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东营黄河三角洲地区土壤重金属污染及生态风险评价

陈晨 王兵 王寒冰 窦文骏

陈晨, 王兵, 王寒冰, 等. 东营黄河三角洲地区土壤重金属污染及生态风险评价[J]. 自然保护地,2023,3(3):94−102 doi:  10.12335/2096-8981.2022091901
引用本文: 陈晨, 王兵, 王寒冰, 等. 东营黄河三角洲地区土壤重金属污染及生态风险评价[J]. 自然保护地,2023,3(3):94−102 doi:  10.12335/2096-8981.2022091901
CHEN Chen, WANG Bing, WANG Hanbing, et al. Soil Heavy Metal Pollution and Ecological Risk Assessment in the Yellow River Delta Area of Dongying City[J]. Natural Protected Areas, 2023, 3(3): 94−102 doi:  10.12335/2096-8981.2022091901
Citation: CHEN Chen, WANG Bing, WANG Hanbing, et al. Soil Heavy Metal Pollution and Ecological Risk Assessment in the Yellow River Delta Area of Dongying City[J]. Natural Protected Areas, 2023, 3(3): 94−102 doi:  10.12335/2096-8981.2022091901

东营黄河三角洲地区土壤重金属污染及生态风险评价

doi: 10.12335/2096-8981.2022091901
基金项目: 中国地质调查局地质调查项目(ZD20220143)
详细信息
    通讯作者:

    E-mail:270990380@qq.com

  • 中图分类号: X53

Soil Heavy Metal Pollution and Ecological Risk Assessment in the Yellow River Delta Area of Dongying City

  • 摘要: 【目的】查明山东东营市三角洲地区不同土地类型的土壤重金属污染及生态状况,及时了解并保护土壤质量安全。【方法】利用内美罗综合指数法、潜在危害指数法等对研究区 As、Hg、Cr、Pb、Ni、Cu、Zn、Cd 共8种重金属元素的富集程度和污染级别生态风险进行评价。【结果】研究区表层土壤 8 种重金属元素的平均含量的排序为 Zn>Cr>Ni>Cu>Pb>As>Cd>Hg,其平均含量分别为 67.68、63.73、30.05、21.11、20.50、10.53、0.14和0.02 mg/kg。其中,As、Ni、Zn、Cd 4种元素实测均值高于山东省土壤元素背景值,Cr、Pb、Cu 3种元素实测平均值低于山东省土壤元素背景值,Hg 元素实测均值接近于山东省土壤元素背景值。【结论】研究区内不同土地类型的综合污染风险较低,采集的土壤样均为安全等级。
  • 图  1  研究区地理位置及采样点分布

    Figure  1.  Geographical location and distribution of sampling points in the study area

    图  2  土壤重金属潜在生态风险特征

    Figure  2.  Potential ecological risk characteristics of soil heavy metals

    表  1  土壤重金属单项污染风险评价标准

    Table  1.   Risk assessment standards for soil single heavy metal pollution

    风险等级单项重金属含量(X风险等级特征
    X≤风险筛选值 污染风险低,一般情况下可忽略
    风险筛选值<X≤风险管控值 可能存在土壤污染风险
    X>风险管控值 土壤污染风险高
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    表  2  污染指数等级划分标准

    Table  2.   Pollution index classification standards

    污染指数污染等级
    P≤0.7 安全(清洁)
    0.7<P≤1.0 警戒线(尚清洁)
    1.0<P≤2.0 污染轻度
    2.0<P≤3.0 污染中度
    P>3.0 污染重度
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    表  3  重金属潜在生态风险指数分级标准

    Table  3.   Grading standards of the heavy metal potential ecological risk index

    $ {E}_{{\rm{r}}}^{i} $单个污染物潜在生态风险程度$ I_R $综合潜在生态风险程度
    $ {E}_{{\rm{r}}}^{i} $<40$ I_R $<150
    40≤$ {E}_{{\rm{r}}}^{i} $<80150≤$ I_R $<300
    80≤$ {E}_{{\rm{r}}}^{i} $<160300≤$ I_R $<600
    160≤$ {E}_{{\rm{r}}}^{i} $<320很强600≤$ I_R $<1 200很强
    $ {E}_{{\rm{r}}}^{i} $>320极强$ I_R $>1 200极强
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    表  4  研究区土壤重金属含量特征

    Table  4.   Characteristics of soil heavy metal contents in the study area

    项目最小值/(mg·kg−1最大值/(mg·kg−1算数平均值/(mg·kg−1标准差变异系数山东省背景值/(mg·kg−1偏度峰度超标率/%
    As 7.50 16.30 10.53 1.93 0.18 8.60 1.14 2.54 81.82
    Hg 0.01 0.04 0.02 0.01 0.50 0.03 1.33 1.30 4.55
    Cr 54.00 84.00 63.73 6.61 0.10 62.00 1.33 3.28 54.55
    Pb 16.00 50.00 20.50 7.09 0.34 23.60 3.77 15.65 86.36
    Ni 24.00 39.00 30.05 3.54 0.12 27.10 0.46 0.94 27.27
    Cu 16.20 29.20 21.11 3.06 0.14 22.60 0.56 1.07 50.00
    Zn 52.00 132.00 67.68 16.34 0.24 63.30 3.13 11.95 54.55
    Cd 0.10 0.25 0.14 0.04 0.24 0.13 1.51 2.74 9.09
    pH 8.03 8.88 8.33 0.20 0.24
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    表  5  不同土地类型重金属综合污染风险

