山东烟台南部海岸带地区土壤重金属来源、空间分布及潜在风险评价
黄河三角洲滨海滩涂湿地沉积物重金属空间分布及生态风险评价
环 境 科 学 研 究
２０２０ 年 ６ 月
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
Ｖｏｌ.３３ꎬＮｏ.６
Ｊｕｎｅꎬ２０２０
黄河三角洲滨海滩涂湿地沉积物重金属空间
分布及生态风险评价
齐 月１ꎬ２ ꎬ 李俊生１ꎬ２∗ ꎬ 马艺文１ꎬ２ ꎬ 贺 婧１ꎬ２ ꎬ 付 刚１ꎬ２ ꎬ 沈 奇１ꎬ２ ꎬ 赵彩云１ꎬ２ ꎬ 曹 明１ꎬ２
ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏａｓｔａｌ ｔｉｄａｌ ｆｌａｔｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｙｅｌｌｏｗ Ｒｉｖｅｒ Ｅｓｔｕａｒｙ ａｎｄ Ｌａｉｚｈｏｕ Ｂａｙ ｗａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ Ｂｏｈａｉ
Ｂａｙ. Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｉｓｋ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏａｓｔａｌ ｔｉｄａｌ ｆｌａｔｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｙｅｌｌｏｗ Ｒｉｖｅｒ Ｄｅｌｔａ
积指数和潜在生态风险指数评价其污染程度及生态风险. 结果表明:表层沉积物中 Ｃｕ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ 的平均含量分别为 １４ ３６、
７ ９２、０ ２０、１６ ２４ ｍｇ∕ｋｇ. 不同样地间除 Ｐｂ 以外ꎬ其他 ３ 种重金属含量均差异显著ꎬ黄河口附近滩涂 Ｃｕ 含量高于非河口滨海滩
涂ꎬＣｄ 含量呈南高北低的分布特征ꎬＡｓ 含量在渤海湾东侧滨海滩涂中较高. 相关性分析显示ꎬＣｕ、Ａｓ、Ｐｂ 来源相同或相近ꎬＣｄ 与
湾滨海滩涂沉积物中重金属潜在生态风险高于渤海湾滨海滩涂. 研究显示ꎬ黄河三角洲位于莱州湾及黄河口附近的滨海滩涂湿
日照市土壤重金属来源解析及环境风险评价_吕建树
地理学报ACTA GEOGRAPHICA SINICA第67卷第7期2012年7月V ol.67,No.7July,2012收稿日期：2012-03-05;修订日期：2012-04-15基金项目：国家自然科学基金项目(41101079);山东省自然科学基金项目(Y2008E13)[Foundation:National NaturalScience Foundation of China,No.41101079;Natural Science Foundation of Shandong Province,No.Y2008E13]作者简介：吕建树(1986-),男,山东莱芜人,博士研究生,中国地理学会会员(S110007947M ),主要从事环境地理学研究。
E-mail:lvjianshu@通讯作者：张祖陆(1949-),男,上海嘉定人,教授,博士生导师,中国地理学会会员(S110002606M ),主要从事综合自然地理学研究。
E-mail:zulzhang@971-984页日照市土壤重金属来源解析及环境风险评价吕建树1,2,张祖陆2,刘洋3,代杰瑞4,王学2,王茂香2(1.南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室，南京210093；2.山东师范大学人口·资源与环境学院，济南250014；3.南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室，南京2100464;4.山东省地质调查院，济南250013)摘要：选择日照市的东港区和岚山区为研究区，采集了445个0~20cm 表层土壤样品，并测定了10种重金属元素的含量；采用多元统计和地统计分析，揭示了研究区土壤重金属污染的主要来源以及与土地利用、成土母质之间的关系，绘制了重金属的环境风险概率的空间分布图。
结果表明：①As 、Co 、Cr 和Cu 的平均值低于山东省东部地区土壤背景值，Cd 、Hg 、Mn 、Ni 、Pb 和Zn 的平均值高于背景值，尤其是Cd 、Hg 的含量分别为背景值的1.85和1.38倍，土壤中重金属累积较为明显。
胶州湾沉积物重金属分布特征及生态风险评价
第12卷第9期2017年5月中国科技论文CHINA SCIENCEPAPERVol. 12 No. 9May2017胶州湾沉积物重金属分布特征及生态风险评价肖彩玲w，陈路锋2,3,李雁宾(1.中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室，山东青岛266100;2.中国海洋大学化学化工学院，山东青岛266100;3.中国海洋大学环境科学与工程学院，山东青岛266100)摘要:为探明肢州湾沉积物重金属的时空分布特征、关键影响因素及生态风险,分别于2015年4个季节调查采集了肢州湾表 层沉积物样品，测定了八3、〇(1、&、&1、恥、卩1)和2117种重金属质量比。
