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黃順紅, 楊伊, 李倩, 趙丹, 萬(wàn)文玉
(1.湖南有色金屬研究院,湖南長(zhǎng)沙410100;
2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,湖北武漢430070)
摘要:以湖南某鉛鋅冶煉廠周邊土壤為研究對(duì)象,運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)學(xué)和多元統(tǒng)計(jì)方法,分析土壤中Cd、Pb、As含量和空間分布特征,探究其來(lái)源,并對(duì)該區(qū)域進(jìn)行潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:Cd、Pb、As的平均含量分別為434.78、2 908.27、320.48 mg/kg,遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)家準(zhǔn)
限值;從土壤重金屬含量空間分布圖可以明顯看出:Cd、Pb、As空間分布特征極為類似,在廢渣堆場(chǎng)和住宅區(qū)污染嚴(yán)重且較集中,污染程度為:廢渣堆場(chǎng)>住宅區(qū)>閑置區(qū)>菜地;各重金屬元素間相關(guān)性結(jié)果表明,3種重金屬元素具有同源性,而聚類分析則顯示,Cd和As的同源性更近,其主要來(lái)源為冶煉廠飄落的煙塵和沖刷上來(lái)的湘江底泥;潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果表明,在該區(qū)域除菜地存在一個(gè)低值中心外,其余部分均存在極嚴(yán)重的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),尤以廢渣堆場(chǎng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)最為嚴(yán)重。
關(guān)鍵詞:重金屬;潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià);空間分布;源解析
土壤重金屬元素含量除受其成土母質(zhì)的影響外,還主要受人類活動(dòng)的影響。經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)資源的強(qiáng)烈需求,使得礦業(yè)發(fā)展過(guò)于迅速,同時(shí)又缺少配套的環(huán)保措施,使得生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢渣、廢水和廢氣向環(huán)境釋放了大量的重金屬元素,進(jìn)而導(dǎo)致礦區(qū)土壤重金屬污染、土地退化、地下水污染等問(wèn)題,既危害人體健康,又影響礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。目前,礦冶區(qū)土壤重金屬污染已引起高度重視,國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了大量研究工作,重點(diǎn)圍繞重金屬的含量、分布,賦存形態(tài)等內(nèi)容,而較少對(duì)土壤重金屬污染進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)分析和源解析。近年來(lái),借助地理信息系統(tǒng)(GIS)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等工具,對(duì)區(qū)域土壤重金屬含量、空間分布規(guī)律及污染來(lái)源解析等方面的研究受到越來(lái)越多的關(guān)注。
湖南是著名的有色金屬之鄉(xiāng),位于湘江流域的某鉛鋅冶煉廠有著較久遠(yuǎn)的開(kāi)采冶煉史,但由于早期粗放式發(fā)展,其采選和冶煉過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水、廢渣、廢氣曾是湘江重金屬主要污染源之一。土壤由于其特殊的理化性質(zhì),對(duì)重金屬有一定的吸持作用。因而土壤中重金屬的含量、空間分布更能體現(xiàn)出冶煉行業(yè)對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的影響。