謝龍濤，潘劍君?，白浩然，張培育，康 翔，王 飛，朱燕香

基于GIS的農(nóng)田土壤重金屬空間分布及污染評(píng)價(jià)*——以南京市江寧區(qū)某鄉(xiāng)鎮(zhèn)為例

謝龍濤1，潘劍君1?，白浩然1，張培育1，康 翔2，王 飛1，朱燕香1

（1. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，南京 210095；2. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)公共管理學(xué)院，南京 210095）

土壤污染近年來備受矚目，我國已出臺(tái)多項(xiàng)法律法規(guī)來規(guī)范防治，合理評(píng)價(jià)不同地區(qū)土壤重金屬的污染情況，具有現(xiàn)實(shí)和長遠(yuǎn)意義。2017年11—12月在研究區(qū)采集的29個(gè)表層土壤（0～20 cm），分析測(cè)定土壤pH、有機(jī)質(zhì)和8種重金屬元素砷（As）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、銅（Cu）、汞（Hg）、鎳（Ni）、鉛（Pb）和鋅（Zn）的含量，采用最新發(fā)布的《土壤環(huán)境質(zhì)量—農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618-2018）進(jìn)行污染評(píng)價(jià)，運(yùn)用GIS地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析重金屬空間分布特征。結(jié)果表明，研究區(qū)土壤pH呈現(xiàn)酸性至中性；有機(jī)質(zhì)平均含量為17.73 mg·kg–1，較為缺乏；8種重金屬元素（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn）的平均含量分別為8.27、0.17、70.84、24.74、0.20、32.07、28.48和73.57 mg·kg–1，除As外，其他重金屬含量均超過南京市江寧區(qū)土壤環(huán)境背景值，但未超過國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，總體無重金屬污染。其中Cd、Cu和Hg元素在局部地區(qū)達(dá)到了警戒線，風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要分布在西南部和南部，呈現(xiàn)帶狀分布，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上需引起重視。

GIS；土壤重金屬；表層土壤；空間分布；污染評(píng)價(jià)

土壤作為組成地球陸地生態(tài)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，在多種生命活動(dòng)中充當(dāng)著極為重要的媒介作用[1-3]。土壤重金屬本身具有生物毒性、累積性以及不可降解性等特征，使其在土壤中極易產(chǎn)生富集現(xiàn)象，盡管土壤對(duì)土壤污染物具有一定的吸收和容納能力，但是由于近年來人類不合理的生產(chǎn)活動(dòng)，使得產(chǎn)生的大量重金屬通過廢水、大氣沉降持續(xù)釋放至周圍環(huán)境的表層土壤中[4-5]，而表層土壤又是重金屬重要的遷移、轉(zhuǎn)化和沉積的場所，不斷累積的重金屬在土壤中通過有機(jī)體轉(zhuǎn)化為有機(jī)復(fù)合物，最終對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)和人類健康造成威脅[6-8]。

