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龙口市北部平原区不同土地利用类型对土壤重金属污染距离的影响.pdf

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龙口市北部平原区不同土地利用类型对土壤重金属污染距离的影响.pdf

第32卷 第7期2019年7月环 境 科 学 研 究Research of Environmental SciencesVol.32ꎬNo.7Julyꎬ2019收稿日期 2018 ̄06 ̄04 修订日期 2019 ̄02 ̄19作者简介李彤1995 ̄ꎬ女ꎬ山东潍坊人ꎬlitong19950802@ 126.com.∗责任作者ꎬ吴泉源1959 ̄ꎬ男ꎬ山东龙口人ꎬ教授ꎬ博士ꎬ博导ꎬ主要从事地图学与地理信息系统研究ꎬwqy6420582@ 163.com基金项目山东省自然科学基金项目No.ZR2017BD011ꎻ中国博士后科学基金项目No.2017M622256Supported by Natural Science Foundation of Shandong Provinceꎬ China No.ZR2017BD011ꎻ China Postdoctoral Science FoundationNo.2017M622256龙口市北部平原区不同土地利用类型对土壤重金属污染距离的影响李 彤ꎬ吴泉源∗ ꎬ姚 磊ꎬ曹见飞ꎬ刘玉红ꎬ宋仁超山东师范大学地理与环境学院ꎬ山东济南 250358摘要为探究不同土地利用类型及其组成对土壤重金属污染距离的影响ꎬ以龙口市北部平原作为典型研究区域ꎬ系统采集55个表层土壤样品并对wPb、wCd进行了测定ꎻ通过建立基于土壤样区的梯度缓冲区ꎬ利用Pearson相关性分析ꎬ研究不同土地利用类型及其组成对土壤重金属污染距离的影响ꎻ通过热点分析和空间插值方法ꎬ探究研究区内对Pb、Cd富集贡献较大的土地利用类型.结果表明①龙口市北部平原土壤中Pb、Cd受人类活动影响的区域差异明显ꎬwPb、wCd平均值均超过了山东省土壤相应背景值ꎬ其中ꎬwPb超过背景值的样品比例达到96􀆰 36%ꎬ研究区西部富集现象明显. ②土地利用类型面积占比对Pb、Cd的污染距离各异.其中ꎬ交通用地面积占比对Pb、Cd的污染距离大约在2 000、500 m处ꎬ建设用地面积占比对二者的污染距离分别在1 000、200 m处左右ꎬ而耕地及园地面积占比对二者的污染距离较小ꎬ均在50 m处左右. ③ wPb、wCd的空间分布差异明显ꎬ整体表现为西高东低. ④研究区内对Pb、Cd富集贡献最大的土地利用类型是耕地ꎬ其次是交通和建设用地.研究显示ꎬ不同土地利用类型对重金属污染距离的差异性是实际存在的ꎬ因此在进行重金属污染治理时ꎬ对不同的土地利用类型要根据其对重金属污染距离的差异加以区别.关键词土地利用类型ꎻ土壤ꎻ重金属ꎻ相关性中图分类号 X53 文章编号 1001 ̄6929201907 ̄1224 ̄07文献标志码 A DOI 10􀆰 13198∕j􀆰 issn􀆰 1001 ̄6929􀆰 2019􀆰 02􀆰 15Effects of Different Land Use Types on Pollution Distance of Heavy Metals inNorth Plain of Longkou CityLI Tongꎬ WU Quanyuan∗ ꎬ YAO Leiꎬ CAO Jianfeiꎬ LIU Yuhongꎬ SONG RenchaoCollege of Geography and Environmentꎬ Shandong Normal Universityꎬ Jinan 250358ꎬ ChinaAbstract In order to explore the effects of difference of land use type and its composition on soil heavy metal pollution distanceꎬ thenorthern plain of Longkou City was taken as a study area􀆰 Fifty ̄five surface soil samples were collected and Pb and Cd contents