毛政利，趙華美

(1. 百色學(xué)院 土木建筑工程學(xué)院，廣西 百色 533000；2. 廣西高校桂西生態(tài)環(huán)境分析和污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(百色學(xué)院)，廣西 百色 533000；3. 百色學(xué)院 圖書館，廣西 百色 533000)

重金屬元素在土壤中具有持久性、富集性和不可逆性，而且不能降解，極易通過地下水、呼吸、皮膚接觸和食物鏈等進(jìn)入人體，嚴(yán)重影響了人類的身體健康[1-6]，因此，土壤重金屬的污染評價(jià)研究成為土壤生態(tài)環(huán)境的研究熱點(diǎn)之一[7-14]。在我國，目前土壤重金屬的污染評價(jià)大多采用指數(shù)法，以生態(tài)環(huán)境部和國家市場監(jiān)督管理總局2018年頒布的《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)》中的風(fēng)險(xiǎn)篩選值作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價(jià)，這種評價(jià)方法在評價(jià)土壤重金屬對人類身體健康威脅方面具有重要意義，但是在刻畫土壤重金屬污染及其累積特征上略顯不足。

自20世紀(jì)70年代開展環(huán)境地球化學(xué)基線研究以來，以重金屬地球化學(xué)基線作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的土壤重金屬污染評價(jià)研究越來越多[15-20]。環(huán)境地球化學(xué)基線值不同于地球化學(xué)背景值[21]，它是地球表層土壤中元素濃度的自然變化[22]和即時(shí)濃度[23]。目前確定元素環(huán)境地球化學(xué)基線值主要有標(biāo)準(zhǔn)化方法和累計(jì)頻率等方法。標(biāo)準(zhǔn)化方法是建立惰性元素和活性元素的線性回歸方程，即基線模型[24-25]，根據(jù)基線模型和惰性元素含量即可計(jì)算出活性元素的基線值。累積頻率法根據(jù)累積頻率和元素含量直角坐標(biāo)系中點(diǎn)分布的趨勢來確定元素的環(huán)境地球化學(xué)基線。Zhang等[26]采用累積頻率曲線法和參考金屬歸一化法等方法，確定了阜新市表層土壤重金屬地球化學(xué)基線；孫厚云等[27]運(yùn)用基于參比元素的標(biāo)準(zhǔn)化方法和累積頻率曲線法確定了承德市灤河流域12種重金屬元素的地球化學(xué)基線值，并研究了它們的累積特征。

分形理論在土壤重金屬污染方面的研究較少，主要圍繞土壤顆粒粒徑分形分布特征及其與重金屬污染之間的關(guān)系，根據(jù)土壤重金屬元素的多維分形頻譜圖的特征分析土壤中重金屬是否有人為源[28-30]。姚凌陽等[31]研究了重金屬元素在歐洲表層和深層土壤中的分布，認(rèn)為其具有多重分形分布特征，且各元素含量在多重分形頻譜曲線上均顯示連續(xù)的多重分形分布；郗偉華等[32]研究認(rèn)為，干旱風(fēng)沙區(qū)路域土壤粒徑較小的黏粒更容易吸附重金屬，土壤分形維數(shù)變化能夠反映該區(qū)土壤理化性狀的變化特征；宋書巧等[33]利用C-A分形模型討論分析土壤重金屬地球化學(xué)異常下限等。但應(yīng)用分形理論方法確定重金屬環(huán)境地球化學(xué)基線值的研究目前鮮有報(bào)道。

為此，本文以華南西部的右江河谷為例，應(yīng)用分形理論研究分析其淺層土壤重金屬Cd、Pb的環(huán)境地球化學(xué)基線，為重金屬環(huán)境地球化學(xué)基線的確定提供一種簡便有效的方法，并在此基礎(chǔ)上對本地區(qū)土壤重金屬Cd、Pb污染進(jìn)行評價(jià)，為本地區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)、特別是大健康產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于華南西部的廣西百色地區(qū)，橫跨右江區(qū)、田陽區(qū)、田東縣和平果市，為一近似東西方向展布的狹長地帶，長約120 km，寬2～20 km不等，河谷南北西3個(gè)方向均為山地，河谷和山地的分界明顯，東部經(jīng)一寬約2 km的狹窄出口與平果鋁土礦產(chǎn)區(qū)相連。右江在河谷中部自西向東穿流而過。河谷東部地形較為平坦，西部地形稍顯復(fù)雜，農(nóng)作物以芒果樹為主，另外還有水稻和玉米。地理位置為北緯23°22′～23°54′，東經(jīng)106°34′～107°25′，高程95～321 m，地處低緯度亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，以東南季風(fēng)為主，氣候濕潤，年平均氣溫20.5 ℃，年平均降雨量1 053 mm。