農(nóng)田土壤重金屬的污染程度關(guān)系到農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的健康，關(guān)于土壤重金屬污染的空間分布與評(píng)價(jià)已經(jīng)成為當(dāng)今世界各國關(guān)注的焦點(diǎn)，備受各國政府和科學(xué)家的廣泛關(guān)注[9-15]。我國農(nóng)田的土壤重金屬污染形勢(shì)十分嚴(yán)峻，在2014年4月17日，我國環(huán)保部與國土部聯(lián)合在《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》中指出，2014年全國農(nóng)田土壤的點(diǎn)位超標(biāo)率約為16.1%，其中8種重金屬As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的污染占了82.4%[1]。隨后在2016年5月28日，我國國務(wù)院在此基礎(chǔ)上又印發(fā)了《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，也就是當(dāng)時(shí)所說的“土十條”，當(dāng)年這一計(jì)劃的發(fā)布可以說是整個(gè)土壤污染修復(fù)事業(yè)的里程碑事件。最終在2018年8月31日，我國全國人大常委會(huì)第五次會(huì)議正式通過了《中華人民共和國土壤污染防治法》，從而土壤污染修復(fù)事業(yè)實(shí)現(xiàn)了有法可依，這也是我國首次通過制定專門的法律來規(guī)范防治和治理修復(fù)土壤污染，均充分體現(xiàn)了國家對(duì)土壤污染防治工作的重視。近年來，國內(nèi)外對(duì)于土壤重金屬污染的研究從重要工業(yè)城市開始向城市周邊區(qū)域擴(kuò)展，南京市江寧區(qū)作為華東最大、全國第二的農(nóng)副產(chǎn)品物流中心，此前胡文友等[16]曾對(duì)南京市郊鎘和汞的累積特征做了一定的研究，但針對(duì)此地區(qū)的土壤重金屬綜合污染情況鮮有報(bào)道。該地區(qū)作為南京市重要的糧食產(chǎn)區(qū)，有必要對(duì)其進(jìn)行污染調(diào)查與評(píng)價(jià)，本研究通過采用最新發(fā)布的GB15618-2018[17]，針對(duì)pH分級(jí)和不同土地利用類型進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)于全面評(píng)估土壤重金屬風(fēng)險(xiǎn)、開展污染等級(jí)調(diào)查以及土壤修復(fù)工作具有十分重要的意義。并且本研究對(duì)傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，得到一種針對(duì)此地區(qū)更加科學(xué)合理的評(píng)價(jià)方法，結(jié)合GIS的技術(shù)特點(diǎn)和空間分析功能，深入分析利用GIS技術(shù)評(píng)價(jià)土壤重金屬污染的合理性，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步展望了GIS技術(shù)在土壤重金屬研究中的應(yīng)用趨勢(shì)，以期能夠?yàn)楸Ｕ贤寥腊踩皖A(yù)防土壤潛在風(fēng)險(xiǎn)提供具體措施和科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本研究區(qū)位于江蘇省南京市江寧區(qū)湖熟街道周崗社區(qū)，地處溧水河的南北兩條分支河流高陽河與二干河之間（31°46′9.07″—31°49′42.27″ N、118°53′41.77″ — 119°0′4.55″ E），總面積約為41 km2（圖1a）。

圖1 研究區(qū)地理位置圖（a）、高程圖（b）和采樣點(diǎn)分布圖（c）

研究區(qū)位于北亞熱帶，氣候?qū)儆诒眮啛釒瘽駳夂?，研究區(qū)屬于秦淮河平原的一部分，絕對(duì)高程范圍在6～43 m，總體地勢(shì)為中間高、四周低（圖1b）。研究區(qū)主要土壤類型有水稻土、黃棕壤、新積土和石質(zhì)土，其中水稻土占絕大部分。居民點(diǎn)主要分布于地勢(shì)較高的微高地和坡度平緩的崗地區(qū)域。

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究區(qū)影像是由中國資源衛(wèi)星高分一號(hào)影像應(yīng)用中心提供，時(shí)間為2017年4月22日，產(chǎn)品等級(jí)為1A級(jí)產(chǎn)品，包括全色波段影像和多光譜波段影像各一景，用于提取研究區(qū)的地貌類型；Google影像來源于Google Earth平臺(tái)，通過多期影像拼接合成的柵格數(shù)據(jù)，該影像共有紅色、綠色和藍(lán)色三個(gè)波段，輸出像元大小為0.29 m×0.29 m，用于矢量化研究區(qū)耕地地塊邊界（圖1c）；周崗鎮(zhèn)行政邊界矢量圖用于確定研究區(qū)的范圍；土地利用圖用于確定各個(gè)具體土地利用類型和微域景觀分類；研究區(qū)DEM數(shù)據(jù)像元大小為5 m×5 m，用于制作研究區(qū)地貌類型圖。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