weredetermined. By establishing gradient buffer zone based on soil sample areaꎬ the influence of land use type and its composition on soil heavymetal pollution under different gradients was analyzed. Through the hot spot analysis and spatial interpolation methodꎬ the land use types inthe study area that contribute greatly to Pb and Cd enrichment was explored. The results showed that 1 Pb and Cd in the soil of thestudy area were significantly affected by human activitiesꎬ and the average value exceeded the background value of soil in ShandongProvince. The proportion of Pb exceeding the background value reached 96􀆰 36%ꎬ and the western enrichment phenomenon is obvious.2 In different gradientsꎬ the percentage of land use types had different correlations with Pb and Cd. The maximum correlation coefficientof traffic land with Pb and Cd reached 2000 and 500 m respectivelyꎬ and the construction land was 1000 and 200 m. The correlationcoefficient of cultivated land and garden land was the largest at the gradient of about 50 m. 3 The spatial distribution difference of Pband Cd was obviousꎬ and the overall performance was high in the west and low in the east. 4 The cultivated land in the study areacontributed the most to Pb and Cd enrichmentꎬ followed by traffic and construction land. The study shows that different land use types havedifferent heavy metal pollution distances. In the treatment of heavy metal pollutionꎬ different types of land use should be distinguishedaccording to the difference of the pollution distance.Keywords land use typesꎻ soilꎻ heavy metalꎻ correlation第7期李 彤等龙口市北部平原区不同土地利用类型对土壤重金属污染距离的影响 随着城镇化的发展ꎬ林地、草地等土地利用类型开始向耕地、建设用地等人为利用方面转变ꎬ交通运输、污水灌溉等人类活动直接或间接地提高了土壤重金属污染水平[1 ̄2].重金属污染直接影响到农作物及饮用水的安全性ꎬ进而威胁到人类的身体健康[3].目前ꎬ重金属污染已经成为世界性的环境问题ꎬ引起了学术界的广泛关注.影响土壤重金属分布和累积的因素可分为两类①自然因素ꎬ如成土母质和土壤理化性质ꎻ②人类活动ꎬ如交通、矿产开采、农药化肥、污水灌溉及工业废弃物等.