【好文分享】近十年中国土壤重金属污染源解析研究进展
近十年中国土壤重金属污染源解析研究进展
陈雅丽1,翁莉萍1*,马 杰(jie)1,武晓娟1,李(li)永(yong)涛1,2
(1.农(nong)业农(nong)村部(bu)环境保护科研(yan)监测所/农(nong)业农(nong)村部(bu)农(nong)产品质量安全环境因子控(kong)制(zhi)重(zhong)点实(shi)验室,;2.华南农(nong)业大学资源环境学院,)
摘(zhai) 要(yao)(yao):基于(yu)不同(tong)(tong)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解析(xi)(xi)方(fang)(fang)法(fa)中(zhong)所采用(yong)(yong)的(de)(de)(de)数据(ju)类型的(de)(de)(de)差异性,归纳(na)总结(jie)了常用(yong)(yong)于(yu)土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)来源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解析(xi)(xi)的(de)(de)(de)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)排(pai)(pai)放(fang)(fang)清单法(fa)以及不同(tong)(tong)受体模型,结(jie)果(guo)表明(ming):现阶(jie)段我(wo)(wo)国(guo)土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解析(xi)(xi)研究仍(reng)主要(yao)(yao)以定(ding)性的(de)(de)(de)传统多(duo)(duo)元统计方(fang)(fang)法(fa)为(wei)主,且不同(tong)(tong)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解析(xi)(xi)方(fang)(fang)法(fa)得(de)到的(de)(de)(de)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解析(xi)(xi)结(jie)果(guo)基本(ben)一致,能(neng)够相互印证、互相支(zhi)持。现阶(jie)段,我(wo)(wo)国(guo)土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)的(de)(de)(de)主要(yao)(yao)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)污(wu)(wu)染元素(su)为(wei)Cd,同(tong)(tong)时(shi)也普(pu)遍存在(zai)Cu、Zn、Pb、Hg的(de)(de)(de)污(wu)(wu)染。其(qi)(qi)中(zhong),Cd、Cu、Zn主要(yao)(yao)来自于(yu)施肥等(deng)农业活动(dong)(dong),部(bu)分地区(qu)还来源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)于(yu)工(gong)业活动(dong)(dong),甚至以其(qi)(qi)为(wei)主;Hg则主要(yao)(yao)来源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)于(yu)工(gong)业活动(dong)(dong)及其(qi)(qi)产生的(de)(de)(de)大气沉(chen)(chen)降,局部(bu)地区(qu)叠加(jia)(jia)高Hg农药的(de)(de)(de)贡(gong)(gong)献(xian);Pb的(de)(de)(de)来源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)则比(bi)较复杂(za)多(duo)(duo)样;As、Cr、Ni则主要(yao)(yao)受土(tu)壤(rang)(rang)母质控制(zhi)。总体看来,源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)排(pai)(pai)放(fang)(fang)清单法(fa)具有适用(yong)(yong)于(yu)不同(tong)(tong)尺(chi)度(du)的(de)(de)(de)优势,应(ying)加(jia)(jia)强源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)排(pai)(pai)放(fang)(fang)量数据(ju)和(he)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)土(tu)壤(rang)(rang)淋滤量数据(ju)的(de)(de)(de)收集,以便(bian)计算重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)浓(nong)度(du)在(zai)土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)的(de)(de)(de)动(dong)(dong)态变(bian)化;先进的(de)(de)(de)统计学(xue)方(fang)(fang)法(fa)在(zai)土(tu)壤(rang)(rang)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解析(xi)(xi)中(zhong)的(de)(de)(de)应(ying)用(yong)(yong)研究应(ying)进一步(bu)(bu)开(kai)展,以便(bian)探(tan)讨这(zhei)些(xie)方(fang)(fang)法(fa)的(de)(de)(de)应(ying)用(yong)(yong)前景。将上述多(duo)(duo)种源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解析(xi)(xi)方(fang)(fang)法(fa)联用(yong)(yong)并加(jia)(jia)强污(wu)(wu)染源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)贡(gong)(gong)献(xian)的(de)(de)(de)定(ding)量研究仍(reng)是未来开(kai)展土(tu)壤(rang)(rang)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解析(xi)(xi)工(gong)作(zuo)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)向。