關(guān)于樣點(diǎn)布設(shè)和采集路線的確定，根據(jù)《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T166-2004）的規(guī)定，土壤采樣點(diǎn)布點(diǎn)方法一般分為三種，分別為：簡單隨機(jī)法、分塊隨機(jī)法、系統(tǒng)隨機(jī)法，其中系統(tǒng)隨機(jī)法更具代表性，為了全面了解研究區(qū)土壤重金屬含量，同時(shí)體現(xiàn)采樣點(diǎn)的典型性、代表性、均勻性，利用ArcGIS 10.3軟件在數(shù)字底圖上按照規(guī)則網(wǎng)格進(jìn)行采樣點(diǎn)的布設(shè)，土壤樣品采集時(shí)間為2017年10-11月，研究內(nèi)容為農(nóng)田表層土壤pH、土壤有機(jī)質(zhì)和8種土壤重金屬元素As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn，農(nóng)田以水稻田為主。采集到的0～20 cm表層土壤，等量混合后用四分法取約1 kg裝入聚乙烯密封袋內(nèi)，用GPS記錄實(shí)地坐標(biāo)，并對(duì)環(huán)境拍照記錄，采樣工具為竹勺[17-19]。經(jīng)過自然風(fēng)干后的土壤樣品，用瑪瑙研缽進(jìn)行研磨，過0.25 mm孔徑篩后繼續(xù)研磨，使之全部通過0.074 mm孔徑篩，然后采用HNO3-HCl-HF-HClO4法消煮后，測(cè)定pH、有機(jī)質(zhì)和8種重金屬項(xiàng)目；其中pH采用pH計(jì)測(cè)定法測(cè)定，有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測(cè)定，Cr、Cu、Ni、Pb和Zn采用等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-OES）測(cè)定，Cd采用石墨爐原子吸收分光光度法（GF-AAS）測(cè)定，As和Hg采用原子熒光光譜法（HG-AFS）測(cè)定[20-21]。所有分析方法的準(zhǔn)確度和精密度均采用國家一級(jí)土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW系列）進(jìn)行檢驗(yàn)[22]，并且保證測(cè)試結(jié)果均符合監(jiān)控要求。

通過標(biāo)準(zhǔn)偏差百分?jǐn)?shù)（RSD）來評(píng)價(jià)土壤重金屬分析測(cè)試結(jié)果的精密度。一般而言，土壤中重金屬的RSD在20%以內(nèi)是可以接受的。本研究針對(duì)土壤樣品和平行樣品分別進(jìn)行相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算。RSD的計(jì)算公式如下：

式中，RSD為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，SD為標(biāo)準(zhǔn)偏差，′表示測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值。將樣品及平行樣品的分析結(jié)果進(jìn)行比對(duì)并計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差百分?jǐn)?shù)，具體結(jié)果見表1。

表1 重金屬分析的質(zhì)量控制結(jié)果

①Q(mào)uality control samples；②Control group.

將實(shí)驗(yàn)室獲得的pH、有機(jī)質(zhì)和重金屬含量在SPSS 22.0中進(jìn)行極值、均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差基本數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，并用GS+9.0軟件求出變異函數(shù)，根據(jù)國家土壤背景值和國家土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）（GB 15618-2018）進(jìn)行基本統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分析。

1.4 評(píng)價(jià)方法

評(píng)價(jià)方法采用內(nèi)梅羅指數(shù)法中的單因子指數(shù)法和綜合指數(shù)法[23]。

其中單因子指數(shù)法的優(yōu)勢(shì)在于可以快速確定主要重金屬的污染和危害程度[23]。一般通過污染指數(shù)來表示，通過重金屬含量實(shí)測(cè)值和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)相比除去量綱來計(jì)算污染指數(shù)：

式中，P為重金屬元素的污染指數(shù)；C為重會(huì)屬元素含量實(shí)測(cè)值；I為土壤環(huán)境質(zhì)量國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值。

而綜合指數(shù)法的優(yōu)勢(shì)在于既兼顧了單因子污染指數(shù)的平均值和最高值，又能著重突出研究區(qū)污染較嚴(yán)重的重金屬污染物的污染程度。綜合指數(shù)法計(jì)算方法如下：