1.2 樣品采集

根據(jù)研究區(qū)具有長條形的形狀特征，沿河谷延伸方向(東偏南方向)以大致10 km的間距布置11條采樣線，在河谷中部每條采樣線原則上以3 km的間距均勻布樣，在河谷南北邊緣原則上分別在山腳、山腰和山頂布置采樣點(diǎn)，在不具備采樣條件的地點(diǎn)酌情移動采樣點(diǎn)位置。在野外調(diào)研采樣之前進(jìn)行樣品點(diǎn)的布置設(shè)計(jì)，按照采樣點(diǎn)的布設(shè)設(shè)計(jì)進(jìn)行野外實(shí)地采樣，具體按照約10 m×10 m的正方形4個(gè)頂點(diǎn)和中心共5個(gè)點(diǎn)各采集500 g的淺層(10～20 cm)土壤，混合均勻后按四分法每個(gè)樣品保留500 g，同時(shí)使用手持GPS定位儀定位記錄采樣中心點(diǎn)的坐標(biāo)和高程數(shù)據(jù)，共采集土壤樣品71個(gè)，采樣點(diǎn)分布見圖1。

委托青島衡立檢測有限公司檢測樣品的Cd、Pb含量，樣品的制備和Cd、Pb含量的測定按照土壤質(zhì)量鉛鎘測定的萃取火焰原子吸收分光光度法國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 17140-1997)執(zhí)行。Cd檢出限0.05 mg/kg，定量限0.15 mg/kg，線性范圍0.15～2.0 mg/L，相關(guān)系數(shù)r為0.999 7，線性方程為Y=0.303 5X-0.002 7；Pb檢出限0.20 mg/kg，定量限0.60 mg/kg，線性范圍0.6～200 mg/L，相關(guān)系數(shù)r為0.999 0，線性方程為Y=0.021 4X-0.001 3；均采用由北京普析通用儀器有限責(zé)任公司生產(chǎn)的TAS-986AFG原子吸收分光光度計(jì)測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

本文采用Excel對研究區(qū)樣品的Cd、Pb含量和頻數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及污染評價(jià)指數(shù)的計(jì)算，利用Grapher 10繪制Cd和Pb的累積頻率和含量-頻數(shù)雙對數(shù)分布圖，在Surfer 13軟件平臺上繪制Cd和Pb的單因子指數(shù)、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)、潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)以及地累積指數(shù)空間分布圖。

1.4 分析方法

1.4.1 地球化學(xué)基線確定

1.4.1.1 累積頻率法

累積頻率法是通過構(gòu)建累積頻率和元素含量的直角坐標(biāo)分布圖進(jìn)行基線確定，應(yīng)用線性回歸分析原理，從分布圖左下角的點(diǎn)開始，依次計(jì)算各點(diǎn)與最左下角點(diǎn)之間擬合曲線的決定系數(shù)，當(dāng)決定系數(shù)升至最高點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)就是第一個(gè)拐點(diǎn)；從找到的拐點(diǎn)開始，再依次計(jì)算該拐點(diǎn)之后的點(diǎn)與該拐點(diǎn)之間擬合曲線的決定系數(shù)，直到發(fā)現(xiàn)第二個(gè)拐點(diǎn)，同理確定第三個(gè)拐點(diǎn)。分布圖可能存在多個(gè)拐點(diǎn)，第一拐點(diǎn)為元素含量較低的拐點(diǎn)，表示基線值的上限，低于此數(shù)據(jù)的樣品含量的平均值或中值確定為基線值[34]。本文使用低于第一個(gè)拐點(diǎn)含量的所有樣品的含量平均值作為基線值。

圖1 采樣點(diǎn)分布Fig. 1 Distribution map of sampling point

1.4.1.2 分形分析方法

含量-頻數(shù)分形分析模式是先根據(jù)樣品中每種重金屬的含量情況，將該元素的含量分為若干等級，再統(tǒng)計(jì)含量高于某個(gè)等級(r)的樣品數(shù)量(N(r))，如果滿足