此外,大气沉(chen)(chen)降作(zuo)为(wei)很多(duo)(duo)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)来源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan),应(ying)加(jia)(jia)强对(dui)不同(tong)(tong)区(qu)域大气沉(chen)(chen)降中(zhong)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)初(chu)始来源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)解析(xi)(xi)研究,为(wei)进一步(bu)(bu)从源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)头控制(zhi)土(tu)壤(rang)(rang)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)污(wu)(wu)染提供理论支(zhi)持。
关键词(ci):土壤;重金属(shu)源解(jie)析(xi);源排放(fang)清(qing)单法;受体模(mo)型
随(sui)着人口的(de)(de)(de)增长和(he)经济的(de)(de)(de)发展,我国土(tu)壤(rang)(rang)环境问(wen)题日益凸(tu)显,其(qi)中,重(zhong)(zhong)金属(shu)(shu)是(shi)农田土(tu)壤(rang)(rang)的(de)(de)(de)主(zhu)要污(wu)染(ran)(ran)(ran)物(wu)。全(quan)国土(tu)壤(rang)(rang)污(wu)染(ran)(ran)(ran)调查显示,我国耕地(di)土(tu)壤(rang)(rang)重(zhong)(zhong)金属(shu)(shu)点位超(chao)标率(lv)为 19.4%,其(qi)中镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、铜(Cu)、铅(Pb)、铬(Cr)、锌(xin)(Zn)、镍(Ni)8种(zhong)重(zhong)(zhong)金属(shu)(shu)元素(su)均有(you)不同程(cheng)(cheng)度(du)(du)的(de)(de)(de)超(chao)标,以Cd污(wu)染(ran)(ran)(ran)程(cheng)(cheng)度(du)(du)最(zui)重(zhong)(zhong),超(chao)标率(lv)为7.0%[1]。了解土(tu)壤(rang)(rang)重(zhong)(zhong)金属(shu)(shu)的(de)(de)(de)污(wu)染(ran)(ran)(ran)来源(yuan),从(cong)而制定(ding)(ding)和(he)采(cai)取相应的(de)(de)(de)源(yuan)头消减与阻控(kong)措(cuo)施,是(shi)保护农田土(tu)壤(rang)(rang)质(zhi)量和(he)农产(chan)品安全(quan)的(de)(de)(de)根本(ben)措(cuo)施。但是(shi)由(you)于土(tu)壤(rang)(rang)中的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)金属(shu)(shu)来源(yuan)复杂,重(zhong)(zhong)金属(shu)(shu)在土(tu)壤(rang)(rang)中的(de)(de)(de)迁(qian)移和(he)累积过(guo)程(cheng)(cheng)受到(dao)多(duo)种(zhong)因(yin)素(su)的(de)(de)(de)影响,无论是(shi)来源(yuan)组成还是(shi)土(tu)壤(rang)(rang)特性都有(you)很强的(de)(de)(de)空(kong)间变异性,因(yin)此,面对多(duo)污(wu)染(ran)(ran)(ran)来源(yuan)的(de)(de)(de)污(wu)染(ran)(ran)(ran)土(tu)壤(rang)(rang),如何(he)准确地(di)辨析出特定(ding)(ding)研究区域内主(zhu)要的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)金属(shu)(shu)污(wu)染(ran)(ran)(ran)来源(yuan)是(shi)有(you)效治理(li)土(tu)壤(rang)(rang)重(zhong)(zhong)金属(shu)(shu)污(wu)染(ran)(ran)(ran)的(de)(de)(de)关键。
土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)重(zhong)金(jin)(jin)属来(lai)(lai)(lai)源(yuan)一(yi)般(ban)分为(wei)(wei)自(zi)然来(lai)(lai)(lai)源(yuan)和人(ren)为(wei)(wei)来(lai)(lai)(lai)源(yuan)。自(zi)然来(lai)(lai)(lai)源(yuan)以(yi)(yi)土(tu)壤(rang)(rang)母质(zhi)(zhi)为(wei)(wei)主,人(ren)为(wei)(wei)来(lai)(lai)(lai)源(yuan)又可(ke)以(yi)(yi)根据人(ren)类(lei)活(huo)动类(lei)型分为(wei)(wei)工业源(yuan)(如采(cai)矿、冶炼、燃煤、交(jiao)通等)、生(sheng)活(huo)源(yuan)(交(jiao)通、废水(shui)、生(sheng)活(huo)垃(la)圾(ji)、燃煤等)以(yi)(yi)及农(nong)业源(yuan)(肥(fei)料、农(nong)药(yao)、灌溉水(shui)等)。上述不(bu)同来(lai)(lai)(lai)源(yuan)的重(zhong)金(jin)(jin)属又以(yi)(yi)不(bu)同的途(tu)径进(jin)(jin)入土(tu)壤(rang)(rang),包括岩石风化形成(cheng)的土(tu)壤(rang)(rang)母质(zhi)(zhi)、大气沉降、灌溉和径流、固(gu)废堆置和施用肥(fei)料与(yu)农(nong)药(yao)(图1)。