    Table  5.   Comprehensive pollution risks of heavy metals in various land types

    污染等级滩涂水浇地旱地盐碱地总计
    样品数占比/%样品数占比/%样品数占比/%样品数占比/%样品数占比/%
    安全 4 100 8 100 5 100 5 100 22 100
    警戒线 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
    轻度污染 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
    中度污染 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
    重度污染 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
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    表  6  不同土地类型重金属潜在生态风险

    Table  6.   Potential ecological risks of heavy metals in various land types

    生态风险等级滩涂水浇地旱地盐碱地总计
    样品数占比/%样品数占比/%样品数占比/%样品数占比/%样品数占比/%
    轻微 4 100 8 100 5 100 5 100 22 100
    中等 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
    0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
    很强 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
    极强 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
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    表  7  土壤中8种重金属相关性分析

    Table  7.   Correlation analysis among 8 heavy metals in soil

    重金属元素AsHgCrNiCuZnCdPb
    As 1
    Hg 0.69** 1
    Cr 0.89** 0.70** 1
    Ni 0.88** 0.68** 0.96** 1
    Cu 0.87** 0.73** 0.90** 0.95** 1
    Zn 0.35 0.48* 0.34 0.36 0.41 1
    Cd 0.75** 0.75** 0.71** 0.72** 0.84** 0.63** 1
    Pb 0.29 0.38 0.26 0.26 0.29 0.98** 0.55** 1
    注:** 在 0.01 级别(双尾),相关性显著;* 在 0.05 级别(双尾),相关性显著。
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    表  8  主成分分析结果及各变量的主成分载荷

    Table  8.   Principal component analysis results and principal component loads for each variable