重金属污染则主要是由于人类活动导致的ꎬ而土地利用类型是人类活动的集中体现.目前ꎬ对土壤重金属污染的研究主要侧重于重金属的来源解析[4 ̄5]、空间分布[6 ̄7]、迁移转化[8 ̄9]以及污染综合评价[10 ̄14]等方面ꎬ重点关注土壤重金属污染现状及其对环境的潜在风险ꎬ或仅局限于不同土地利用类型之间重金属含量的比较.基于不同梯度来探究土地利用类型及其结构组成与土壤重金属关系的研究较少.实际上ꎬ在不同的距离梯度上ꎬ土地利用类型与重金属含量的相关性是不同的ꎬ如王祖伟等[15 ̄16]发现ꎬ重金属含量与缓冲区内土地利用类型面积占比的相关性较强ꎬ且随梯度的增大而发生改变.可见ꎬ明确不同梯度上对重金属含量影响较大的土地利用类型以及某种土地利用类型在哪个梯度上对于缓解重金属污染更为重要ꎬ对土壤重金属管理有重要的现实意义.龙口市是2017年全国综合经济竞争力十强县市之一ꎬ作为山东省入选的两个县市之一ꎬ该地区尤其是北部平原区社会经济活动发达ꎬ近年来发展迅速ꎬ在工业、农业等方面均表现出巨大的发展潜力.在社会经济增长的同时ꎬ土壤重金属含量也在不断攀升ꎬ以致部分区域土壤Pb、Cd富集现象明显[17]ꎻ且北部平原区地质背景单一ꎬ成土条件相似ꎬ重金属之间的差异主要是不同土地利用类型引起的ꎬ而不必考虑自然条件对土壤中重金属影响的差异.因此ꎬ该研究选择龙口市北部平原区作为典型研究区ꎬ基于实地采集的土壤样品ꎬ利用GIS方法构建以采样点为中心的不同间距的缓冲区作为分析单元ꎬ分析不同梯度缓冲区内对Pb、Cd富集起主要影响的土地利用类型ꎬ以期为环境保护部门评价当地土壤环境质量治理和修复提供科学指导.1 数据与方法1􀆰 1 研究区概况研究区设在山东省烟台市的龙口市12013′E12044′E、3727′N3744′N北部沿海平原ꎬ南北长约18 kmꎬ东西宽约22 kmꎬ总面积约400 km2.从地质背景来看ꎬ研究区三面环海ꎬ成土条件相似ꎬ地质背景整体上具有一致性.成土母质以冲积和海积物等第四系沉积物为主ꎬ多形成潮土.南部发育有少量白垩系的火山熔岩和上元古界的变质岩ꎬ岩石风化多形成棕壤ꎬ东部则有少量喜马拉雅期形成的玄武岩.从气候条件来看ꎬ研究区属于温带季风性气候ꎬ年均气温约12 ℃ꎬ年均降水量600 mmꎬ且主要集中在夏季.河流主要有泳汶河、黄水河等ꎬ多为季节性河流.地势平坦ꎬ适宜农业生产ꎬ盛产农作物主要有小麦、玉米、苹果、葡萄等.近年来ꎬ龙口市城镇化和工业化速度较快ꎬ特别是机械加工业的发展ꎬ且矿产资源较丰富ꎬ其中ꎬ北部平原区以煤矿为主.长期的煤炭开采ꎬ不仅出现大面积采空区塌陷问题ꎬ其固废堆放、废液排放也可能对周围土壤重金属环境造成威胁.此外ꎬ龙口市北部平原是胶东地区重要的粮食生产基地ꎬ污水灌溉历史悠久ꎬ且农作物是当地农村经济发展的支柱ꎬ农民为提高产量而盲目施肥ꎬ也可能使得该区土壤面临重金属污染的风险.因此ꎬ该研究选择龙口市北部平原为研究区ꎬ并根据龙口市国土资源局提供的高分影像数据24小类ꎬ将其整合为六大类 耕地、园地、林草地、交通用地、水域和建设用地见图1ꎬ其中ꎬ由于林草地所占面积极少、水域中重金属含量不明ꎬ故这两类不考虑在内.1􀆰 2 土壤样品采集与重金属含量测定结合研究区土地利用类型现状ꎬ采用蛇形布点法在ArcGIS 10􀆰 2软件中初步确定采样点的位置.其中ꎬ采样点间距基本控制在2 km左右ꎬ并使其覆盖所有的土地利用类型.同时ꎬ在研究区内典型地物如电热厂、大型工厂等周围也设定采样点ꎬ使得采样点具有典型性ꎬ能够代表研究区内不同土地利用类型的重金属含量水平.在实际采样过程中ꎬ根据预设采样点的周围环境适当进行调整.通过了解研究区地块的平均宽度ꎬ使样方尽可能覆盖地块而更具有代表性ꎬ最终确定样方大小为20 m20 m.由于样方面积较小ꎬ且样方内地形变化小、土壤质地均匀ꎬ因此ꎬ在样方内采用梅花形布点取样法ꎬ选取样方4个顶点及中心点作为采样点坐标位置的土壤ꎬ清理土壤表层ꎬ垂直采集表层020 cm土壤并均匀混合ꎬ避免出现异常高值[17].采用四分法取1 kg土壤装入干净的布袋并做好标记.记录采样点的地理位置及土地利用类型ꎬ土壤样品采样点的分布如图1所示.在实验室内将土壤样品于室温下自然风干、敲碎5221环 境 科 学 研 究第32卷图1 研究区土地利用现状及采样点分布Fig.1 Map of land use type and sampling points in the study area后ꎬ置于干净的平台上挑选出植物根系、砾石等杂物ꎬ在无污染的玛瑙研钵内研磨样品后ꎬ过100目0􀆰 25mm尼龙筛.