本研究以該冶煉廠周邊土壤為研究對(duì)象,對(duì)土壤中Cd、Pb、As的污染特征、空間分布和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了研究,闡明該冶煉廠周?chē)寥乐兄亟饘俚暮考捌湮廴痉植棘F(xiàn)狀,分析其來(lái)源和潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),以期在生產(chǎn)過(guò)程中更多地去考慮其對(duì)環(huán)境的影響,從源頭上減少污染的產(chǎn)生,同時(shí),也為當(dāng)?shù)赝寥乐亟饘傥廴局卫砗蜕鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)的依據(jù)和參考。
1 實(shí)驗(yàn)材料與方法
1.1 研究區(qū)概況
土壤樣品采自湖南省境內(nèi)湘江流域,研究區(qū)距離湘江直線距離約300 m,面積為1.2 hm2,分布如圖1所示。有研究表明,土地利用方式對(duì)其含量有著顯著影響。因此,根據(jù)研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀和人類活動(dòng)強(qiáng)度等特點(diǎn),將研究區(qū)分為4個(gè)部分:菜地、廢渣堆場(chǎng)(圍墻圍住區(qū)域,曾堆置廢渣,現(xiàn)廢渣已被拖運(yùn)走)、閑置區(qū)(住宅區(qū)前的閑置空地,部分區(qū)域覆蓋水泥)、住宅區(qū)。
1.2 樣品采集與處理
共采集22個(gè)5—20 cm表層土壤樣品,每一樣品均由5個(gè)子樣均勻混合而成。土壤樣品于室內(nèi)通風(fēng)處自然風(fēng)干,待樣品半干狀態(tài)時(shí),用木棍壓碎大塊土壤,揀除石塊、動(dòng)植物殘?bào)w等雜物。待樣品風(fēng)干后取適量磨碎過(guò)20目、100目尼龍篩。
1.3 重金屬分析與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
參照GB/T 22105.2-2008測(cè)定土壤中砷含量;參照GB/T 17141-1997測(cè)定土壤中鉛、鎘的含量。
數(shù)據(jù)分析采用SPSS(19.0)和EXCEL軟件進(jìn)行。運(yùn)用軟件Surfer8.0對(duì)土壤中重金屬含量數(shù)據(jù)進(jìn)行普通克里格最優(yōu)內(nèi)插,繪制土壤重金屬含量空間分布圖。
1.4 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
采用瑞典學(xué)者Hakanson提出的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法對(duì)土壤中重金屬污染的潛在生態(tài)危害進(jìn)行評(píng)價(jià)。其計(jì)算公式如下:
式中,Cfi為單一重金屬i的污染系數(shù);Csi為土壤中重金屬i的實(shí)測(cè)含量(mg/kg);Cni為計(jì)算選用的參比值(為了增強(qiáng)評(píng)價(jià)結(jié)果的可比性,各功能區(qū)土壤均統(tǒng)一采用土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)限值);Cd為土壤中重金屬綜合污染程度;T為單一重金屬i的毒性響應(yīng)系數(shù),各重金屬的毒性響應(yīng)系數(shù)分別是:Zn為1,Cu、Pb、Ni均為5,As為10,Cd為30。
依據(jù)Hakanson方法,采用Cf來(lái)表征土壤中單個(gè)污染物的污染程度:q<1:低污染;1≤Cf <3:中污染;3≤Cf <6:較高污染;q≥6:重污染。以Cd表征的綜合污染程度為:o<3:低污染;3≤Cd<6:中污染;6≤Cd<12:較高污染;Cd≥12:重污染。
根據(jù)重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)( R/)可將土壤中重金屬污染程度分為4個(gè)等級(jí)。R/<150時(shí)總的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度為低度;150≤R,<300時(shí)為中度;300≤R/<600時(shí)為重度;R/≥600時(shí)總的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度為嚴(yán)重。
2 結(jié)果與討論
2.1 重金屬含量特征