    项目主成分
    12
    Cu 0.94 −0.24
    Ni 0.91 −0.31
    Cr 0.91 −0.31
    Cd 0.90 0.13
    As 0.90 −0.26
    Hg 0.83 −0.009
    Pb 0.54 0.83
    Zn 0.63 0.77
    特征值 5.52 1.62
    贡献率(%) 68.94 20.18
    累计贡献(%) 68.94 89.13
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  • [1] 崔斌, 王凌, 张国印, 等. 土壤重金属污染现状与危害及修复技术研究进展[J]. 安徽农业科学, 2012, 40(1): 373−375,447. doi:  10.3969/j.issn.0517-6611.2012.01.144
    [2] 陆泗进, 王业耀, 何立环. 会泽某铅锌矿周边农田土壤重金属风险评价研究[J]. 中国环境监测, 2015, 31(6): 77−82.
    [3] 范拴喜. 宝鸡市长青镇冶炼厂周边居住区土壤重金属污染特征与风险评估[J]. 环境污染与防治, 2015, 37(9): 46−54.
    [4] 郑喜珅, 鲁安怀, 高翔, 等. 土壤中重金属污染现状与防治方法[J]. 土壤与环境, 2002, 11(1): 79−84.
    [5] 刘瑞雪, 乔冬云, 王萍, 等. 湘潭县农田土壤重金属污染及生态风险评价[J]. 农业环境科学学报, 2019, 38(7): 1523−1530.
    [6] 邱海源. 厦门市翔安区土壤重金属分布、形态及生态效应研究[D]. 福建厦门: 厦门大学, 2008.
    [7] 黄玉溢, 陈桂芬, 熊柳梅, 等. 桂西地区稻田土壤重金属污染现状调查及评价[J]. 南方农业学报, 2014, 45(2): 240−243.
    [8] 肖武, 隋涛, 王鑫, 等. 巢湖流域典型农田土壤重金属污染评价与地理探测分析[J]. 农业机械学报, 2018, 49(7): 144−152. doi:  10.6041/j.issn.1000-1298.2018.07.018
    [9] 张晓龙, 李培英, 李萍, 等. 中国滨海湿地研究现状与展望[J]. 海洋科学进展, 2005, 23(1): 87−95. doi:  10.3969/j.issn.1671-6647.2005.01.013
    [10] Nishio T, Nishijima W, Hamada K, et al. Model Estimation of the Water Purification Capacity of Lost Tidal Flats[J]. Japan Agricultural Research Quarterly:JARQ, 2016, 50(4): 345−352. doi:  10.6090/jarq.50.345
    [11] Murray N J, Phinn S R, De Witt M, et al. The Global Distribution and Trajectory of Tidal Flats[J]. Nature, 2019, 565(7738): 222−225. doi:  10.1038/s41586-018-0805-8
    [12] 张晓龙, 李培英, 刘月良, 等. 黄河三角洲湿地研究进展[J]. 海洋科学, 2007, 31(7): 81−85. doi:  10.3969/j.issn.1000-3096.2007.07.016
    [13] 何文珊. 中国滨海湿地[M]. 北京: 中国林业出版社, 2008: 32−33.
    [14] 王永红, 张经, 沈焕庭. 潮滩沉积物重金属累积特征研究进展[J]. 地球科学进展, 2002, 17(1): 69−77. doi:  10.3321/j.issn:1001-8166.2002.01.011
    [15] 刘峰, 王海亭, 王德利. 莱州湾滨海湿地沉积物重金属的空间分布[J]. 海洋科学进展, 2004, 22(4): 486−492.
    [16] 缪雄谊, 郝玉培, 阳莲锦, 等. 黄河三角洲表层土壤重金属元素的空间分布及其影响因素[J]. 海洋地质与第四纪地质, 2016, 36(1): 57−68. doi:  10.16562/j.cnki.0256-1492.2016.01.005
    [17] 中华人民共和国生态环境部, 国家市场监督管理总局. 土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准: GB 15618—2018[S]. 北京: 中国环境科学出版社, 2018.
    [18] 梁雅雅, 易筱筠, 党志, 等. 某铅锌尾矿库周边农田土壤重金属污染状况及风险评价[J]. 农业环境科学学报, 2019, 38(1): 103−110. doi:  10.11654/jaes.2018-0252
    [19] 王玉军, 吴同亮, 周东美, 等. 农田土壤重金属污染评价研究进展[J]. 农业环境科学学报, 2017, 36(12): 2365−2378. doi:  10.11654/jaes.2017-1317
    [20] 徐争启, 倪师军, 庹先国, 等. 潜在生态危害指数法评价中重金属毒性系数计算[J]. 环境科学与技术, 2008, 31(2): 112−115. doi:  10.19672/j.cnki.1003-6504.2008.02.030
    [21] 庞绪贵, 代杰瑞, 胡雪平, 等. 山东省土壤地球化学背景值[J]. 山东国土资源, 2018, 34(1): 39−43.
    [22] 段志斌, 王济, 蔡雄飞, 等. 贵阳市城郊菜地土壤重金属污染评价[J]. 河北农业大学学报, 2017, 40(5): 32−37. doi:  10.13320/j.cnki.jauh.2017.0099
    [23] 韩平, 王纪华, 陆安祥, 等. 北京顺义区土壤重金属分布与环境质量评价[J]. 农业环境科学学报, 2012, 31(1): 106−112.
    [24] 潘寻. 围场县农田土壤重金属污染状况调查与评价[J]. 河北农业大学学报, 2017, 40(5): 25−31.
    [25] 李瑞, 席北斗, 姜玉, 等. 北方主要农产地土壤污染风险评估与综合防治战略[J]. 中国工程科学, 2018, 20(5): 45−51.
    [26] 李有文, 莫治新, 薛江鹏, 等. 喀什地区土壤重金属污染评价及来源解析[J]. 干旱区资源与环境, 2020, 34(8): 147−153.
    [27] 吴晓燕, 刘汝海, 秦洁, 等. 黄河口沉积物重金属含量变化特征研究[J]. 海洋湖沼通报, 2007(S1): 69−74. doi:  10.3969/j.issn.1003-6482.2007.z1.010
    [28] 陈浩, 王仁卿, 刘建. 黄河三角洲城市土地利用与生态环境耦合关系[J]. 山东大学学报(理学版), 2019, 54(7): 11−20.
    [29] 楼毅, 初映雪, 刘道平, 等. 重要湿地生态状况评价方法及其应用: 以华东地区国际重要湿地为例[J]. 自然保护地, 2021, 1(1): 80−90.
    [30] 周玲莉, 薛南冬, 杨兵, 等. 黄淮平原农田土壤中重金属的分布和来源[J]. 环境化学, 2013, 32(9): 1706−1713.
    [31] 咏梅, 张漫, 王圣伟, 等. 山东省滨城区农田土壤重金属来源解析及评价[J]. 中国农业大学学报, 2014, 19(6): 119−125. doi:  10.11841/j.issn.1007-4333.2014.06.16
    [32] 李伟迪, 崔云霞, 曾撑撑, 等. 太滆运河流域农田土壤重金属污染特征与来源解析[J]. 环境科学, 2019, 40(11): 5073−5081. doi:  10.13227/j.hjkx.201903252
    [33] 刘荣波, 刘龙龙, 冯京, 等. 东营近岸海域重金属元素分布特征与环境质量评价[J]. 海洋地质前沿, 2021, 37(8): 64−72. doi:  10.16028/j.1009-2722.2021.128
    [34] 于君宝, 陈小兵, 孙志高, 等. 黄河三角洲新生滨海湿地土壤营养元素空间分布特征[J]. 环境科学学报, 2010, 30(4): 855−861. doi:  10.13671/j.hjkxxb.2010.04.028
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-09-19
  • 修回日期:  2023-01-18
  • 录用日期:  2023-02-14
  • 网络出版日期:  2023-07-14
  • 刊出日期:  2023-08-31

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