基于PMF模型的土壤重金属定量源解析及环境风险评价

精准评估不同土壤重金属来源的环境风险是保障生态安全和人体健康的重要前提.选取济南市郊圣井镇为研究区,分别测试表层土壤(0～20 cm)样本中As,Cd,Co,Cr,Cu,Hg,Mn,Ni,Pb和Zn 10种重金属含量,运用重金属含量的描述性统计特征来揭示研究区土壤重金属的富集状态,采用受体模型正定矩阵分解法(Positive Matrix Factorization,PMF)和因子分析法探讨土壤重金属来源及分配,最后基于PMF模型及重金属来源定量解析土壤环境风险.研究表明:As,Cd,Co,Cr,Cu,Hg,Mn,Ni,Pb和Zn含量均超出元素背景值,但未超出《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)中的农用地土壤污染风险筛选值(Co和Mn无筛选值除外),表层土壤重金属出现一定积累;土壤重金属的来源可分为3类:As,Co,Cr,Cu,Mn和Ni主要来源于成土母质;Hg受工业排废影响,属人为来源;Cd,Pb和Zn受到交通和母质双重因素控制,属混合来源,其中工业来源占比22.3％,母质和混合来源分别占38.71％和38.99％;研究区整体上处于中度环境风险等级,工业来源的重金属对土壤生态环境风险贡献率最大,占比49.69％,其次为混合来源(29.11％),成土母质部分产生的潜在环境风险最小(约21.20％).土壤重金属的工业来源部分占比最小,却产生了最大的生态环境风险贡献度,需引起重视.