對(duì)4個(gè)功能區(qū)22個(gè)土壤樣品中的Cd、Pb、As含量進(jìn)行分析,各功能區(qū)重金屬含量見(jiàn)表1。GB 15618-1995《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是為保障農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)和植物正常生長(zhǎng)的土壤臨界值。本研究以Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為對(duì)照,判定研究區(qū)土壤是否超標(biāo)。
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,整個(gè)研究區(qū)pH值集中于6.33—6.70間,為中性偏弱酸性土壤。從表1可以看出,Cd的超標(biāo)率達(dá)100%,Pb、As的超標(biāo)率達(dá)86.4%。僅菜地和住宅區(qū)的Pb和As出現(xiàn)未超標(biāo)現(xiàn)象。3種重金屬平均含量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了GB 15618-1995《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ級(jí)限值。各功能區(qū)重金屬分布情況如下:Cd、Pb、As均為廢渣堆場(chǎng)>住宅區(qū)>閑置區(qū)>菜地。由此可見(jiàn),不同元素在不同功能區(qū)的含量趨勢(shì)是一致的,其中,廢渣堆場(chǎng)對(duì)研究區(qū)Cd、Pb、As的高含量貢獻(xiàn)較大。而菜地由于其功能應(yīng)用的特殊性需進(jìn)行翻耕而導(dǎo)致其重金屬含量相對(duì)于其他3個(gè)區(qū)域較低。從3種重金屬元素在研究區(qū)的變異系數(shù)來(lái)看,其數(shù)值均大于50%,說(shuō)明研究區(qū)土壤中重金屬的含量分布極其不均勻。以Cd為例,其含量最低值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)約25倍,而最高值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)l 660倍。因此,有必要進(jìn)一步了解重金屬在各功能區(qū)的空間分布特征。
2.2 重金屬空間分布特征
將Cd、Pb、As的含量數(shù)據(jù)以及pH值分別進(jìn)行K-S檢驗(yàn),均符合正態(tài)分布。故可進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)模型擬合和相關(guān)性分析。以擬合的半方差函數(shù)模型為計(jì)算模型,采用普通克里格法進(jìn)行最優(yōu)內(nèi)插,借助Surfer8.0軟件繪制研究區(qū)的表層土壤重金屬空間分布特征圖,圖2為Cd、Pb、As的含量以及土壤pH值分布特征圖。
從圖2可以看出,研究區(qū)表層土壤Cd、Pb和As的空間分布表現(xiàn)出非常相似的分布特征。3種重金屬的分布按功能分區(qū)對(duì)應(yīng),在廢渣堆場(chǎng)、住宅區(qū)污染較重且較為集中;菜地污染整體較輕;閑置區(qū)處于污染過(guò)渡地帶,污染較菜地重,較廢渣堆場(chǎng)和住宅區(qū)輕。Pb與As的空間分布圖中出現(xiàn)未污染區(qū)域,均集中于菜地的小部分區(qū)域。Cd、As的污染最嚴(yán)重區(qū)域?yàn)閺U渣堆場(chǎng),而Pb污染最嚴(yán)重的則是住宅區(qū),整體來(lái)看3種重金屬的污染均比較嚴(yán)重。
研究區(qū)的pH值雖然變異系數(shù)較低,僅為1.83%(表2),但是對(duì)其在空間的分布進(jìn)行繪圖發(fā)現(xiàn),pH值從西南角向東北方向呈放射狀逐漸增加。這可能是由于冶煉廠的煙囪處于西南方向,而研究區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)型氣候,長(zhǎng)年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng),風(fēng)向?qū)σ睙挓煔獬瘱|北方向飄散起到了一定的阻礙作用,繼而煙氣中的S02等酸性氣體多沉降于研究區(qū)的西部和南部沿線,使該區(qū)域pH偏低。而從圖中可以看出,廢渣堆場(chǎng)pH值較低,這可能是由于廢渣浸出液呈酸性,而酸性條件有利于土壤中重金屬的溶出,且浸出液中含有一定量的重金屬,致使該區(qū)域污染較重。此外,住宅區(qū)土壤pH值自西向東遞增,Cd、Pb、As均自南向北污染加重,而住宅區(qū)距離湘江最近,因此,研究區(qū)的污染情況需引起重視,摸清來(lái)源,盡早防治,以防土壤中污染物質(zhì)遷移進(jìn)而影響湘江水質(zhì)。
