢獻率,分別為86.73%、87.87%、89.67%。
(3)本研究表明,傳統(tǒng)統(tǒng)計學(xué)方法因子分析和APCS-MLR的混合方法結(jié)合地統(tǒng)計分析,能較為快速和準(zhǔn)確地定性、定量解析出湘潭縣農(nóng)田土壤重金屬的來源與貢獻率,為當(dāng)?shù)剞r(nóng)田土壤重金屬修復(fù)治理和科學(xué)管理提供理論依據(jù)。