N(r≤v)∝r-D1和N(r≥v)∝r-D2，

(1)

則認(rèn)為該元素含量分布服從分形分布。兩邊取對數(shù)

lgN(r≤v)∝-D1lgr，lgN(r≥v)∝-D2lgr，

(2)

式中D1和D2為分維數(shù)。顯然，如果該元素含量服從分形分布，其lgN(r)和lgr呈線性關(guān)系，ν即為基線值的上限。

1.4.2 污染評價(jià)方法

1.4.2.1 單因子污染指數(shù)法

單因子污染指數(shù)評價(jià)方法[35-36]是評價(jià)土壤中單個(gè)重金屬元素的污染狀況和土壤重金屬污染評價(jià)方法的基礎(chǔ)工作。單因子污染指數(shù)計(jì)算公式為

(3)

式中：pi表示每個(gè)采樣點(diǎn)重金屬元素i的單項(xiàng)污染指數(shù)；Ci表示每個(gè)采樣點(diǎn)重金屬元素i的實(shí)測值，單位mg/kg；Si表示重金屬元素i的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，單位mg/kg。

1.4.2.2 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法

內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法[37-38]是在土壤重金屬單因子污染指數(shù)評價(jià)的基礎(chǔ)上，從整體的角度評價(jià)土壤中重金屬的綜合污染狀況，并重點(diǎn)考慮含量高的重金屬元素對土壤重金屬污染的影響。計(jì)算公式為

(4)

式中：pj表示采樣點(diǎn)j的重金屬元素綜合污染指數(shù)；pjmax表示采樣點(diǎn)j中所有重金屬元素單因子污染指數(shù)中的最大值；pjave表示采樣點(diǎn)j的所有重金屬元素單因子污染指數(shù)的平均值；式中各參數(shù)均無量綱。

1.4.2.3 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)法

潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)法[31]是在各重金屬元素單因子污染指數(shù)評價(jià)方法基礎(chǔ)上，從毒理學(xué)的角度考慮各重金屬元素在土壤中的毒性效應(yīng)，引入重金屬元素的毒性效應(yīng)系數(shù)，從而將重金屬污染效應(yīng)與毒理學(xué)連接起來，使評價(jià)結(jié)果更為全面。

單一重金屬元素潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)計(jì)算公式為

Ei=Ti×Pi，

(5)

式中：Ei為每個(gè)采樣點(diǎn)重金屬元素i的單一潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；Ti為重金屬元素i的毒性響應(yīng)系數(shù)；pi表示每個(gè)采樣點(diǎn)重金屬元素i的單項(xiàng)污染指數(shù)。

每個(gè)采樣點(diǎn)多種重金屬元素綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)RRI計(jì)算公式為

(6)

1.4.2.4 地累積指數(shù)評價(jià)法

地累積指數(shù)評價(jià)法[39]和前面幾個(gè)評價(jià)方法的不同之處在于，它充分考慮了自然地質(zhì)過程之外的人類活動對重金屬污染的影響，不僅反映了重金屬元素在自然條件下的變化，也可判斷重金屬元素在人為活動中的影響，是區(qū)分重金屬元素自然過程和人為活動影響的重要參數(shù)。地累積指數(shù)計(jì)算方法為

Igeo=log2(Cn/1.5Bn)。

(7)

式中：Igeo為地累積指數(shù)；Cn為污染物n的實(shí)測值，單位為mg/kg；Bn為污染物n的標(biāo)準(zhǔn)值，單位為mg/kg，本文采用元素基線值。

2 結(jié)果與分析

2.1 重金屬Cd、Pb含量的統(tǒng)計(jì)分析

右江河谷重金屬Cd、Pb含量統(tǒng)計(jì)值如表1，從表1可以看出，本區(qū)土壤重金屬元素Cd和Pb含量的平均值分別為0.55和49.4 mg/kg，其中Cd平均含量超出了GB 5618—2018標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)篩選值，但未達(dá)到風(fēng)險(xiǎn)管控值，與廣西土壤背景值[40](0.267 mg/kg)相比，是背景值的206%，說明研究區(qū)土壤重金屬Cd的富集趨勢比較明顯，可能受到人類活動或者礦產(chǎn)資源分布和開發(fā)利用方面的影響較大；變異系數(shù)為45%，屬于高度變異，說明Cd的空間分布受到了人類的生產(chǎn)活動影響。Pb的平均含量未超過GB 5618—2018標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)篩選值，但與百色地區(qū)土壤背景平均值(24 mg/kg)相比，也是背景值的206%，說明研究區(qū)重金屬Pb的富集趨勢也比較明顯，變異系數(shù)高于Cd，為52%，說明在本區(qū)Pb受到的人類活動的影響要強(qiáng)于Cd。