通过多元回归分析确定了影响重金属分布的主要因素，并采用潜在生态危害指数法（potential ecological risk index,PERI)与沉积物质量基准法（sediment quality guidelines,SQGs)结合法对7种重金属生态风险进行评价。
结果表明，肢州湾表层沉积物中重金属高值区主要出现在海泊河和李村河口等东部河口 附近。
多元回归分析结果表明，Cu和M人为输入影响较大，As、C r和Z n主要受沉积物理化性质控制，C d和P b人为输入与沉 积物理化性质影响作用相当。
风险评估结果显示，Cd、Cr、Cu和M是肢州湾污染较为严重的重金属。
关键词：海洋环境科学；重金属；沉积物；生态风险;肢州湾中图分类号：X821;P76文献标志码：A文章编号= 2095- 2783(2017)09 -1079 -08Distribution characteristics and potential risk assessment of heavymetals in the sediment of Jiaozhou BayXIAO Cailing1'2,CHEN Lufeng2'3,LI Yanbin1'2(1. Key Laboratory o f Marine Chemistry Theory and Technology，Ministry o f Education，OceanUniversity o f China，Qingdao, Shandong266100, China；2. College o f Chemistry and Chemical Engineering，Ocean University o f China , Qingdao, Shandong266100, China；3. College o f Environmental Science and Engineering，Ocean University o f China ,Qingdao^Shandong266100? China)Abstract：T o investigate the tem poral and spatial d is trib u tio n and ecological ris k o f heavy m etals in the sediments o f Jiaozhou Bay, samples o f surface sediments fro m Jiaozhou Bay w ere collected d u rin g 4 seasons in 2015. T h e concentrations o f A s, C d, C r, C u, N i, Pb and Z n in the sedim ent w ere measured. M u ltip le regression analyses w ere conducted to id e n tify the factors c o n tro llin g the d is trib u tio n o f heavy metals. T h e po ten tia l ecological ris k s o f heavy m etals w ere th e n evaluated b y b o th the p o tential ecological ris k index (P E R I) and sedim ent q u a lity guidelines (S Q G s) methods. T h e results indicate th a t the "h o t spots" o f heavy m etals m a in ly d is trib u te near the H a ib o riv e r and L ic u n riv e r m ouths. M u ltip le regression analyses suggest th a t Cu and N i m ay be m ainly co n tro lle d b y anthropogenic load in g, w h ile fo r A s, C r and Z n, sedim ent properties play a m ore im p o rta n t role. F o r Cd and P b, the effects o f anthropogenic loading and sedim ent properties are comparable. R is k assessment indicates th a t C d, C r, Cu and N i should be liste d as the p rio rity contam inant m etals in the Jiaozhou Bay.Keywords：m arine environm ental science；heavy m e ta ls；sedim ents；ris k assessment；Jiaozhou Bay胶州湾位于山东半岛南部，是i个典型的半封 闭型海湾。