2.3 土壤污染源解析
本研究采用空間分析與多元統(tǒng)計(jì)分析相結(jié)合的方法對(duì)土壤重金屬Cd、Pb、As污染的來(lái)源進(jìn)行源解析。
2.3.1 主成份分析與權(quán)重確定
數(shù)據(jù)通過(guò)KMO(Kaiser-Meyer-Olkin)和Bartlett球形檢定,KMO指數(shù)為0.717>0.5,p值為0.00<0.05,因此數(shù)據(jù)適合作主成份分析,其結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。對(duì)研究區(qū)土壤重金屬元素含量進(jìn)行主成份分析,得到各成分的特征值及其貢獻(xiàn)率,如表2所示,可以看出僅能提取出一個(gè)特征值大于1的主成份,可以解釋總變量的90.55%,Cd、Pb、As在該主成份上有較高的正載荷,分別為0.975、0.926、0.953。湖南省的土壤環(huán)境背景值中Cd、Pb、As分別為0.079、27.00、14.00mg/kg,該礦區(qū)的土壤中Cd、Pb、As含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于兩類背景值,且該研究區(qū)離廢棄冶煉廠距離較近,因此可以推斷這3種重金屬受環(huán)境影響極大,冶煉廠為主要污染來(lái)源。通過(guò)計(jì)算得出各重金屬的綜合得分模型為:Y=0.592 Xa+0.562 XPb+0.578 XA。。Cd、Pb、As指標(biāo)的權(quán)重分別為:0.342、0.324、0.334。由此可見(jiàn),三者對(duì)研究區(qū)污染程度的貢獻(xiàn)度相當(dāng)。
2.3.2 土壤重金屬相關(guān)性與聚類分析
通過(guò)計(jì)算Cd、Pb、As之間以及與土壤pH值間的相關(guān)系數(shù),反映各重金屬元素與土壤酸堿度間以及各重金屬之間的關(guān)聯(lián)情況,初步分析土壤污染來(lái)源。對(duì)各元素總量以及pH之間進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析,結(jié)果如表3所示。pH與3種重金屬含量均呈負(fù)相關(guān),且僅As與pH表現(xiàn)為顯著負(fù)相關(guān),在一定pH范圍內(nèi)pH與Cd、Pb表現(xiàn)為中度負(fù)相關(guān),Pb與pH值的相關(guān)性最弱。說(shuō)明土壤pH值越小,土壤對(duì)重金屬的持有能力越強(qiáng),且土壤對(duì)重金屬的接納能力大小順序?yàn)锳s>Cd>Pb。各重金屬元素之間呈極顯著的正相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)分別為0.855( Cd-Pb)、0.924(Cd-As)、0.794(Pb-As),說(shuō)明這3種元素在土壤中的地球化學(xué)特征相似,在相同或類似的外界條件下其變化發(fā)展趨勢(shì)是一致的。又Cd、Pb和As同屬于親硫金屬,在較類似沉積環(huán)境下,具有沉積同源性,都可以與土壤及沉積物中的S相結(jié)合,形成溶解度極小的硫化物沉淀,或共同被鐵錳氧化物和氫氧化物所吸附。這種高度一致性表明這3種重金屬元素有具有同源性。
聚類樹(shù)狀圖可以形象地反映各因子之間的遠(yuǎn)近聯(lián)系,進(jìn)而鑒別重金屬的來(lái)源。對(duì)Cd、Pb、As以及pH值進(jìn)行聚類分析,結(jié)果如圖3所示。根據(jù)聚類分析結(jié)果,土壤酸堿度與重金屬元素的距離較遠(yuǎn),說(shuō)明酸雨或者其他方式導(dǎo)致的土壤酸堿度的變化不是土壤重金屬污染的主要原因。在距離<2時(shí),重金屬元素分為2類,其中Cd與As聚為一類。說(shuō)明土壤中Cd與As差異較小,即使Cd、As、Pb間具有同源性,不排除該區(qū)域某些重金屬污染物中含Cd、As,而不含或者含較少量Pb的可能性。
2.3.3 土壤重金屬區(qū)域富集原因分析