表1 右江河谷地區(qū)土壤重金屬Cd、Pb含量統(tǒng)計(jì)表

2.2 地球化學(xué)基線確定

圖2是研究區(qū)Cd和Pb的含量累積頻率分布圖，從圖中可以看出，Cd和Pb的累積頻率分布圖有很好的相似性，均有3個(gè)拐點(diǎn)，其中Pb的第一個(gè)拐點(diǎn)對應(yīng)的含量是35 mg/kg，Cd的第一個(gè)拐點(diǎn)對應(yīng)的含量是0.35 mg/kg，以此分別作為它們基線值的上限，計(jì)算低于此數(shù)據(jù)的樣品含量平均值作為基線值，得到Pb的環(huán)境地球化學(xué)基線值為24.56 mg/kg，Cd的環(huán)境地球化學(xué)基線值為0.289 mg/kg。

圖2 Cd、Pb含量累積頻率分布Fig. 2 Cumulative frequency distribution of Cd and Pb content

利用研究區(qū)樣品點(diǎn)的含量、頻數(shù)做雙對數(shù)坐標(biāo)圖如圖3所示，Pb的基線值上限為36.3 mg/kg，Cd的基線值上限為0.39 mg/kg，據(jù)此計(jì)算Pb的環(huán)境地球化學(xué)基線值為26.32 mg/kg，Cd的環(huán)境地球化學(xué)基線值為0.319 mg/kg。

上述2種方法所得到的基線值上限和環(huán)境地球化學(xué)基線值相差不大，其中Cd的差別稍大一些，其基線上限相差10.3%，基線值相差9.4%；Pb的基線上限相差3.6%，基線值相差6.7%，說明2種方法的計(jì)算結(jié)果合理。本次研究以2種方法計(jì)算所得的環(huán)境地球化學(xué)基線值的算術(shù)平均值作為其環(huán)境地球化學(xué)基線值，即Pb的環(huán)境地球化學(xué)基線值為25.44 mg/kg，Cd的環(huán)境地球化學(xué)基線值為0.304 mg/kg。

圖3 Cd、Pb含量-頻數(shù)分形分布Fig. 3 Content-frequency fractal distribution of Cd and Pb

2.3 單因子污染指數(shù)評價(jià)

從研究區(qū)各樣品點(diǎn)單因子污染指數(shù)值在各污染等級中所占的比例(見表2)可以看出，本區(qū)淺層土壤Cd和Pb的污染程度相近，均以輕度污染為主，中度污染次之，未污染樣品所占比例較小。圖4是Cd、Pb單因子指數(shù)平面分布圖，由圖可見，研究區(qū)中西部以輕度污染為主，Cd和Pb的重度污染區(qū)主要分布在研究區(qū)的東南部，顯示出鋁土礦產(chǎn)區(qū)對本區(qū)Cd和Pb污染的影響；中度污染區(qū)主要分布在與重度污染區(qū)相鄰區(qū)域及河谷中東部的兩緣、百色市主城區(qū)及百礦電廠-新山工業(yè)園區(qū)，表明火力發(fā)電、鋁加工和人口聚集對本區(qū)Cd和Pb的累積有一定的貢獻(xiàn)。

2.4 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)評價(jià)

在應(yīng)用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)進(jìn)行污染評價(jià)時(shí)，需要根據(jù)內(nèi)梅羅污泥指數(shù)進(jìn)行污染分級，分級標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(NY/395-2000)制定。內(nèi)梅羅污染指數(shù)計(jì)算及污染分級見表3，由表可見，研究區(qū)Cd和Pb的綜合污染較輕，以輕度污染為主，中度污染次之，少量樣品達(dá)到了重度污染，污染形式較為嚴(yán)峻。

表2 右江河谷土壤重金屬Cd、Pb單因子污染指數(shù)

