洞庭湖南缘农田土壤重金属特征及源解析

基于网格布点法于2020年4～8月在洞庭湖南缘农田中采集了1 589件表层土壤样品,采用ICP-MS、ICP-OES、HG-AFS和ISE方法测定土壤中As、Cd、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr、Hg元素含量及pH,重点研究了区内土壤重金属含量、潜在生态风险、空间分布特征及其来源解析.结果表明,土壤重金属ω(Zn)、ω(Cr)、ω(Pb)、ω(Cu)、ω(Ni)、ω(As)、ω(Cd)和ω(Hg)平均值依次为:118.18、82.21、52.1、33.76、32.81、18.25、0.42和0.13 mg·kg-1.各重金属均处于中、高度变异,土壤以弱酸性为主,pH介于3.96～7.90之间,Hg和Cd存在较高的生态风险.各重金属元素空间分布规律均呈西南高东北低的趋势.采用PMF和PCA方法对8种重金属元素进行来源解析及贡献率计算,PMF结果表明,研究区土壤重金属来源贡献率依次为:农业活动源(36.98％)、自然源(32.94％)、水土交换源(17.05％)和大气干湿沉降源(13.03％),而PCA结果表明研究区土壤重金属主要来源于农业活动源(68.04％)、自然源(31.02％)和大气沉降源(0.94％).两种源解析方法结论趋于一致,即农业活动是研究区内土壤重金属主要来源.通过垂向剖面分析得Cd、Hg和Pb元素含量呈表层高,深层低的趋势,其人为输入现象明显.研究结果可以为洞庭湖周边农田土壤重金属污染防控对策制定提供科学依据.