选用HNO3 ̄HCl ̄HClO4微波法消解土壤样品ꎬ消解结束后进行蒸发ꎬ在接近干燥时冷却至常温常压ꎬ用超纯水溶解土样ꎬ置于50 mL容量瓶中定容. wPb、wCd采用石墨原子吸收分光光度法测定.采用国家一级土壤标准物质检验分析方法的精密度和准确度ꎬ以保证测试结果符合精度需要[4].1􀆰 3 研究方法1􀆰 3􀆰 1 污染距离分析研究[15]表明ꎬ重金属含量与不同梯度下土地利用类型结构组成的相关性存在较大差异.为了更好地体现不同土地利用类型对土壤重金属污染距离的差异ꎬ以各土壤采样点为圆心ꎬ利用ArcGIS 10􀆰 2软件的“缓冲区”工具分别建立50、100、150、200、500、1 000及2 000 m间距的缓冲区.分别计算缓冲区内的土地利用类型面积占比ꎬ即基于研究区内土地利用类型划分ꎬ计算每一种类型的面积占缓冲区总面积的比例.以采样点wPb、wCd与各缓冲区内土地利用类型面积占比作为分析变量进行Pearson相关性分析ꎬ通过这些由近及远、由密到疏的缓冲区以及相关系数随梯度缓冲区半径增大的变化方向ꎬ得出不同土地利用类型面积占比对Pb、Cd影响最强时对应的污染距离.1􀆰 3􀆰 2 热点分析与单因素方差分析基于热点分析ꎬ利用单因素方差分析方法ꎬ探究冷点、热点在关键污染距离内的土地利用类型面积之间的差异ꎬ识别研究区内对Pb、Cd富集贡献较大的土地利用类型.其中ꎬ方差分析对象选择显著性小于或等于0􀆰 05的热点和冷点.热点分析getis ̄ord Gi∗ 是一种局部空间自相关分析方法.在全局空间集聚的前提下ꎬ通过计算Gi∗统计量来揭示集聚模式并反映高值或低值要素在空间上发生集聚的位置.显著的Gi∗正值表示高观测值的区域单元趋于空间集聚ꎬ即热点hotspotꎻ显著的Gi∗负值则表示低观测值的区域单元趋于空间集聚ꎬ即冷点coldspot.1􀆰 4 数据处理在ArcGIS 10􀆰 2中完成梯度缓冲区的建立、不同缓冲区内土地利用类型面积汇总、热点分析以及普通克里金插值.对数据进行平均值、标准差、变异系数等描述性统计ꎬPearson相关性分析以及单因素方差分析等统计分析均在SPSS 17􀆰 0中完成.2 结果与分析2􀆰 1 土壤重金属含量的描述性统计由表1可见ꎬ研究区土壤中wPb、wCd的平均值分别为31􀆰 94、0􀆰 12 mg∕kgꎬ均超过山东省土壤相应背景值[18]分别是背景值的1􀆰 26、1􀆰 07倍ꎬ但均未超过GB 15618 1995土壤环境质量标准[19]二级标准限值.其中ꎬwPb超过山东省土壤背景值的样品比例达到96􀆰 36%. Wilding[20]对变异系数coefficient of variationꎬCV进行了分级ꎬCV0􀆰 36为高度变异.该研究中wPb的变异系数为17􀆰 34%ꎬ属于中度变异ꎬ而wCd的变异系数高达79􀆰 55%ꎬ6221第7期李 彤等龙口市北部平原区不同土地利用类型对土壤重金属污染距离的影响 表1 研究区土壤中wPb、wCd的描述性统计分析Table 1 Descriptive statistical analysis of wPb and wCd in soils in the study area重金属w∕mg∕kg最小值最大值平均值标准差山东省背景值GB 15618 1995二级标准限值变异系数∕%超过背景值的样品比例∕%Pb 23􀆰 23 55􀆰 33 31􀆰 94 5􀆰 54 25􀆰 40 300 17􀆰 34 96􀆰 36Cd 0􀆰 03 0􀆰 54 0􀆰 12 0􀆰 09 0􀆰 108 0􀆰 30 79􀆰 55 38􀆰 18属于高度变异.这与LV等[4]对山东日照土壤重金属的研究结果相似ꎬ说明Cd易受交通、建筑施工等人为活动的影响ꎬ并在空间分布上也存在较大差异.2􀆰 2 土地利用类型对土壤重金属的污染距离分析Pearson相关性分析结果见表2、3表明ꎬ除园地面积占比与wPb、wCd呈负相关外ꎬ其他土地利用类型面积占比均与wPb、wCd呈正相关ꎬ且交通用地和建设用地面积占比与wPb、wCd的相关系数及对应梯度均略高于其他土地利用类型.