圖4 右江河谷土壤重金屬Cd、Pb單項(xiàng)污染指數(shù)分布Fig. 4 Distribution map of single pollution index of Cd and Pbin soil of Youjiang River basin

表3 右江河谷土壤重金屬Cd、Pb內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)

圖5是本區(qū)Cd和Pb的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)空間分布圖，內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)空間分布特征和Cd的單因子污染指數(shù)空間分布基本相似，中度污染和重度污染區(qū)域分布在研究區(qū)東南部和西北部，在中西部地區(qū)有一個(gè)重度污染點(diǎn)，也反映了鋁的開發(fā)利用、人類集聚和火力電廠對本地區(qū)重金屬污染的貢獻(xiàn)。

2.5 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

單一潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)是在單因子污染指數(shù)的基礎(chǔ)上，考慮重金屬元素的毒性反應(yīng)系數(shù)計(jì)算得到的，Cd和Pb的毒性反應(yīng)系數(shù)分別為30和5[29]，研究區(qū)Cd和Pb的單一潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)計(jì)算結(jié)果如表4。從表4可知，研究區(qū)所有樣品點(diǎn)Pb均處在輕微生態(tài)危害范圍內(nèi)，說明本地區(qū)鉛污染潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)極小，Cd以中等生態(tài)危害為主，但強(qiáng)生態(tài)危害和很強(qiáng)生態(tài)危害超過了10%，說明研究區(qū)Cd的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較強(qiáng)，遠(yuǎn)大于Pb的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。圖6是本區(qū)Cd的單一潛在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分布圖，圖中顯示，本地區(qū)Cd的強(qiáng)生態(tài)危害區(qū)主要分布在東南部，在西北部的百色主域區(qū)局部達(dá)到強(qiáng)生態(tài)危害，這些區(qū)域受到鋁礦資源開發(fā)以及人口集聚的影響，存在較大的重金屬Cd的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

圖5 右江河谷重金屬Cd-Pb內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)分布Fig. 5 Distribution map of Nemero composite pollution index of Cd and Pb in Youjiang River basin

表4 右江河谷土壤重金屬Cd、Pb單一潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)

圖6 右江河谷土壤重金屬Cd單一潛在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分布Fig. 6 Distribution map of single potential risk index of Cd in soil of Youjiang River basin

Cd、Pb綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)計(jì)算結(jié)果(表5)顯示，絕大多數(shù)樣品點(diǎn)處于輕微生態(tài)危害，只有極少數(shù)樣品點(diǎn)處于中等生態(tài)危害，說明研究區(qū)重金屬綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)小。從圖7可以看到，中等生態(tài)危害分布于研究區(qū)的東南端，說明本區(qū)重金屬生態(tài)危害的主要來源是其以東的大型鋁資源開發(fā)。

表5 右江河谷土壤重金屬Cd、Pb綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)

2.6 地累積指數(shù)評價(jià)

地累積指數(shù)反映了人類活動對重金屬累計(jì)效應(yīng)的影響，表6是研究區(qū)地累積指數(shù)計(jì)算和污染等級分級表，從表6中可以看出，在所有樣品中，污染等級最高的達(dá)到中度污染，但所占比例極小，大多數(shù)樣品點(diǎn)的地累積指數(shù)小于1，說明本區(qū)所遭受到的人類活動引起的Cd和Pb的累積效應(yīng)不是很明顯；各污染等級的Cd和Pb的樣品點(diǎn)所占比例基本相近，說明本區(qū)人類活動對Cd和Pb的累積效應(yīng)基本相同，可能也揭示了本區(qū)Cd和Pb來源上的一致性。Cd和Pb的地累積指數(shù)空間分布(圖8)也佐證了這一認(rèn)識，圖8顯示，研究區(qū)Cd和Pb各污染等級分布區(qū)域基本一致，Pb的偏中度污染區(qū)比Cd的稍大，在研究區(qū)中部北側(cè)出現(xiàn)有Pb的偏中度污染，但是Cd在這一區(qū)域?yàn)檩p度污染區(qū)。

表6 右江河谷土壤重金屬Cd、Pb地累積指數(shù)

圖8 右江河谷土壤重金屬Cd、Pb地累積指數(shù)分布Fig. 8 Distribution map of accumulation index of Cd and Pb in soil of Youjiang River basin

