卫宁平原农用地土壤重金属污染特征与生态风险研究OA北大核心CSTPCD

卫宁平原是黄河流域上游的生态保护关键带,也是著名地理标志产品“中宁枸杞”的唯一原产地,在此开展区域性土壤重金属污染及潜在生态风险评价,对改善土壤生态系统功能,保护优质特色农业具有重要意义。该研究以卫宁平原农用地为主要研究对象,采集2830件表层土壤样品,检测As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn共8项重金属元素与Al、Li、Sc、Ti共4项地壳稳定元素的含量。运用标准化法计算重金属元素的基线值,并以此作为污染评价模型的参照值;采用污染负荷指数法和Hakanson潜在生态风险指数法研究农用地土壤重金属的污染程度和生态风险,基于空间分析阐明土壤重金属污染的空间分布格局。结果表明:卫宁平原表层土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的环境地球化学基线值分别为14.51、0.29、79.61、0.05、34.57、26.42、23.95、73.49 mg·kg^(−1),土壤重金属平均含量均高于黄河流域土壤背景值;污染评价结果表明,土壤As、Cr、Ni污染程度较低,Cu、Pb、Zn污染程度较高,Cd、Hg污染程度最高,综合污染负荷指数总体以轻度污染为主;土壤重金属综合潜在生态风险以中度风险为主,Cd与Hg是导致潜在生态风险程度较高的最主要因子。空间分析表明,污染地块集中分布在城市—农用地交错带和工业园区—农用地交错带;密集的交通运输活动、钢铁冶炼和金属材料加工制造排放的废气及烟尘是土壤Cd、Cu、Pb和Zn污染的主要来源,乡镇企业及工业园区钢铁冶炼生产中的燃煤烟尘是土壤Hg污染的主要来源。该研究结果划定了因人为源输入而造成的重金属污染地块范围,可为黄河流域土壤重金属污染防治提供重要的数据支撑。