目前,土(tu)壤(rang)(rang)重(zhong)金(jin)(jin)属源(yuan)解(jie)(jie)析的研究既包括土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)重(zhong)金(jin)(jin)属主要来(lai)(lai)(lai)源(yuan)的定性判断,即(ji)源(yuan)识别(Source identification),也包括各类(lei)污(wu)染源(yuan)贡(gong)献的定量(liang)计算,即(ji)源(yuan)解(jie)(jie)析(Source apportionment),通常将二者(zhe)统称(cheng)为(wei)(wei)源(yuan)解(jie)(jie)析[2]。对(dui)土(tu)壤(rang)(rang)重(zhong)金(jin)(jin)属来(lai)(lai)(lai)源(yuan)解(jie)(jie)析最理想的结(jie)果(guo)是(shi)定量(liang)给出每一(yi)种来(lai)(lai)(lai)源(yuan)对(dui)土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)累(lei)积的重(zhong)金(jin)(jin)属含(han)量(liang)的贡(gong)献,并指出其进(jin)(jin)入土(tu)壤(rang)(rang)的途(tu)径。
图1 土壤中重金属的来源与累积途径
Figure 1 Sources and accumulation pathways of heavy metals in soils
土壤污染(ran)(ran)物(wu)(wu)源(yuan)(yuan)(yuan)解析(xi)方(fang)法(fa)(fa)(fa)是基于大气(qi)(qi)污染(ran)(ran)物(wu)(wu)源(yuan)(yuan)(yuan)解析(xi)方(fang)法(fa)(fa)(fa)发(fa)(fa)展而来[2-3]。大气(qi)(qi)污染(ran)(ran)物(wu)(wu)源(yuan)(yuan)(yuan)解析(xi)的(de)研究方(fang)法(fa)(fa)(fa)体(ti)系可以(yi)概括为(wei)污染(ran)(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)排(pai)放清单法(fa)(fa)(fa)、扩(kuo)散(san)模(mo)型(xing)法(fa)(fa)(fa)和受体(ti)模(mo)型(xing)法(fa)(fa)(fa)[4]。由于我国重金(jin)属排(pai)放源(yuan)(yuan)(yuan)数(shu)据有(you)限,加之重金(jin)属由排(pai)放源(yuan)(yuan)(yuan)到土壤的(de)迁移转化过程复杂且难以(yi)准确(que)描述其在(zai)(zai)土壤中的(de)长期(qi)积累(lei)过程,以(yi)污染(ran)(ran)物(wu)(wu)为(wei)研究对(dui)象的(de)受体(ti)模(mo)型(xing)法(fa)(fa)(fa)在(zai)(zai)土壤重金(jin)属的(de)来源(yuan)(yuan)(yuan)解析(xi)研究方(fang)面得到了广泛(fan)应用(yong),而从(cong)来源(yuan)(yuan)(yuan)出发(fa)(fa)的(de)污染(ran)(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)排(pai)放清单法(fa)(fa)(fa)和从(cong)过程出发(fa)(fa)的(de)扩(kuo)散(san)模(mo)型(xing)法(fa)(fa)(fa)在(zai)(zai)土壤重金(jin)属源(yuan)(yuan)(yuan)解析(xi)研究中应用(yong)的(de)相对(dui)较(jiao)少。
针对土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)中重(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)源(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)(jiu),张长(zhang)波(bo)等(deng)[2]和(he)于(yu)瑞(rui)莲(lian)等(deng)[5]总结了不同源(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)(xi)(xi)方法(fa)的(de)(de)(de)(de)优缺点及(ji)其在(zai)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)重(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)污染(ran)(ran)溯源(yuan)(yuan)上(shang)的(de)(de)(de)(de)应用(yong)情况。但(dan)是(shi)这两篇综(zong)述均发(fa)表在(zai)大概(gai)十(shi)年前,而近十(shi)年是(shi)我(wo)国土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)重(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)污染(ran)(ran)研究(jiu)(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)(de)高峰期,在(zai)这一(yi)阶段,许多新的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)(jiu)进(jin)展(zhan)尚未得(de)以总结。近期,李娇(jiao)等(deng)[3]总结了近十(shi)年用(yong)于(yu)查明我(wo)国土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)中各类污染(ran)(ran)源(yuan)(yuan)贡(gong)献大小(xiao)的(de)(de)(de)(de)受(shou)体模(mo)型及(ji)其应用(yong)实例(li),但(dan)该综(zong)述提(ti)及(ji)的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)(jiu)以有机污染(ran)(ran)物为(wei)主。