基于PMF模型的吉木萨尔县土壤重金属空间分布特征与来源解析

摘要

土壤重金属污染对区域土壤环境和人类健康构成严重威胁，因此土壤重金属污染评价和预警在土壤资源保护和区域可持续发展中至关重要．共采集了48个土壤样本，并测定了其中六种重金属含量，运用潜在生态风险指数法、地累积指数法和克里金插值分别对该区域土壤中Zn、Cu、Cr、Pb、Hg和As六种重金属元素的污染状况和空间分布特征进行了分析，并利用PMF模型对土壤重金属来源进行解析．1）研究区土壤Cu、Pb和As含量均超出中国新疆土壤背景值和全国土壤背景值，Zn和Cr的含量未超过这两种标准．2）污染评价结果显示：土壤未受到Zn、Cu和Cr的污染，Hg处于轻-中污染，Pb和As处于中等和中-强污染．结合潜在生态风险指数分析可知，Zn、Cu、Cr和Pb为低风险状态，Hg和As为中风险状态．3）从重金属元素空间分布来看，Zn元素的空间分布呈中心区域低、四周高的格局；Cu和Hg元素的分布规律存在一定的相似性，均为从西北向东南递减的变化趋势；Cr元素的空间分布呈现从西向东递减的趋势；Pb元素在研究区的分布较均匀．4)PMF模型结果显示：煤炭开采、煤化工和一系列煤电等人类活动容易引起土壤中Hg和As的积累；Cr和Pb主要来自汽车排放；Zn和Cu主要与土壤母质等自然因素密切相关；煤矿开采和工业活动对土壤重金属的贡献最高．吉木萨尔县土壤受到Hg、Pb和As不同程度污染，且该区域污染来源主要为工业生产和汽车尾气．

关键词

土壤重金属 / 污染特征 / 空间分布 / PMF模型