3 討論

目前，應(yīng)用分形方法研究確定重金屬環(huán)境地球化學(xué)基線的報(bào)道很少，有些學(xué)者應(yīng)用該方法研究土壤重金屬的異常下限值[33]。在重金屬環(huán)境地球化學(xué)基線研究中應(yīng)用較多的是累積頻率法、標(biāo)準(zhǔn)化方法以及2種方法的綜合應(yīng)用。李樋等[41]、高楊等[17]應(yīng)用2種方法所得到的重金屬地球化學(xué)基線值十分接近，說明標(biāo)準(zhǔn)化方法和累積頻率方法都是合理的。本文采用累積頻率和分形分析2種方法計(jì)算確定研究區(qū)土壤重金屬Cd和Pb的環(huán)境地球化學(xué)基線，2種方法計(jì)算所得到的基線值和基線上限值相差不大，說明應(yīng)用分形分析方法計(jì)算確定重金屬環(huán)境地球化學(xué)基線是合理的，而且分形分析方法較之標(biāo)準(zhǔn)化方法更加方便和直觀。為了更加合理地描述Cd和Pb的環(huán)境地球化學(xué)基線，本文采用這2種方法的算術(shù)平均值作為它們的基線值。

本文計(jì)算所得的淺層土壤重金屬Cd和Pb的環(huán)境地球化學(xué)基線值與《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 5618-2018)中的風(fēng)險(xiǎn)篩選值相比，Cd相差不大，基線值比風(fēng)險(xiǎn)篩選值大0.004 mg/kg；Pb的數(shù)據(jù)相差比較大，風(fēng)險(xiǎn)篩選值是基線值的3.5倍。但與廣西土壤背景值(Cd：0.267 mg/kg，Pb：24 mg/kg)[40]相比較，本文計(jì)算的基線值與其非常接近，說明采用本文計(jì)算所得的基線值作為本地區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是合理的，能很好地反映本區(qū)土壤中重金屬的累積趨勢及其給土壤環(huán)境質(zhì)量帶的風(fēng)險(xiǎn)，能有效避免本區(qū)重金屬污染狀況被忽略而出現(xiàn)“欠保護(hù)”現(xiàn)象[42-43]。

本文以分形分析和累積頻率2種方法確定本區(qū)重金屬Cd和Pb的環(huán)境地球化學(xué)基線，并以其地球化學(xué)基線作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)開展土壤重金屬污染評價(jià)，很好地刻畫了重金屬的累積效應(yīng)給土壤環(huán)境質(zhì)量帶來的風(fēng)險(xiǎn)，但也存在一些不足，主要在于參與評價(jià)的重金屬元素?cái)?shù)量不多，在綜合評價(jià)上的結(jié)論欠全面。

4 結(jié)論

本文應(yīng)用分形分析和累積頻率2種方法，綜合計(jì)算分析了右江河谷土壤重金屬Cd和Pb的環(huán)境地球化學(xué)基線，并以此為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對本區(qū)土壤重金屬Cd和Pb的污染進(jìn)行評價(jià)，主要得到以下結(jié)論：

1)由累積頻率法和分形分析方法所計(jì)算確定的Cd和Pb的環(huán)境地球化學(xué)基線值相近，說明應(yīng)用分形分析方法計(jì)算確定重金屬環(huán)境地球化學(xué)基線值是可行的。

2)Cd和Pb的單因子污染指數(shù)和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)均顯示出本區(qū)以輕度污染為主，中度污染次之，少量樣品達(dá)到了重度污染，且中、重度污染區(qū)主要分布在研究區(qū)東南部和西北部，在中西部地區(qū)有一個(gè)重度污染點(diǎn)，說明東部鋁土資源開發(fā)、西部主城區(qū)的人口集聚和中部火電廠的生產(chǎn)活動是本區(qū)Cd和Pb污染的主要來源。

3)大多數(shù)樣品Cd和Pb的地累積指數(shù)小于1，說明本區(qū)Cd和Pb的累積效應(yīng)不很明顯，但在研究區(qū)的東南部Cd和Pb的地累積指數(shù)以及中北部Pb的地累積指數(shù)達(dá)到了中度污染水平，進(jìn)一步說明研究區(qū)以東鋁土資源開發(fā)和研究區(qū)中部火電廠的生產(chǎn)活動對該區(qū)Cd、Pb污染的影響。