烟台出口苹果产地土壤环境质量监测及评价
烟台出口苹果产地土壤环境质量监测及评价李晓亮;周先学;刘学卿;徐维华;于波【摘要】本研究对烟台市优质苹果生产基地土壤养分和重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr含量进行了分析并对土壤养分状况和环境质量状况进行了分级和评价.结果表明:烟台市优质苹果生产基地土壤养分含量评价为高等水平,土壤重金属含量均低于国家标准"农产品质量安全无公害水果产地环境要求(GB/T 18407.2-2001)"的限量要求,土壤环境质量评价为清洁水平,适宜发展出口苹果.但监测发现,烟台苹果产地土壤酸化比较严重,部分基地的重金属Cd含量已接近国家限量标准,建议加强土壤环境质量的监控和综合修复技术的研究,合理控制农业投入品的使用,最大程度地降低环境风险.%The monitoring and Evaluation on Environmental Quality of Yantai Export Apple Orchard were detected and analyzed in this study · while some classification and evaluation were given on the soil nutrient levels and environmental quality status. The results showed that the nutrients contents in apple orchard soil in Yantai city were in high level and the contents of heavy metals were lower than the limited requirements by the national standards “Safety qualification for agricultural product- environmental requirements for pollution -free fruit (GB/T 18407.2 -2001 )”. On the whole, the soil quality was evaluated to a standard of‘cleanliness' and suitable for developing export apples. But on the other hand, the soil acidification and Cd pollution were still serious in Yantai apple orchard and metal Cd content was approaching to the national limited requirements in some apple production bases,which indicating that human life and production activities had caused soil pollution in somedegrees. It is recommended to enhance environmental quality monitoring and comprehensive remediation research and control the use of agricultural inputs reasonably to effectively reduce the environmental risks.【期刊名称】《青岛农业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(028)001【总页数】5页(P28-31,35)【关键词】土壤;环境质量;监测;评价【作者】李晓亮;周先学;刘学卿;徐维华;于波【作者单位】烟台市农业科学研究院,山东烟台265500;烟台市农业科学研究院,山东烟台265500;烟台市农业科学研究院,山东烟台265500;烟台市农业科学研究院,山东烟台265500;烟台市农业科学研究院,山东烟台265500【正文语种】中文【中图分类】S151.9苹果是烟台农业的主导产业，“烟台苹果”作为中国果业的第一品牌驰名中外，2005年烟台市苹果种植面积18.7万公顷，总产量271万吨，分别占全国的9.9%和11.5%。
湛江东海岛红树林湿地表层土壤重金属空间分布特征及生态风险评价
生态环境学报 2018, 27(8): 1547-1555 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@基金项目：国家自然科学基金项目（41606053）；广东省自然科学基金项目（2016A030310364）；广东省教育厅青年创新人才项目（2016KQNCX098）；岭南师范学院人才引进专项项目（ZL1607）作者简介：罗松英（1985年生），女，讲师，博士，主要从事土壤重金属污染、地球化学等研究。
