基于空间插值与PMF模型的国道沿线土壤重金属源解析：以107国道岳阳段为例

摘要

为了评估国道交通对两侧土壤的影响，查明其重金属污染特征和来源，选取107国道岳阳县段作为研究区域。在该区域两侧各1 km范围内采集了246个表层土壤样品，并测定了Pb、As、Cd、Cr、Cu、Ni、Zn、Hg这8种重金属元素的含量。通过对比分析国道两侧土壤中重金属污染情况和元素含量差异，结合克里金空间插值法和PMF模型，进一步揭示这些重金属的潜在来源。结果表明：(1)107国道岳阳县段两侧土壤属强酸性土壤，重金属之间的差异反映了土地利用类型和人类活动对土壤重金属分布的显著影响。(2)单因子污染指数均值显示Cr、Ni、Zn、Cd无污染，Cu、As、Hg、Pb为轻度污染，内梅罗综合污染指数表明研究区土壤整体轻度污染。(3)空间插值分析显示，As、Cr、Cu、Ni在空间分布上高度重叠；Pb和Zn在空间上分布在农田耕地区域；Cd元素的空间分布异常区域主要为新开镇；Hg元素的空间分布特征显示林地为低值区域，说明了自然地质背景与土地利用类型对土壤重金属的复杂相互作用。(4)PMF源解析识别了4种污染源，分别为交通源、农业源、自然源、大气源，其中交通源和农业源合计占比80.3%,是影响107国道岳阳县段两侧土壤中重金属元素的主要因素，说明107国道两侧土壤受交通运输和人类活动影响较明显。综上所述，空间插值分析和PMF模型的结果相互之间验证效果较好，这一综合方法对重金属潜在来源的成分识别较为理想。

关键词

107国道 / 土壤重金属 / 空间分布 / 克里金法 / PMF模型

基金资助

中国地质调查局项目“长江流域孝感自然资源观测与监测评价”(DD20243178);中国地质调查局项目“江南丘陵区自然资源与地表基质监测观测评价”(DD20230515);中国地质调查局项目“岳阳市耕地区土地质量地球化学调查”(DD20208071)