表2 不同梯度缓冲区内土地利用类型面积占比与wPb的相关性Table 2 The correlation coefficient of landscapepercentage with wPb in each buffer zone土地利用类型梯度缓冲区∕m50 100 150 200 500 1 000 2 000耕地0􀆰 20 0􀆰 09 0􀆰 08 0􀆰 09 0􀆰 10 0􀆰 11 0􀆰 16园地-0􀆰 14 -0􀆰 12 -0􀆰 10 -0􀆰 08 -0􀆰 05 -0􀆰 11 -0􀆰 13交通用地0􀆰 02 0􀆰 02 0􀆰 06 0􀆰 10 0􀆰 13 0􀆰 14 0􀆰 17建设用地0􀆰 10 0􀆰 11 0􀆰 11 0􀆰 15 0􀆰 15 0􀆰 28 0􀆰 05表3 不同梯度缓冲区内土地利用类型面积占比与wCd的相关性Table 3 The correlation coefficient of landscapepercentage with wCd in each buffer zone土地利用类型梯度缓冲区∕m50 100 150 200 500 1 000 2 000耕地0􀆰 24 0􀆰 13 0􀆰 12 0􀆰 17 0􀆰 23 0􀆰 20 0􀆰 26园地-0􀆰 13 -0􀆰 12 -0􀆰 11 -0􀆰 09 -0􀆰 06 -0􀆰 14 -0􀆰 21交通用地0􀆰 03 0􀆰 06 0􀆰 12 0􀆰 16 0􀆰 19 0􀆰 15 0􀆰 09建设用地0􀆰 14 0􀆰 14 0􀆰 14 0􀆰 16 0􀆰 11 0􀆰 12 0􀆰 07由表2可见ꎬ在02 000 m梯度范围内ꎬ交通用地和建设用地面积占比与wPb的相关系数略高于其他土地利用类型ꎬ最大值分别出现在2 000和1 000m梯度处ꎬ且在01 000 m梯度范围内均呈上升趋势.相对于交通用地及建设用地ꎬ耕地对Pb的污染范围较小ꎬ最大相关系数出现在50 m梯度处ꎬ超过50 m之后呈下降趋势ꎬ并在150 m处出现拐点.园地对Pb的污染距离与耕地相似ꎬ在50 m处相关系数最小ꎬ50500 m梯度内呈上升趋势ꎬ相关系数逐渐变大ꎬ然后在500 m处出现拐点ꎬ相关系数减小.wCd与各土地利用类型面积占比的相关系数变化趋势见表3与wPb基本相似ꎬ这与戴彬等[21 ̄22]得出的结论相同ꎬ他们发现wPb与wCd呈显著相关ꎬ且有共同的污染源.交通用地和建设用地对Cd的污染距离也很大ꎬ最大相关系数对应的污染距离分别趋向于500、200 m.与wPb相同ꎬ园地面积占比与wCd呈负相关ꎬ极小值出现在50 m处.随着梯度缓冲区半径的增大ꎬ二者的相关性逐渐减小ꎬ并在500 m处出现拐点.耕地面积占比与wCd的相关系数在502 000 m梯度内出现的拐点较多ꎬ但整体呈下降趋势ꎬ在50 m处出现极大值.2􀆰 3 土地利用类型对土壤重金属的贡献研究2􀆰 3􀆰 1 土壤重金属含量的热点分析分别对研究区55个采样点wPb、wCd的Gi∗进行计算ꎬ得出不同显著性水平下的热点和冷点ꎬ结果如图2所示.热点区域是重金属的高值聚集区ꎬ具有较高的污染风险ꎬ是土壤环境管理、修复的重点区域.由图2可见ꎬPb、Cd的热点数量分别为25、18个ꎬ其中ꎬPb的热点较多ꎬ且在0􀆰 01显著性水平下的热点为10个ꎬ占比为40%ꎻCd的热点多分布在研究区西部ꎬ冷点集中分布在东北部.对研究区土壤中wPb、wCd进行普通克里金插值分析见图2ꎬ研究其空间分布情况.由图2可见ꎬ冷点、热点分布与重金属含量插值结果的空间分布趋势大体一致ꎬ热点及周边地区均为重金属富集明显的区域ꎬ而冷点区均为wPb、wCd较低的区域.2􀆰 3􀆰 2 影响土壤重金属富集的关键土地利用类型分析各土地利用类型面积占比与重金属含量的最大相关系数对应的污染距离大多未超过1 000 mꎬ这与Biasioli等[23]得出的各种土地利用类型产生的污染物传输只能限制在大约1 km范围内的结论一致ꎬ这均说明采样点重金属含量受到周围1 000 m左右的7221环 境 科 学 研 究第32卷图2 研究区Pb、Cd的热点分析及空间分布特征Fig.2 Hot spot analysis and spatial distribution characteristics of Pb and Cd土地利用类型的影响.因此ꎬ该研究选择半径为1 000m的缓冲区进行Cd冷点和热点的单因素方差分析Pb的热点分析中未产生冷点ꎬ无法与热点进行对比分析.由图3可见ꎬ就平均值而言ꎬCd热点区域的耕地、建设用地面积明显大于冷点区域ꎬ而冷点区域的园地面积相对较大.