E-mail:luosongying@ 收稿日期：2018-04-06湛江东海岛红树林湿地表层土壤重金属空间分布特征及生态风险评价罗松英，王嘉琦，周敏，叶嘉雯，柯思茵，陈东平，赖晓清岭南师范学院地理系，广东 湛江 524048摘要：近年来随着沿海地区工农业的迅速发展，大量污染物汇集于河口与海湾区，使得红树林湿地重金属污染也日趋严重。
为探究东海岛红树林湿地表层（0~15 cm ）土壤重金属污染现状，于2017年6月沿东海岛海岸线典型红树林分布区布设了7个站位（由东南向西北方向依次为YC 、SYC 、JJC 、XWC 、TMHHK 、DCMT 和DTSD ）进行采样，测定样品中As 、Cd 、Cr 、Cu 、Hg 、Ni 、Pb 、Zn 8种重金属元素质量分数并分析其空间分布特征，采用潜在生态危害指数进行污染及潜在生态风险评价，结合相关性分析和主成分分析方法探讨其重金属来源。
结果表明，（1）东海岛红树林湿地表层土壤8种重金属的质量分数平均值均超过雷州半岛土壤环境背景值，但未超过国家土壤环境质量一级标准限值。
（2）单因子污染指数显示，东海岛红树林湿地表层土壤各重金属元素总体上到达中等污染程度。
（3）潜在生态风险评价结果显示，东海岛红树林湿地表层土壤重金属污染总体上属于中等潜在生态风险；其中Hg 潜在生态风险参数最高，平均值为105.524，属于强潜在生态风险，其余7种重金属元素均属于轻微潜在生态风险。
涠洲岛土壤重金属分布特征及风险评价
涠洲岛土壤重金属分布特征及风险评价涠洲岛是中国最美的海岛之一，其得天独厚的自然环境吸引着无数游客前来观光旅游。
随着人类活动的不断扩张，涠洲岛的土壤环境受到了一定程度的污染，其中土壤重金属污染已经引起了人们的广泛关注。
对涠洲岛土壤重金属分布特征及风险评价的研究显得尤为重要。
1. 重金属污染现状近年来，涠洲岛的土壤重金属污染问题日益严重。
主要集中在涠洲岛城区以及旅游景点周边地区，这些地区的土壤中重金属的含量明显高于国家土壤环境质量标准规定的限值。
尤其是镉、铅、汞等重金属元素的超标现象较为严重。
这些重金属元素对土壤、水体、植物等环境要素产生了不利影响，对人类健康和生态环境构成了潜在威胁。
2. 重金属来源涠洲岛土壤重金属的来源主要有两个方面：一是工业排放，二是农业生产。
近年来，涠洲岛的工业化进程加快，大量的工业废气、废水排放到土壤中，导致了土壤中重金属含量的上升。
农业生产中大量使用化肥、农药等化学品，也加剧了土壤中重金属的积累。
旅游业的快速发展也增加了涠洲岛土壤重金属的来源，如旅游垃圾、汽车尾气等也对土壤环境造成了污染。
3. 重金属分布规律研究表明，涠洲岛土壤中重金属的分布呈现出明显的区域性特征。
主要集中在工业集中区和农业用地，这些地方的土壤中重金属含量比较高。
而旅游景点周边的土壤重金属污染也比较严重。
沿海地区的土壤中重金属元素含量也较高，主要是受到海岸线附近工业废水排放的影响。
1. 风险评价方法针对涠洲岛土壤重金属的风险评价，可以采用地球化学对比法、潜在生态危害指数法等多种方法进行综合评价。
通过野外调查和实验室分析，结合土壤重金属的生态毒性和潜在生态危害，对风险进行科学评估，为土壤重金属治理提供科学依据。
通过实地调查和实验室分析，得出了涠洲岛土壤重金属的分布情况和风险程度。
涠洲岛城区和景点周边地区的土壤重金属污染最为严重，存在着严重的生态风险和潜在的健康风险。
沿海地区的土壤重金属风险也相对较高。
在县域范围内，土壤重金属的风险分布呈现出明显的不均衡特征，对公共健康和生态环境构成了潜在威胁。
龙口市北部平原土壤重金属空间分布特征分析
龙口市北部平原土壤重金属空间分布特征分析龙口市位于山东省东部，是一个以农业为主的城市。
北部平原是该市重要的农业生产区域，土壤质量对农业生产和生态环境具有重要影响。
随着工业化和城市化的发展，土壤重金属污染成为了一个日益严重的问题，影响了农作物的生长和人民的健康。
了解北部平原土壤重金属的空间分布特征对于保护农田和生态环境具有重要意义。
一、北部平原土壤重金属概况1. 北部平原土壤重金属来源工业污染、农业活动、道路交通、城市化等活动都可能导致土壤重金属的污染。
在北部平原地区，主要的重金属污染物包括铅、镉、铬、汞等，它们通常来自于工业排放、化肥和农药的使用以及交通排放等。
2. 北部平原土壤重金属状况通过对北部平原地区的土壤样品进行采集和测试分析，发现土壤中镉和铅污染比较严重，超标情况较为普遍，对土壤和植物生长产生了较大影响。
尤其是一些地方水稻种植区，镉超标情况尤为严重，已经存在一定的安全隐患。
二、北部平原土壤重金属空间分布特征1. 土壤重金属与土地利用类型关系北部平原地区的土地利用类型主要包括农田、林地、水域和居民点等，不同类型的土地利用对土壤重金属的污染程度有很大影响。
根据实地调查和实验分析，发现农田土壤中的重金属污染较为显著，主要是因为化肥、农药的过度使用以及生活垃圾的堆放等原因所致。
相比之下，林地和水域地区的土壤重金属污染相对较轻。
2. 土壤重金属与地表特征的关系地表特征包括地形、土壤类型、植被覆盖等因素，对土壤重金属的分布具有重要影响。
