九龙江流域稻田土壤重金属分布特征及来源解析

【作者】 胡恭任； 黄华斌； 林承奇； 王倩； 于瑞莲；

【机构】 华侨大学环境科学与工程系；

【摘要】 农田土壤污染物的种类主要有金属污染物、有机物及农药、化学肥料、建筑废弃物和农业垃圾等。重金属因具有毒性、隐蔽性、生物蓄积性而备受关注,其可影响作物的正常生长发育并可通过"土壤-农作物-人体"这一食物链对人体健康产生危害。稻田土壤因其特殊性,表层易累积污染物而对人体健康存在潜在威胁,稻田土壤重金属污染问题已受到土壤学、环境科学、生态学等学科领域研究者的广泛关注。研究稻田土壤重金属含量分布特征、污染水平及来源具有重要意义。本论文以九龙江流域稻田土壤为研究对象,分析九龙江流域水稻田土壤中重金属含量分布特征、评价其污染程度并解析重金属污染来源,以期为九龙江流域农田土壤质量安全评估、重金属污染防治及水稻生产种植的发展提供科学依据。本文采用地质累积指数法、富集因子法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险指数法对稻田土壤质量进行评价;采用多元统计方法(相关分析和主成分分析)综合分析九龙江流域稻田土壤中10种重金属的主要来源,并采用绝对主成分多元线性回归分析方法(MLR-APCS)定量分析各污染源对这10种重金属的贡献率。主要研究结果如下:重金属元素在九龙江流域稻田土壤不同区域(西溪流域、北溪流域和河口区)中的分布存在较大差异,大多数重金属已经超过福建省土壤元素背景值,并存在一定程度的富集。地质累积指数法评价结果表明,污染程度最高的重金属是Cd,94.4%的采样点为偏中度污染;富集因子法评价结果表明,Cd富集程度最高,平均EF为5.6,53.5%的采样点为显著富集;内梅罗综合污染指数评价结果表明,内梅罗综合污染指数范围为0.3~2.2,平均值为0.8,25.3%的采样点为轻度污染;潜在生态风险指数法评价结果表明,综合潜在生态风险指数(10种重金属)RI的范围为104.9~606.9,83.1%的采样点具有较高潜在生态风险,主要是由Cd引起,平均贡献为75.6%。多元统计方法(相关分析和主成分分析)结果表明,V、Cr、Ni、Cu主要来源于自然源;Zn、Cd、Pb主要来源于农业生产活动污染;Mn、Co、As主要来源于工业生产污染。绝对主成分多元线性回归分析结果表明,自然源对V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb的贡献率分别为59.5%、78.8%、0.0%、34.4%、73.6%、73.8%、30.1%、4.9%、27.7%和0.0%;农业生产污染源对V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb的贡献率分别为0.0%、19.2%、19.1%、0.0%、6.7%、26.2%、53.0%、9.0%、64.6%和49.3%;工业生产污染源对V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb的贡献率分别为27.6%、0.0%、80.9%、65.6%、19.7%、0.0%、16.9%、52.9%、7.8%和38.6%;其他源对V、Cr、As和Pb的贡献率分别为12.9%、2.0%、33.2%和12.0%。更多还原