方差分析结果显示ꎬ耕地、园地面积在统计意义上有显著差异ꎬ而交通用地、建设用地面积没有统计意义上的差异.这说明在研究区内ꎬCd冷点和热点区域在土地利用类型组成上的区别主要体现在耕地和园地上. Cd热点区域内耕地面积明显高于冷点区域ꎬ且园地面积与wCd呈负相关关系见表3ꎬ这在一定程度上能够缓解土壤中重金属的富集.可见ꎬ土壤采样点成为Cd热点的主要原因是耕地这一土地利用类型对土壤重金属的污染ꎬ其次是交通用地和建设用地.注缓冲区半径为1 000 m.图3 Cd冷点、热点区域的土地利用类型平均面积对比Fig.3 Comparison of land use types incold and hot spots of Cd3 讨论通过Cd冷点和热点的单因素方差分析ꎬ得出热点出现的主要原因是耕地受到污染. 2016年烟台市统计年鉴显示ꎬ2015年龙口市耕地有效灌溉面积为17 380 hm2ꎬ而农作物播种总面积达24 710 hm2ꎬ水库及机电井供水量并不能满足耕种需求ꎬ且研究区内河流多为季节性河流ꎬ在耕种早期严重缺水ꎬ故引泳汶河、黄水河及各支流中的工业、生活污水进行灌溉.实际上ꎬ龙口市灌区农用地的污水灌溉历史已有30 a之久.未经处理的工业和生活污水直接灌溉农田ꎬ给土壤环境造成很大压力.李春芳等[17]也通过溯源分析发现ꎬ污水灌溉是龙口市北部平原区Pb、Cd富集的共同污染因素.可见ꎬ长期的污水灌溉是导致耕地土壤重金属富集的原因之一.当地农民为了提高种植产量而盲目施肥施药ꎬ造成重金属在土壤中的富集也是一个不可忽略的因素. 2011年烟台市统计年鉴数据显示ꎬ2010年龙口市农药使用量已经达到2 542 tꎬ化肥使用实物量更是达到12􀆰 29104 t. LV等[24]发现ꎬ耕地土壤中wCd与wTP呈显著相关.Cd常作为磷矿石中的杂质而存在于磷肥当中ꎬ通过磷肥的施用在土壤中累积.王飞等[25]也发现ꎬ华北地区禽畜粪便有机肥中wPb、wCd普遍存在严重的超标现象.可见ꎬ耕地土壤重金属的富集与肥料施用有直接关系.另外ꎬ农用塑料薄膜使用不当以及农用车的普及也是导致耕地重金属富集的原因ꎬ如龙口市在2010年的农用塑料薄膜使用量达到1 115 tꎬ农用柴油量为1􀆰 21104 t.但由于农业活动产生的粉尘、固体废物及有害气体等有限ꎬ大气活动对其传输8221第7期李 彤等龙口市北部平原区不同土地利用类型对土壤重金属污染距离的影响 过程的影响甚微ꎬ且土壤重金属具有弱移动性ꎬ使得受污染的耕地、园地等农用地对土壤重金属的污染距离较小.研究区西部与北部的交通以及工业生产、电厂等煤炭燃烧产生的“三态”废弃物也是热点成因分析的一个不可忽略的因素.研究区内工厂多位于西北部ꎬ通过查阅2016年烟台市统计年鉴ꎬ发现2015年龙口市废水排放量达3 551􀆰 64104 tꎬ其中ꎬ工业废水量为1 202􀆰 64104 tꎬ工业烟粉尘排放量达0􀆰 43104 tꎬ工业SO2排放量为2􀆰 33104 tꎬNOx排放量为2􀆰 00104 t.废水通过灌溉进入土壤ꎬ而这些气态重金属进入大气后ꎬ在大气中传输ꎬ最终通过干湿沉降进入土壤ꎬ所以这些通过大气沉降进入土壤的重金属移动距离相对较大ꎬ且不可忽略.王幼奇等[26]也认为ꎬ通过沉降进入土壤的重金属必需得到重视.研究区西部的龙口城区及中部的黄城城区拥有相对密集的交通网络ꎬ随着龙口市私人汽车保有量及农用车的持续增长2015年家用汽车、助力车是2010年的283􀆰 50%、246􀆰 64%ꎬ汽车轮胎磨损及油泄漏等交通排放产生的有害气体及粉尘、烟尘也不可忽视[27 ̄28]ꎻ尤其是上下班期间的高峰期堵车严重ꎬ发动机运行时不完全燃烧[29]ꎬ尾气排放量增加ꎬ其中的重金属随之在空气中传输ꎬ扩散到道路周围ꎬ由于其迁移受到风速、风向等的影响ꎬ移动距离相对较大.研究区内位于工业区的采样点主要在东海、图新等多个大型热电厂附近ꎬ重金属含量明显偏高. LV等[30 ̄31]也发现ꎬ煤炭燃烧是工厂附近土壤中Pb、Cd的主要来源之一.因此ꎬ交通及工业燃炭过程是重金属的重要来源ꎬ且重金属在该过程中的迁移能力较强ꎬ污染范围较大.虽然该研究中的采样点都具有典型性ꎬ可以代表研究区不同土地利用下的重金属污染水平ꎬ但由于采样点有限ꎬ可能会对结论造成一定的干扰ꎬ但研究结果证实了不同土地利用类型对土壤重金属污染距离的差异性是实际存在的ꎬ并有效揭示了其污染的梯度区间.4 结论a研究区土壤中wPb、wCd的平均值均超过山东省土壤相应背景值ꎬ其中ꎬwPb超过背景值的样品比例达到96􀆰 36%ꎬ但均未超过GB 156181995二级标准限值.