1.5 制圖步驟

土壤重金屬的空間分布制圖具體步驟[24-25]：（1）插值（IDW）：通過創(chuàng)建訓(xùn)練子集和測(cè)試子集，樣本數(shù)分別為29和3，將訓(xùn)練子集進(jìn)行反距離加權(quán)插值；（2）驗(yàn)證（Validation）：通過使用測(cè)試子集進(jìn)行驗(yàn)證，統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)值與真實(shí)值之間的平均誤差（ME）和均方根誤差（RMSE），ME越接近0，RMSE越小，則預(yù)測(cè)誤差越小，精度就越高；（3）輸出（Export）：將插值結(jié)果輸出為柵格圖層，并用研究區(qū)的地形邊界圖對(duì)其進(jìn)行掩模提取，進(jìn)而制得研究區(qū)農(nóng)田土壤重金屬分布格局圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 土壤重金屬的描述性統(tǒng)計(jì)

通過表2可以看出，該研究區(qū)土壤pH介于4.82～7.02，呈現(xiàn)酸性至中性；有機(jī)質(zhì)含量范圍為9.32～39.28 mg·kg–1，參照全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，總體處于較缺乏的水平；As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn含量范圍分別為5.99～14.63 mg·kg–1、0.07～0.33 mg·kg–1、56.40～91.73 mg·kg–1、15.18～38.27 mg·kg–1、0.074～0.420 mg·kg–1、23.44～41.02 mg·kg–1、24.14～34.85 mg·kg–1和54.18～100.09 mg·kg–1，參照南京市江寧區(qū)土壤背景值[23]和GB 15618-2018，只有As的平均值低于土壤背景值，Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn均高于南京市江寧區(qū)的土壤背景值，但低于國家標(biāo)準(zhǔn)。并且8種重金屬的最大值也低于國家標(biāo)準(zhǔn)，說明該地區(qū)土壤目前尚未受到重金屬污染。變異系數(shù)（CV）反映數(shù)據(jù)間的離散程度，也直觀反映出樣本的空間變異性大小。一般認(rèn)為，CV＜10%為弱變異，10%～100%中等強(qiáng)度變異，CV≥100%為強(qiáng)變異[18]。根據(jù)表2可知，pH和有機(jī)質(zhì)分別為9%和4%，為弱變異，說明二者受外界影響比較小，空間變異相對(duì)不顯著，可能具有同源性。As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的變異系數(shù)分別為24%、32%、14%、15%、40%、15%、10%和16%，Hg>Cd>As>Zn>Cr>Cu、Ni>Pb，8種重金屬均呈中等強(qiáng)度變異，空間變異相對(duì)顯著，可能受人為活動(dòng)影響。由此可知，該地區(qū)土壤重金屬含量不只是受土壤本底值影響，還可能受到輕微外來干擾，具體情況需要通過相關(guān)性分析來驗(yàn)證。

表2 土壤指標(biāo)描述統(tǒng)計(jì)特征及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

2.2 土壤重金屬的相關(guān)性

通過以往研究表明，土壤重金屬來源于成土母質(zhì)和人類活動(dòng)，同一來源的重金屬之間可能存在著相關(guān)性，根據(jù)相關(guān)性可以判斷土壤重金屬污染來源是否相同，如果重金屬之間存在顯著正相關(guān)，則其來源可能相同，否則來源可能不止一個(gè)[23]。由表3可知，該研究區(qū)土壤pH、有機(jī)質(zhì)和重金屬間存在一定的相關(guān)性。其中，土壤pH與土壤中有機(jī)質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，進(jìn)一步說明了二者具有同源性，可以確定二者與土壤本底值密切相關(guān)；土壤中有機(jī)質(zhì)與土壤中Pb含量呈極顯著正相關(guān)，與土壤中Cu含量呈顯著正相關(guān)，說明該研究區(qū)土壤中有機(jī)質(zhì)與Cu、Pb之間可能具有同源性，但重金屬有背景值、面源和工礦源等不同來源，來源分析仍需要進(jìn)一步驗(yàn)證；土壤中Cd、Cr、Cu、Ni和Zn含量均呈極顯著正相關(guān)，可以推測(cè)它們之間可能存在同源性。

表3 不同土壤指標(biāo)之間的相關(guān)性

注：**在0 .01 水平上顯著相關(guān)，*在 0.05 水平上顯著相關(guān)。Note：**：Significantly correlated at the 0.01 level，and*：Significantly correlated at the 0.05 level.