研究发现，北部平原地区的土壤重金属主要集中在低洼地带，尤其是农田和水田地带。
这主要是因为低洼地带容易积聚雨水和排放物质，导致重金属的积累和污染。
三、北部平原土壤重金属控制对策1. 加强土壤监测和预警针对北部平原地区的土壤重金属污染情况，需要加强土壤监测和预警工作，及时掌握土壤污染情况，采取有效的防治措施。
2. 推广绿色环保农业推广有机农业和绿色种植技术，减少化肥和农药的使用，改善土壤环境，降低土壤重金属污染风险。
涠洲岛土壤重金属分布特征及风险评价
涠洲岛土壤重金属分布特征及风险评价涠洲岛位于南海北部，是中国最大的海岛之一。
作为广西壮族自治区的重要旅游胜地，涠洲岛吸引了大量游客前来观光度假。
随着旅游业的发展和人口增加，对涠洲岛的资源利用和环境保护提出了更高的要求。
土壤重金属是影响土壤质量和生态环境的重要因素，对涠洲岛土壤重金属分布特征及风险评价的研究具有重要的理论和实际意义。
1. 地理环境涠洲岛地势东高西低，东部为山脉地形，海拔逐渐升高，西部为平原和低洼地带。
土壤类型以红壤和黄壤为主，同时还有轻石灰土和红粘土等土壤类型。
2. 人类活动随着涠洲岛旅游业的发展，人类活动对土壤重金属分布产生了一定影响。
旅游业带动了饮食业的发展，大量餐饮垃圾、工业和生活废水的排放对土壤环境造成了一定的影响。
3. 土壤重金属含量据研究，涠洲岛土壤中重金属含量主要集中在镉、铬、铅、汞等元素。
镉是土壤中的主要重金属，其含量较高。
二、涠洲岛土壤重金属风险评价1. 潜在风险涠洲岛土壤中重金属的富集存在潜在的环境风险，可能对土壤质量、作物生长以及人类健康造成潜在威胁。
特别是对于农作物的生长和食品安全具有一定影响。
2. 风险评价针对涠洲岛土壤重金属分布特征，可以通过采集大量土壤样品，进行实验室分析，评价土壤重金属的含量和分布规律。
结合土壤质地、水分条件和植被分布等因素，综合评价土壤重金属风险。
3. 风险防范为了减少土壤重金属对环境和人类健康的潜在危害，需要加强对涠洲岛土壤环境的监测和管理。
采取科学合理的土壤修复和污染治理措施，防止土壤重金属的进一步累积和扩散。
三、对策建议1. 完善监测体系建立健全的土壤重金属监测网络，加强对涠洲岛土壤重金属的定期监测和评估工作。
及时了解土壤污染情况，制定科学的保护和修复计划。
2. 加强宣传教育加强公众对土壤重金属污染及其对环境和健康的影响的认识，提高公众的环保意识和保护意识，减少对土壤环境的污染。
3. 推动绿色发展促进旅游业和农业的绿色发展，采取科学的耕作方式和农业生产技术，减少农药和化肥的使用，降低对土壤环境的压力。
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山东烟台南部海岸带地区土壤重金属来源、空间分布及潜在风险评价
收稿日期:20190402;修订日期:20190425;编辑:陶卫卫
基金项目:山东省地质勘查项目“山东半岛蓝色经济区重点规划区1∶5万海岸带综合地质调查(丁字湾)”(鲁勘字(2016)69号)
作者简介:于剑峰(1986—),男,山东烟台人,工程师,主要从事海洋地质勘查研究工作;Email:18954591999@189.cn
通讯作者:王伟(1981—),男,宁夏西吉人,高级工程师,主要从事海洋地质勘查研究工作;Email:wangwei2005@sohu.com
于剑峰1,2,汤世凯1,2,李金鹏1,2,李亨健1,2,王伟1,2(1.山东省海洋地质勘查院,山东烟台 264004;2.山东省第三地质矿产勘查院,山东烟台 264004)
摘要:海岸带处于陆地和海洋的接合部,人类开发活动密集,环境影响因素日趋复杂。选取烟台南部海岸带为研究对象,系统采集686个表层土壤样品对As,Cd,Cr,Cu,Hg,Ni,Pb,Zn共8个重金属元素含量进行测量,采用多元统计法及地统计法分析了8个重金属元素的来源及分布特征。最后对烟台南部海岸带地区进行了潜在生态风险评价。研究结果表明烟台南部海岸带地区整体污染程度较轻,所有重金属元素含量平均值均未超过国家二级标准。其中Cr,Ni,Cu元素主要来源于成土母质;As,Pb为混合源;Cd,Zn主要来自于工业三废、农业生产。研究区整体处于中低生态风险水平,Cd,Hg元素高生态风险点数量较多,需优先治理。关键词:土壤重金属;潜在生态风险评价;多元统计;地统计方法;南部海岸带;山东烟台中图分类号:X131;X53 文献标识码:A doi:10.12128/j.issn.16726979.2019.09.007
引文格式:于剑峰,汤世凯,李金鹏,等.山东烟台南部海岸带地区土壤重金属来源、空间分布及潜在风险评价[J].山东国土资源,2019,35(9):4147.YUJianfeng,TANGShikai,LIJinpeng,etc.AssessmentofSourcesSpatialDis-tributionandEcologicalRiskofHeavyMetalsinSoilsintheSouthernCoastalZoneofYantaiCityinShandong
Province[J].ShandongLandandResources,2019,35(9):4147.