龙口市北部平原区的西部存在明显的重金属集聚现象ꎬ东部污染并不严重.b土地利用类型面积占比对Pb、Cd的污染距离均呈规律性变化.各土地利用类型在相关系数达到最大时对应的污染距离从大到小依次为交通用地建筑用地耕地≈园地.这种明显的距离差异要求在进行重金属污染治理时ꎬ对不同的土地利用类型需要根据其对重金属污染距离的差异加以区别ꎬ这也是该研究的实际意义所在.c对研究区内Pb、Cd富集贡献最大的土地利用类型是耕地ꎬ其次是交通用地和建设用地.因此ꎬ在进行该区土壤治理时ꎬ要重点关注耕地土壤的修复ꎬ如建立污水处理厂解决污水灌溉问题、采用超富集植物修复等.参考文献References[ 1 ] GU Y GꎬGAO Y PꎬLIN Q. Contaminationꎬbioaccessibility andhuman health risk of heavy metals in exposed ̄lawn soils from 28urban parks in southern China′s largest cityꎬ Guangzhou [ J].Applied Geochemistryꎬ2016ꎬ6752 ̄58.[ 2 ] KAYE J PꎬGROFFMAN P MꎬGRIMM N Bꎬet al.A distinct urbanbiogeochemistry [J]. Trends in Ecology & Evolutionꎬ2006ꎬ214192 ̄199.[ 3 ] NANOS Nꎬ MARTIN J A R. Multiscale analysis of heavy metalcontents in soils spatial variability in the Duero River BasinSpain[J].Geodermaꎬ2012ꎬ189∕1906554 ̄562.[ 4 ] LV JianshuꎬZHANG ZuluꎬLIU Yangꎬet al.Sources identificationand hazardous risk delineation of heavy metals contamination inRizhao City[J].Acta Geographica Sinicaꎬ2012ꎬ677109 ̄122.[ 5 ] 张一修ꎬ王济ꎬ秦樊鑫ꎬ等.贵阳市道路灰尘和土壤重金属来源识别比较[J].环境科学学报ꎬ2012ꎬ321204 ̄212.ZHANG YixuꎬWANG JiꎬQIN Fanxinꎬet al.Comparison of sourceidentification of road dust and soil heavy metals in Guiyang[J].Acta Scientiae Circumstantiaeꎬ2012ꎬ321204 ̄212.[ 6 ] ZHAN Y FꎬSHI X ZꎬHUANG Bꎬet al.Spatial distribution of heavymetals in agricultural soils of an industry ̄based peri ̄urban area inWuxiꎬChina[J].Pedosphereꎬ2007ꎬ17144 ̄51.[ 7 ] YI Y JꎬYANG ZꎬZHANG S.Ecological risk assessment of heavymetals in sediment and human health risk assessment of heavymetals in fishes in the middle and lower reaches of the YangtzeRiver Basin[J].Environmental Pollutionꎬ2011ꎬ159102575 ̄2585.[ 8 ] 上官宇先ꎬ秦晓鹏ꎬ赵冬安ꎬ等.利用大型土柱自然淋溶条件下研究土壤重金属的迁移及形态转化[J].