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土壤背景值是指土壤在自然成土过程中形成的物理化学特征值,是在不受或很少受人类活动影响下,土壤本身的基本化学组成和结构特征[1-3]。土壤背景值研究是土壤环境科学的一项基础性研究工作,是指导土壤环境监测、评价和污染防治等工作的基础[4-5],通过对特定区域开展调查与研究,摸清和掌握土壤中各元素的自然含量水平及分布特征,可以为科学制定地方性土壤环境质量标准和环境保护法规、进行区域环境质量评价研究、污染变化趋势分析、土地资源优化开发、地方性疾病防治、利用异常土壤背景值找矿等方面提供重要科学依据[6-7]。
土壤背景值是受时空条件制约的相对概念,随着时间的推移和外在环境、气候、人为活动等因素的改变,土壤背景值也会呈现出一定的变化规律[6-8],所以有必要在一定时期内开展周期性、系统性土壤背景值调查,重新确定土壤背景值。为进一步摸清山东省土壤环境背景状况,深入研究全省土壤重金属迁移和累积变化规律,本研究在“七五”山东省土壤环境背景值研究基础上,“十三五”期间再次对全省土壤背景值进行了系统的调查研究,对比分析了30多年来山东省土壤背景值变化情况,探索了土壤背景值的分异规律,扩充了土壤环境基础数据库,对于全省土壤污染防治、耕地质量类别划分、土地管理和合理利用具有重要意义。
山东省土壤重金属背景值调查与分析
Investigation and analysis of background value of heavy metals in soil of Shandong Province
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摘要: 为了解山东省土壤重金属背景值状况,对山东省土壤背景点位8种重金属背景值含量和变化规律进行了分析。结果显示,山东省土壤重金属背景值水平空间呈地域性分布,垂直空间呈减小趋势,不同土地利用方式下土壤重金属背景值无显著差异。与山东省“七五”背景值研究对比,A和C两层土壤中Cd、Hg和Ni的含量均上升,As、Cu、Pb和Cr的含量均下降。Abstract: In order to understand the background value of heavy metals in soil of Shandong Province, the background value concentrations and the variation characteristics of 8 heavy metals were analyzed. The results showed that the background value of the heavy metals was distributed regionally in a horizontal space, and decreased from layer A to layer C in the vertical space. However, there was no significant difference under a different land use. Comparing with the results obtained from "The Seventh Five-year Plan" of Shandong Province, the background concentrations of Cd, Hg and Ni in layer A and layer C were increased in this study, while the concentrations of As, Cu, Pb and Cr were decreased.
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Key words:
- soil /
- heavy metals /
- background value /
- Shandong Province
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表 1 山东省土壤重金属背景值含量统计
元素
名称层次 测点数/个 顺序统计值/mg·kg−1 标准偏差
/mg·kg−1变异
系数/%最小值 中位值 最大值 算术平均值 几何平均值 Cd A 123 0.05 0.12 0.41 0.135 0.123 0.062 46 C 119 0.01 0.08 0.52 0.097 0.082 0.066 68 Hg A 123 ND 0.028 0.728 0.040 0.028 0.067 169 C 119 ND 0.013 0.855 0.024 0.013 0.078 318 As A 123 1.34 8.82 23 9.13 8.23 3.83 42 C 119 0.17 8.23 31.2 8.83 7.33 5.15 58 Cu A 123 4 21.7 146 24.86 22.27 15.04 60 C 119 3 19.4 127 23.36 20.34 15.48 66 Pb A 123 6.6 24 71.1 26.73 25.02 10.44 39 C 119 10.1 22.7 165 26.50 23.54 17.97 67 Cr A 123 27 59.1 199 69.71 64.24 33.31 47 C 119 15.9 61 249 69.67 63.04 35.87 51 Zn A 123 27 61.4 226 67.89 64.59 24.24 35 C 119 19.2 56.8 140 61.33 57.52 23.10 37 Ni A 123 ND 32.7 143 33.76 30.31 17.00 50 C 119 ND 31.55 103 33.04 29.51 15.61 47 注:ND表示低于检出限,未检出;表中重金属浓度结果表示的小数位数或有效数字保留按其对应测定标准中的相关要求执行。 表 2 不同区域土壤重金属背景值含量统计
研究区域 层次 测点数/个 土壤重金属含量/mg·kg−1 Cd Hg As Cu Pb Cr Zn Ni 鲁中低山丘陵区 A 47 0.113 0.024 7.95 24.53 24.22 63.85 61.67 35.83 鲁东丘陵区 35 0.112 0.032 6.44 20.41 33.41 76.51 74.10 23.23 鲁西北平原区 41 0.145 0.030 10.54 21.46 20.29 55.72 60.58 33.15 鲁中低山丘陵区 C 46 0.083 0.012 7.54 22.74 23.30 60.72 58.96 34.75 鲁东丘陵区 32 0.069 0.015 4.91 18.73 33.48 82.49 60.02 21.97 鲁西北平原区 41 0.092 0.013 9.74 19.14 18.10 53.31 54.12 32.63 表 3 不同土地利用方式土壤重金属背景值含量统计
土地利用方式 层次 测点数/个 土壤重金属含量/mg·kg−1 Cd Hg As Cu Pb Cr Zn Ni 耕地 A 79 0.126 0.029 8.43 23.72 25.37 67.08 64.18 32.39 林地 36 0.120 0.030 7.96 21.03 24.70 59.22 63.77 29.99 耕地-林地混种 8 0.106 0.030 7.46 15.46 23.10 60.43 72.97 21.58 耕地 C 78 0.082 0.014 7.22 19.63 22.55 61.79 57.29 30.29 林地 33 0.086 0.013 8.03 22.14 26.40 67.69 59.73 31.34 耕地-林地混种 8 0.067 0.016 5.92 20.22 22.37 57.20 51.21 24.41 表 4 山东省土壤重金属背景值垂直变化情况
重金属 变化率/% Cd 49.6 Hg 110.4 As 12.1 Cu 9.5 Pb 6.3 Cr 1.9 Zn 12.3 Ni 2.7 注:变化率为A层和C层重金属几何平均值相比较的变化百分率。 表 5 与“七五”山东省土壤背景值研究比对变化情况
重金属 变化率/% A C Cd 45.8 18.3 Hg 48.1 10.5 As −11.6 −12.7 Cu −7.2 −7.6 Pb −3.0 −0.2 Cr −2.7 −8.4 Zn 1.7 −12.0 Ni 17.5 11.4 -
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