2.3 土壤重金屬的污染評(píng)價(jià)指數(shù)

將8種重金屬元素的單因子指數(shù)與綜合指數(shù)分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（表4），通過對(duì)比內(nèi)梅羅指數(shù)法的污染程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表5和表6），得到單因子指數(shù)的最大值imax均小于1，均未超標(biāo)，說明該地區(qū)土壤目前尚未受到重金屬污染，總體上符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求；綜合指數(shù)的平均值綜a均小于1，未超標(biāo)；綜合指數(shù)的最大值綜max中Cd、Cu、Hg達(dá)到了警戒線，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)注意防范，綜合指數(shù)綜均處于安全水平，說明該地區(qū)土壤總體屬于清潔土壤。總體而言，該地區(qū)土壤中Cd、Cu和Hg在局部采樣點(diǎn)達(dá)到了警戒線，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上需要引起重視，通過重金屬分布特征來確定污染點(diǎn)和污染源。

2.4 土壤重金屬的空間分布特征

將綜合評(píng)價(jià)方法得到的結(jié)果，利用半方差模型對(duì)土壤重金屬進(jìn)行反距離加權(quán)插值，得到8種重金屬的空間分布格局，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)污染程度等級(jí)劃分。通過圖2可以看出，該研究區(qū)土壤重金屬空間格局的突出特征分布斑塊大、分布規(guī)律明顯。其中土壤中As含量的分布呈現(xiàn)出西部和中部高、東部低的趨勢(shì)；土壤中Cd、Cr、Cu、Ni和Zn含量的分布呈現(xiàn)出西北部和南部高、東北部低的趨勢(shì)；土壤中Hg含量的分布呈現(xiàn)出中西部高、東部低的趨勢(shì)，土壤中Pb含量的分布呈現(xiàn)出西南部和東北部高、中部和北部低的趨勢(shì)。土壤中Cd、Cr、Cu、Ni和Zn的分布類似，結(jié)合之前的相關(guān)性分析，可以初步斷定，該研究區(qū)土壤重金屬Cd、Cr、Cu、Ni和Zn存在同源性，這可能與穿過研究區(qū)的溧水河有關(guān)，而溧水河作為南京市秦淮河的一個(gè)分支，具體風(fēng)險(xiǎn)來源有待進(jìn)一步研究。

注：綜a，綜平均值；綜max，綜最大值。Note：綜a，average value of綜.綜max，maximum value of綜.

表5 土壤單項(xiàng)污染程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

表6 土壤綜合污染程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié) 論

南京市江寧區(qū)湖熟街道周崗社區(qū)農(nóng)田土壤總體無重金屬污染，但Cd、Cu和Hg元素在局部地區(qū)達(dá)到了警戒線，具有潛在污染風(fēng)險(xiǎn)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上需要引起重視。風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布以西南部和南部較為嚴(yán)重，并呈現(xiàn)帶狀分布，其中Cd、Cr、Cu、Ni和Zn具有同源性。土壤重金屬污染評(píng)價(jià)的方法中，其單因子指數(shù)法簡單直觀，對(duì)于土壤調(diào)查中單項(xiàng)重金屬的超標(biāo)判定以及風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別的劃分具有良好的適用性；綜合指數(shù)法可以更加全面的對(duì)土壤重金屬污染進(jìn)行評(píng)價(jià)，更具科學(xué)合理性；兩種方法的結(jié)合使用對(duì)于全面評(píng)估土壤重金屬風(fēng)險(xiǎn)、開展污染等級(jí)調(diào)查以及土壤修復(fù)工作具有十分重要的意義。

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GIS-Based Spatial Distribution and Risk Assessment of Heavy Metals in Farmland Soils: A Case Study of a Town of Jiangning, Nanjing

XIE Longtao1, PAN Jianjun1?, BAI Haoran1, ZHANG Peiyu1, KANG Xiang2, WANG Fei1, ZHU Yanxiang1

(1. College of Resources and Environmental Sciences, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China; 2. School of Public Administration, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