0 引言
随着科技的飞速发展,人类物质生产极大丰富,大量的金属矿产被开发应用于工农业生产,重金属对土壤、大气圈、水圈、生态的污染也随之而来。近来研究表明人类活动成为土壤污染的主要驱动因素。在重金属的循环中土壤既成为重金属的归宿,又成为重金属向大气、生物和水体传播的媒介[1]。
植物与微生物的生命活动会受到重金属抑制,经过食物链不断累积,最终富集于人体进而严重威胁到人类的健康。此外重金属污染无法像有机质一样可以通过降解消除,反而会随着时间的推移积累增多,因此目前重金属污染已经成为区域生态系统健康极具威胁的因素[23]。烟台市南部海岸带是烟台重要
的工业、农业、渔业经济区,有多条水系经过,包括五龙河(国家级水源地)等重要工农业、居民生活给水
河流。因此对该地区开展重金属污染调查,研究土壤中重金属来源并进行风险评价,可为土壤环境质量评价和污染治理提供依据,对保护地区生态,促进南部海岸带地区生态产业发展有重要意义。
1 材料与方法
图1 研究区位置及采样点位图1.1 研究区概况
研究区位于烟台市南部海岸带(图1),行政区
·14·
第35卷第9期 山东国土资源 2019年9月划隶属海阳市、莱阳市,与青岛、威海相邻,地理位置优越。具备以威青高速、204国道、309国道、小莱线、海莱线、烟风线为主骨架的现代交通网络,海陆交通发达。区内陆域地形起伏中等,整体上西北高,向东南微倾斜,高程一般在20.0~210.0m,地形高
差190.0m,丘陵区地形坡度多在5°~15°之间。在区域地层上研究区属华北柴达木地层大区、华北地层区、鲁东及胶南威海地层分区。区内出露的地层较为简单,以中生代白垩系为主,新生代第四系次之。侵入岩较发育,主要有燕山晚期中生代的侵入岩和脉岩、中生代潜火山岩,出露总面积约39.35
km2,占研究区面积的4.75%,岩石包括基性岩、中
性岩、酸性岩和碱性岩等类型,其中以酸性岩为主(图2)。陆域矿产资源较少(图2),主要为一些黏土
和安山岩,多为矿点,规模小,均为露天开采。农业生产主要有小麦、玉米、大豆、花生、地瓜、苹果、梨、葡萄、桃子及各类蔬菜等。渔业生产主要分布在沿海一带,以养殖海参和虾为主。该区工业门类齐全,已形成一个涵盖机械、电子、电力、轻工、食品、纺织、建材等多个行业、上千种产品的工业体系。
1—花岗岩、酸性火山岩、安山岩;2—砾岩、砂岩、页岩、粉砂岩;3—第四系松散沉积物;4—水泥用凝灰岩矿山;5—花岗岩矿
山;6—砂岩矿山
图2 研究区基础地质及矿产资源分布图1.2 样品采集及测试
该研究按照1km×1km的规则网格进行采样点布设,共686个采样点(图1)。采集地表以下20
cm处的土壤,装入干净布袋,样品原始重量大于
500g
。土壤样品经过室温自然风干、敲碎、去除假颗
粒等处理后,用40目粒级不锈钢筛进行过筛后研磨至粒径小于100目(0.25mm)备用。样品经过
HNO3HClHFHClO4消煮后,对As,Cd,Cr,Cu,Hg,Ni,Pb和Zn的含量进行分析测试;其中
As,Hg采用原子荧光光谱方法测定;Cd,Pb采用石
墨炉原子吸收分光光度法测定;其余元素则采用火
焰原子吸收分光光度法[58]。分析测试所用试剂均
为优级纯,分析方法的准确度和精密度采用国家一级土壤标准物质(GBW系列)进行检验,并按比例随机检查和异常点检查进行严格的样品质量监控,测试结果符合监控要求。1.3 数据处理及分析
1.3.1 多元统计和地统计方法
多元统计和地统计方法广泛应用于土壤重金属元素的来源辨识、空间变异模型的构建、空间分布特征及生态危害风险的研究[23]。相关分析、主成分分
析和聚类分析通过简化数据,用综合指标代替一类相关性较高的数据,从而反映数据之间的相关性,以此来对重金属污染来源分析、归类。相关分析、主成分分析借助SPSS19.0软件,变异函数拟合及普通克吕格插值借助ArcGIS10.0软件完成。1.3.2 评价方法及标准
土壤重金属生态风险评价根据重金属的性质及环境行为特点赋予相应的毒性系数,以背景值为参照计算生态环境风险值。单个重金属潜在生态风险因子Eir计算公式:
Eir=Ti
