基于Meta分析的农田土壤Pb、Zn污染现状

doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20212573

摘要/Abstract

摘要：

农田土壤是粮食生产的物质基础,其质量好坏事关国计民生。经济社会的发展使得Pb和Zn含量在农田土壤中日渐增多,而目前研究中对农田土壤Pb和Zn总量与形态分布及其影响因素研究较为零散,对不同形态相互转化机理及污染状况缺乏系统性整理和认知。为进一步明确重金属在土壤中污染状况及不同形态分布和相互转化机理,本研究通过数据整合,分析我国农田土壤Pb、Zn污染水平、形态分布及影响因素,并基于主成分分析法和地质累积指数法对重金属生态风险进行评价。结果表明,Pb和Zn平均含量分别为40.45 mg·kg^-1和106.99 mg·kg^-1;西北地区Pb残渣态占比最高,西南地区可交换态占比最高,且残渣态Zn占比均超过50%;通过分析发现,pH为重金属形态分布的主要影响因素;地质累积指数和潜在生态风险指数RI综合分析结果显示,研究点位中Pb高于Zn,但均为轻微危害等级;土壤环境因子综合分析表明,重金属形态分布由多种因素复合作用达到形态转化平衡状态。

关键词: 农田土壤, 重金属, 污染评价, 形态分布, 影响因素

中图分类号:

X825

宁银中. 基于Meta分析的农田土壤Pb、Zn污染现状[J]. 浙江农业科学, 2022, 63(1): 179-185.

图/表 7

表1 重金属潜在生态风险指数等级划分

等级	$E r i$	RI	危害程度
Ⅰ	≤40	≤90	轻微危害
Ⅱ	>40~80	>90~180	中等危害
Ⅲ	>80~160	>180~360	强危害
Ⅳ	>160~320	>360~720	较强危害
Ⅴ	>320	>720	极强危害

表1 重金属潜在生态风险指数等级划分

等级	$E r i$	RI	危害程度
Ⅰ	≤40	≤90	轻微危害
Ⅱ	>40~80	>90~180	中等危害
Ⅲ	>80~160	>180~360	强危害
Ⅳ	>160~320	>360~720	较强危害
Ⅴ	>320	>720	极强危害

图1 土壤中Pb、Zn含量分布

表2 土壤重金属地质积累指数

重金属	最小值	最大值	均值	方差	各污染等级所占比例/%
重金属	最小值	最大值	均值	方差	0	1	2	3	4	5
Pb	-4.42	4.24	0.28	1.45	43.6	21.5	11.8	7.5	3.9	0.8
Zn	-0.43	2.55	-0.18	1.14	57.8	29.5	8.2	4.5	—	—

表3 潜在生态风险指数评价结果

指标	最小值	最大值	均值	方差	危害等级
指标	最小值	最大值	均值	方差	轻微	中等	强	较强	极强
Pb的 $E r i$	0.69	25.82	4.09	5.55	100	0	0	0	0
Zn的 $E r i$	0.03	2.97	0.60	0.46	100	0	0	0	0
RI	0.72	28.79	4.52	5.60	100	0	0	0	0

表3 潜在生态风险指数评价结果

指标	最小值	最大值	均值	方差	危害等级
指标	最小值	最大值	均值	方差	轻微	中等	强	较强	极强
Pb的 $E r i$	0.69	25.82	4.09	5.55	100	0	0	0	0
Zn的 $E r i$	0.03	2.97	0.60	0.46	100	0	0	0	0
RI	0.72	28.79	4.52	5.60	100	0	0	0	0

图2 我国土壤中Pb、Zn的形态分布

表4 重金属形态与土壤性质相关性分析

土壤性质	重金属		形态
土壤性质	重金属		交换态		碳酸盐结合态		铁锰氧化物结合态		有机结合态
pH	Pb	-0.143		0.188^**		0.002		0.162^*
	Zn	-0.210^*		0.100^*		0.320^**		0.160^*
CEC	Pb	-0.310^*		-0.160		0.320^**		0.180
	Zn	-0.177		0.045		0.511^**		0.064
SOM	Pb	-0.124		-0.101		-0.134^*		0.161^*
	Zn	0.059		0.082		0.101		0.065^*

图3 主成分分析-因子载荷

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