东江流域土壤重金属污染特征及潜在风险评价
来源:《农业环境科学学报》年03期
作者:黄志伟,李文静,李伟杰,毛宇鹏,房怀阳,杜宏伟,曾凡棠,林澍*
单位:生态环境部华南环境科学研究所,国家水环境模拟与污染控制重点实验室,广东省水与大气重点实验室
摘要
为从流域尺度上探讨土壤重金属分布特征、土地利用对流域土壤重金属的影响及重金属来源等,以东江流域为研究区,采集全流域及不同土地利用方式下的表层土壤(0~30cm)测定Zn、Cr、Pb、Cu和As含量,运用数理统计、地统计学、污染指数和风险指数法,分析全流域及不同土地利用类型土壤的重金属含量特征,评价其污染特征及潜在生态风险;运用克里金插值法进行重金属含量及污染风险空间分布研究;同时探讨了重金属的来源。
结果表明:与“七五”背景值相比,东江流域表层土壤重金属呈现不同程度累积上升趋势。不同用地类型土壤重金属含量存在较大差异,但均属于中等变异性,总体上中上游各类重金属含量相对较高,其中龙门及和平-龙川-寻乌一带尤为突出。东江流域各重金属均值均低于国家二级标准(GB—),单因子指数评价显示污染水平均为安全,内梅罗综合指数评价显示污染水平为安全且接近轻污染,流域平均综合潜在生态风险指数为55.6,属于低风险。东江流域土壤重金属主要有人为源和自然源两个来源,Pb、Zn及As可能同时受到工业污水排放、农药化肥、采矿、交通运输等人为源及自然源影响,而Cr、Cu可能主要受以土壤母质、大气沉降为主的自然源影响。
研究表明,研究区域内土壤重金属呈不同程度累积上升趋势,但总体污染风险为低风险;不同用地类型土壤中重金属含量存在较大差异,总体上中上游较高;土壤重金属主要有人为源和自然源两个来源,部分重金属存在相似的来源途径。
结论:(1)东江流域表层土壤Cr、Pb、Cu、Zn、As与“七五”背景值相比,总体呈现不同程度的累积上升趋势,其中Cr、Pb基本无变化,Cu、Zn、As含量呈轻度上升,元素累积性为低累积。东江流域表层土壤重金属在不同用地类型土壤中属于中等变异性,变异系数排序为AsCrZnCuPb。从空间上看,中上游地区各类重金属含量相对较高,主要是龙门及和平-龙川-寻乌一带,这与该地区矿产开采及农业耕作活动较为频繁有关,而下游的东莞-惠州一带随着工业生产活动的快速发展,其重金属含量也不容忽视。
(2)污染及风险评价结果显示,各重金属整体均值均低于国家二级标准,各重金属单因子污染指数平均值小于0.7,污染水平均为安全,仅局部土壤As、Pb、Zn指标的污染风险较高;内梅罗综合指数平均值小于0.7,污染水平为安全且接近轻污染,除建设用地、交通用地的污染水平为安全外,其他土地利用的污染水平均为警戒;流域平均综合潜在生态风险指数为55.6,属于低风险,Pb为东江流域土壤重金属潜在生态风险的主要贡献者,应引起重视。
(3)相关性分析和主成分分析结果表明,东江流域土壤重金属主要有人为源和自然源两个来源。Cr、As主要为工业污水排放、农药化肥、采矿、交通运输等人为来源,Pb主要为大气沉降等自然来源,Cu、Zn可能受到自然源和人为源的双重影响。不同土地利用类型污染源存在一定差异,总体上建设用地主要受工业源、交通运输等人为源影响,而农用地及林地则主要受农业活动及自然源影响,包括农药化肥、地表径流、大气沉降及土壤母质。
责任编辑:郑庆祥
校对
审核:潘淑君王农
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