一是自然因素。研究區(qū)地勢(shì)平坦,菜地種植有各種蔬菜,地表疏松,顯然經(jīng)常翻耕,因此地表污染土與深層干凈土壤的置換稀釋作用,導(dǎo)致該功能區(qū)土壤中重金屬含量與風(fēng)險(xiǎn)低于其他區(qū)域。廢渣堆場(chǎng)有圍墻與其他區(qū)域分隔,因而污染較為集中;閑置區(qū)地表較多水泥地;住宅區(qū)房屋尚未拆除,沉降在屋頂?shù)暮亟饘贌焿m會(huì)隨著降水進(jìn)入到房屋前后的土壤中,而樣品又為房前屋后所取。此外,研究區(qū)距離湘江較近,在洪水期,洪水?dāng)噭?dòng)含重金屬的底泥沖刷至研究區(qū)域,從而使研究區(qū)出現(xiàn)重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)。住宅區(qū)距離湘江最近,且房屋前有坑,有利于重金屬的沉積,因此該區(qū)出現(xiàn)重污染集中區(qū)域。
二是人為因素。除菜地外,其他研究區(qū)土壤中無(wú)畜禽糞便與肥料的施入。Cd、Pb、As在焚燒飛灰中,屬于揮發(fā)性較強(qiáng)的重金屬,也是焚燒尾氣排放的重要標(biāo)識(shí)性污染物。研究區(qū)位于鉛鋅礦冶煉廠附近,其冶煉生產(chǎn)所產(chǎn)生的尾氣,通過(guò)大氣沉降,進(jìn)入到周?chē)耐寥拉h(huán)境中。由于冶煉廠煙囪高度較高,煙塵經(jīng)大氣沉降的主要落入?yún)^(qū)域?yàn)樽≌瑓^(qū)和廢渣堆場(chǎng),而菜地因距離煙囪直線距離較近,煙塵落人較少;研究區(qū)雖未見(jiàn)明顯尾礦、礦石的堆積,但圍墻內(nèi)的廢渣堆場(chǎng)由于以前曾經(jīng)堆積過(guò)廢渣與尾礦,滲濾液中的重金屬遷移擴(kuò)散進(jìn)入土壤,由于重金屬在土壤中遷移能力十分有限,沉降到土壤后勢(shì)必形成累積,導(dǎo)致該區(qū)污染較重。此外,由于菜地的土壤進(jìn)行了客土和翻耕,導(dǎo)致此區(qū)域的重金屬含量得到稀釋,而人工客土隨機(jī)性大,圖2中未污染部分極有可能客土較多或進(jìn)行了深翻耕。Cd、Pb的濃度空間分布也揭示了在礦區(qū)周邊土壤中存在重金屬累積效應(yīng),需引起重視。
2.4 土壤重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及治理建議
2.4.1 土壤重金屬污染程度
采用單因子指數(shù)法和綜合指數(shù)法對(duì)土壤重金屬污染進(jìn)行評(píng)價(jià),結(jié)果見(jiàn)表4。從表4可以看出,各重金屬污染指數(shù)順序?yàn)椋篊d>As>Pb。Cd在研究區(qū)土壤中的富集程度最大,平均污染指數(shù)高達(dá)434.78,As次之,平均污染指數(shù)為8.01,為重污染。Pb的平均污染指數(shù)僅為5.82,屬于較高污染。
從各功能區(qū)的單因子污染指數(shù)均值來(lái)看,菜地、廢渣堆場(chǎng)和閑置區(qū)中各重金屬影響因子的順序均為:Cd>As>Pb,菜地的Cd屬于重污染,As屬于較高污染,Pb為中污染;廢渣堆場(chǎng)的Cd、As、Pb均屬于重污染水平;閑置區(qū)的Cd屬于重污染;As、Pb屬于較高污染。住宅區(qū)中各重金屬影響因子的順序?yàn)椋篊d>Pb>As且均屬于重污染。就各功能區(qū)的綜合污染指數(shù)而言,其污染程度大小順序?yàn)椋簭U渣堆場(chǎng)>住宅區(qū)>閑置區(qū)>菜地。從表4中可以看出:研究區(qū)的綜合指數(shù)平均值高達(dá)448.61,屬于重污染;其最小值也有26.48,亦達(dá)到重污染水平。
2.4.2 土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與修復(fù)建議
根據(jù)Hakanson評(píng)價(jià)方法,利用得到的土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果,繪制RI的空間分布圖(圖4)。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分布圖很直觀地顯示出,研究區(qū)絕大部分存在極嚴(yán)重的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)(R/≥600),僅在菜地有1個(gè)低值中心,該區(qū)域的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較輕,從該中心向外輻射但仍存在一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),而在廢渣堆場(chǎng)則出現(xiàn)了2個(gè)高值中心,距離相近,并且該區(qū)域的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)超過(guò)嚴(yán)重級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)值的數(shù)十倍。