r×
Ci
Ci
n
(1)
式中:Tir为毒性系数,根据以往研究成果Hg,Cd,As,Cu,Pb,Ni,Cr,Zn的毒性响应系数分别为40,30,10,5,5,5,2,1;Ci为重金属含量;Ci
n为参考值,
该研究采用山东省东部土壤元素背景值。重金属的综合潜在生态危害指数Ri可以表示为各个重金属的Ei之和:Ri=∑mi=1Ei
(2)
分级标准见表1:表1 潜在生态风险分级单项生态风险因子Eir综合潜在生态危害指数R
i
等级得分等级得分低生态风险<40低生态风险<150
中等生态风险40~80中等生态风险150~300较高生态风险80~160高生态风险300~600高生态风险160~320极高生态风险>600极高生态风险>320
2 结果与讨论
2.1 描述性统计
海岸带地区整体污染程度较轻[910],由表2可·24·
第35卷第9期 山东国土资源 2019年9月以看出As,Cd,Cr,Cu,Hg,Ni,Pb,Zn平均值分别为9.826,0.119,55.711,21.388,0.023,28.681,25.312,48.441;所有重金属元素平均值均未超过国家二级标准,其中As,Cd,Cu,Ni元素平均值超过了山东省东部背景值,分别达到背景值的1.55倍,1.10倍,1.09倍,1.22倍。土壤中Cd和Hg金属含量极低,一些地区含量几乎为零。在各金属元素中除Hg和Pb外其余元素的最大值均超过了国家二级标准,特别是Cu金属近乎5倍于国家二级标准。Zn元素含量变化范围最大(0.970~756.55),其在峰度值上也远超过其他元素,表明极端峰值的数量较多。偏度上所有金属元素表现为正偏态,Hg,Cu,Pb,Zn四元素(偏态>3)相比于其他表现出极正偏,其原因根据吕建树[4]等人的研究结果,可能与人类活动有关。变异系数可以表征数据的离散程度,不同量纲的数据也可以比较。根据wilding
的分类,Cv>0.36为高度变异,0.36>Cv>0.16为中度变异,Cv<0.16为低度变异[11,16]。As,Cd,Cr,
Cu,Hg,Ni,Pb,Zn变异系数全部大于0.36,属于高
度变异,地区分布不均匀可能受人为因素影响较大。2.2 相关性分析
烟台南部海岸带地区土壤调查样本数量较大,重金属CrNi,CrCu,NiCu,AsCr,AsCu,
AsPb,CdZn之间相关系数分别为0.902,0.365,0.336,0.314,0.362,0.437,0.321,满足
0.01水平上显著(表3)。Ni,Cr,Cu,As,Pb之间有
较高的相关系数,特别是CrNi元素之间具有极强的相关性,相关系数达到0.902。
表2 烟台南部海岸带地区土壤重金属描述性统计(mg·kg1
)
重金属范围中值平均值标准差变异系数/%峰度偏度山东东部背景值国家二级标准As1.397~54.0199.0099.8265.3310.54317.1002.4896.30040.000Cd0.000~0.8640.1000.1190.0850.71016.6802.7230.1080.300Cr8.579~226.8750.14355.71127.6710.4976.3611.37756.200150.000Cu3.196~243.6819.80621.38815.1780.71085.2387.09619.60050.000Hg0.004~0.22070.0190.0230.0170.7464.42035.2200.0290.300Ni2.665~124.7824.10228.68117.8750.6237.0981.77723.50040.000Pb8.283~138.3423.24125.31210.9430.43234.6834.14025.400250.000Zn0.970~756.5543.65148.44138.4130.793174.58010.25456.100200.000
表3 烟台南部海岸带地区土壤重金属相关性分析结果(106
)
元素含量ω(Cr)ω(Ni)ω(Cu)ω(Zn)ω(As)ω(Cd)ω(Pb)ω(Hg