环境科学研究ꎬ2015ꎬ2871015 ̄1024.SHANGGUAN Yuxianꎬ QIN Xiaopengꎬ ZHAO Dong′anꎬ et al.Migration and transformation of heavy metals in soils by lysimeterstudy with field condition[J].Research of Environmental Sciencesꎬ2015ꎬ2871015 ̄ 1024.[ 9 ] HUANG H Jꎬ YUAN X Z. The migration and transformationbehaviors of heavy metals during the hydrothermal treatment ofsewage sludge[J].Bioresource Technolgyꎬ2016ꎬ200991 ̄998.[10] MAAS SꎬSCHEIFLER RꎬBENSLAMA Mꎬet al.Spatial distributionof heavy metal concentrations in urbanꎬsuburban and agriculturalsoils in a Mediterranean city of Algeria [ J ]. EnvironmentalPollutionꎬ2010ꎬ15862294 ̄2301.[11] XIE Y FꎬCHEN T BꎬLEI Mꎬet al.Spatial distribution of soil heavy9221环 境 科 学 研 究第32卷metal pollution estimated by different interpolation methodsaccuracy and uncertainty analysis[J].Chemosphereꎬ2011ꎬ823468 ̄476.[12] NOTTEN M JꎬOOSTHOEK A JꎬROZEMA Jꎬet al.Heavy metalconcentrations in a soil ̄plant ̄snail food chain along a terrestrial soilpollution gradient [ J]. Environmental Pollutionꎬ2005ꎬ138 1178 ̄190.[13] KESHAVARZI Bꎬ TAZARVI Zꎬ RAJABZADEH M Aꎬ et al.Chemical speciationꎬhuman health risk assessment and pollutionlevel of selected heavy metals in urban street dust of ShirazꎬIran[J].Atmospheric Environmentꎬ2015ꎬ1191 ̄10.[14] MARTIN J A RꎬRAMOS ̄MIRAS J JꎬBOLUDA Rꎬet al.Spatialrelations of heavy metals in arable and greenhouse soils of aMediterranean environment region Spain [J].Geodermaꎬ2013ꎬ200∕2016180 ̄188.[15] 王祖伟ꎬ王袆玮ꎬ侯迎迎ꎬ等.于桥水库水源地水体沉积物重金属空间分异与景观格局的关系[J].环境科学ꎬ2016ꎬ3793423 ̄3429.WANG ZuweiꎬWANG YiweiꎬHOU Yingyingꎬet al. Relationshipbetween landscape pattern and spatial variation of heavy metals inaquatic sediments in headwaters area of Yuqiao Reservoir [ J].Environmental Scienceꎬ2016ꎬ3793423 ̄3429.[16] 李铖ꎬ李芳柏ꎬ吴志峰ꎬ等.景观格局对农业表层土壤重金属污染的影响[J].应用生态学报ꎬ2015ꎬ2641137 ̄1144.LI Chengꎬ LI Fangbaiꎬ WU Zhifengꎬ et al. Impacts of landscapepatterns on heavy metal contamination of ag

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