以菜地為中心,經(jīng)閑置區(qū)過(guò)渡,至住宅區(qū),重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)呈遞增的趨勢(shì)?梢(jiàn),土壤中重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)按功能進(jìn)行分區(qū)其界限較為清晰。
由于研究區(qū)土壤污染分布不均,若對(duì)整個(gè)研究區(qū)土壤重金屬污染修復(fù)采用同一種修復(fù)模式,極易造成輕污染區(qū)域藥劑添加過(guò)多,對(duì)土壤產(chǎn)生二次污染,而重污染區(qū)域藥劑量不夠,重金屬污染修復(fù)不達(dá)標(biāo)。因此,對(duì)研究區(qū)進(jìn)行修復(fù)需進(jìn)行分類治理。而按功能分區(qū)進(jìn)行分類治理則由于邊界較多,且閑置區(qū)處于過(guò)渡地帶的原因?qū)⒃黾庸ぷ髁。因此?jiǎn)化為如圖4所示的分區(qū)方法,將研究區(qū)按生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)簡(jiǎn)單地分成A、B、C3個(gè)部分。雖然A區(qū)域污染程度亦達(dá)到重度污染,但其污染程度較B、C輕,推薦采用化學(xué)固定與植物修復(fù)聯(lián)合修復(fù)方式。B區(qū)域污染極重,可采取客土換土法,所置換出的重污染土按工業(yè)廢物進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚硖幹。C區(qū)域可采取化學(xué)淋洗為主的修復(fù)方式。
3 結(jié)論
(1)研究區(qū)pH值集中于6.33—6.70之間,為中性偏弱酸性土壤。以土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)限值為對(duì)照,Cd的超標(biāo)率達(dá)100%,Pb、As的超標(biāo)率達(dá)86.4%。僅菜地和住宅區(qū)的Pb和As出現(xiàn)未超標(biāo)現(xiàn)象。各功能區(qū)重金屬分布情況高度一致:Cd、Pb、As均為廢渣堆場(chǎng)>住宅區(qū)>閑置區(qū)>菜地。
(2)研究區(qū)表層土壤Cd、Pb和As的空間分布表現(xiàn)出非常相似的分布特征。3種重金屬的分布按功能分區(qū)對(duì)應(yīng),在廢渣堆場(chǎng)、住宅區(qū)污染較重且較為集中;農(nóng)業(yè)片區(qū)污染整體較輕;Cd、As的污染最嚴(yán)重區(qū)域?yàn)閺U渣堆場(chǎng),而Pb污染最嚴(yán)重的則是住宅區(qū),整體來(lái)看,3種重金屬的污染均比較嚴(yán)重。
(3)pH與3種重金屬含量均呈負(fù)相關(guān),且僅As與pH表現(xiàn)為顯著負(fù)相關(guān),各重金屬元素之間呈極顯著的正相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)分別為0.855( Cd-Pb)、0.924(Cd-As)、0.794(Pb-As),具有同源性。聚類分析表明Cd與As距離較近。各重金屬的綜合得分模型為: Y=0.592Xa+0.562Xn,+0.578XAs。Cd、Pb、As指標(biāo)的權(quán)重分別為:0.342、0.324、0.334,3種重金屬對(duì)研究區(qū)污染程度的貢獻(xiàn)度相當(dāng)。土壤中重金屬來(lái)源于人為因素和自然因素。主要來(lái)源為附近冶煉廠煙囪的煙塵沉降、廢渣滲濾液和洪水底泥沖刷。
(4)各功能區(qū)的綜合污染程度順序?yàn)椋簭U渣堆場(chǎng)>住宅區(qū)>閑置區(qū)>菜地。整個(gè)研究區(qū)綜合污染程度均在重污染以上。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分布圖顯示,研究區(qū)絕大部分存在極嚴(yán)重的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),僅在菜地有1個(gè)低值中心。建議根據(jù)污染情況將研究區(qū)分成3個(gè)部分進(jìn)行分類治理。