Heavy metals pollution level in farmland soil is related to quality and safety of the agricultural produce and health of the farmland ecosystems. Spatial distribution and evaluation of heavy metal pollution of the soils has become the focus of concerns all over the world, and attracted wide attentions from the governments and scientists of all the countries. In recent years, the situation of soil heavy metal pollution in farmland in China is getting so serious that it has aroused country-wide concerns. To address the problem, China has promulgated the “”, which is an act of long-term realistic significance to regulation, control, and reasonable evaluation of the pollution of heavy metals in soils of China.Jiangning District of Nanjing City, the largest agricultural produce and sideline product logistics center in East China and the second in the country, has rarely been reported about the issue before. It is, therefore, necessary to perform investigations and evaluations of any heavy metal pollution problems in this region. For this study, samples of topsoil (0～20 cm) were collected from 29 pieces of farmland scattered in the region during November and December, 2017 for analysis of soil pH, organic matter and contents of 8 heavy metals, such as arsenic (As), cadmium (Cd) and chromium (Cr), Copper (Cu), mercury (Hg), nickel (Ni), lead (Pb) and zinc (Zn), and heavy metals pollution of the soil was evaluated in line with the newly released “” with a view to improving and optimizing the traditional evaluation methods for pollution assessment, and developing a more scientific and reasonable region-specific evaluation method, which combines the technical characteristics and spatial analysis function of GIS, and makes use of the geostatistics method in analyzing spatial distribution characteristics of the heavy metals pollution.Results show that the soils in the study area varied in the range from acidic to neutral in soil pH, lacked organic matter, and contained 8.27, 0.17, 70.84, 24.74, 0.20, 32.07, 28.48 and 73.57 mg·kg–1of As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb and Zn, respectively, all of which except for As, were higher than their respective background values of the soil environment of the region, but still within the safe ranges specified in the current standards of the nation for agricultural environment quality. So on the whole, the region is not polluted with heavy metals.In certain areas of the region, soil Cd, Cu and Hg has reached their respective alert threshold, posing pollution risks, which calls for serious attention in agricultural production. The risks are quite high in the southwest and south parts of the region, forming a band in distribution. In that band, Cd, Cr, Cu, Ni and Zn are found to have come from the same source, potentially the Lishui River running through the study area. The upper reaches of the Lishui River is the Qinhuai River flowing through the urban area of Nanjing. Further studies should be done as to specific sources of the risks. Comparison of the methods for evaluating heavy metal pollution in soil shows that the single factor index method is simple, intuitive and highly adoptable to determination of whether a single item of heavy metal in soil has surpassed the criterion in soil survey and to grading of the risk; the comprehensive index method is more scientific and reasonable for comprehensive evaluation of soil heavy metal pollution; The newly promulgated “” is aimed at soil pollution assessment of farmland in the light of soil pH and type of land use. The promulgation of the standard is of great significance to comprehensive risk assessment of soil heavy metal pollution of farmland soils, survey and grading of soil pollution and remediation of polluted soils.

GIS; Soil heavy metals; Surface soil; Spatial distribution; Pollution assessment

X82

A

10.11766/trxb201809010441

謝龍濤，潘劍君，白浩然，張培育，康翔，王飛，朱燕香. 基于GIS的農(nóng)田土壤重金屬空間分布及污染評(píng)價(jià)——以南京市江寧區(qū)某鄉(xiāng)鎮(zhèn)為例[J]. 土壤學(xué)報(bào)，2020，57（2）：316–325.

XIE Longtao，PAN Jianjun，BAI Haoran，ZHANG Peiyu，KANG Xiang，WANG Fei，ZHU Yanxiang. GIS-Based Spatial Distribution and Risk Assessment of Heavy Metals in Farmland Soils：A Case Study of a Town of Jiangning，Nanjing[J]. Acta Pedologica Sinica，2020，57（2）：316–325.

* 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41771247）資助 Supported by the National Natural Science Foundation of China（No. 41771247）

，E-mail：jpan@njau.edu.cn

謝龍濤（1993—），男，山東青島人，碩士，主要從事土壤信息技術(shù)方面研究。E-mail：953635319@qq.com

2018–09–01；

2018–11–23；

優(yōu)先數(shù)字出版日期（www.cnki.net）：2019–01–02

（責(zé)任編輯：盧 萍）