同时,上(shang)述研究(jiu)(jiu)(jiu)主要侧重(zhong)于(yu)对源(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)(xi)(xi)方法(fa)的(de)(de)(de)(de)归(gui)纳总结,未尝(chang)试对解(jie)析(xi)(xi)(xi)出(chu)的(de)(de)(de)(de)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)可(ke)能的(de)(de)(de)(de)重(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)污染(ran)(ran)来源(yuan)(yuan)进(jin)行汇(hui)总,而基于(yu)文献调(diao)研来反映(ying)不同地区污染(ran)(ran)来源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)结果,能够弥补单一(yi)研究(jiu)(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)(de)局限,给出(chu)较大范围的(de)(de)(de)(de)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)重(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)污染(ran)(ran)来源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)变异特征(zheng),从而提(ti)供从源(yuan)(yuan)头上(shang)控(kong)制(zhi)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)重(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)污染(ran)(ran)的(de)(de)(de)(de)决策(ce)基础。
因此,为了摸清(qing)土壤(rang)(rang)中(zhong)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)污(wu)(wu)染(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)方法(fa)现(xian)(xian)(xian)状及结论,本文(wen)分(fen)别(bie)以(yi)(yi)(yi)“soil、heavy metal、source identification、source appointment”作(zuo)为英文(wen)关键词,以(yi)(yi)(yi)“土壤(rang)(rang)、重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)、源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)(xi)”作(zuo)为中(zhong)文(wen)关键词,通过 数 据 库 ScienceDirect、Wiley、SpringerLink、ACS、CNKI、维(wei)普搜集并统计了近十(shi)年(nian)(2008—2018年(nian))的(de)(de)(de)(de)(de)(de)112篇主要研(yan)究(jiu)成果(其中(zhong)有(you)89篇涉(she)及农田土壤(rang)(rang)),旨在总结常用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)土壤(rang)(rang)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)污(wu)(wu)染(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)(xi)方法(fa)以(yi)(yi)(yi)及对(dui)不同地(di)(di)区(qu)(qu)(qu)土壤(rang)(rang)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)污(wu)(wu)染(ran)来源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)进(jin)行汇(hui)总,给出目前我(wo)国土壤(rang)(rang)中(zhong)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)现(xian)(xian)(xian)状和(he)可能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)来源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan),为评定(ding)(ding)土壤(rang)(rang)质量提供有(you)用(yong)信息,也为管理部(bu)门制(zhi)定(ding)(ding)相(xiang)关防控(kong)措施提供一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)依据。上述(shu)112篇文(wen)献(xian)均从源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)识别(bie)或源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)层面对(dui)我(wo)国土壤(rang)(rang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)进(jin)行了溯源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)研(yan)究(jiu),且涉(she)及的(de)(de)(de)(de)(de)(de)省份(fen)涵盖(gai)(gai)了我(wo)国绝大部(bu)分(fen)地(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(图2),包括(kuo)东(dong)(dong)北(bei)地(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(黑(hei)龙江、吉林、辽(liao)宁)、华北(bei)地(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(内蒙古、北(bei)京、天津(jin)、河北(bei)、山(shan)西(xi))、华东(dong)(dong)地(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(山(shan)东(dong)(dong)、江苏、安徽、上海(hai)、浙(zhe)江、福(fu)建)、华中(zhong)地(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(河南(nan)、湖(hu)北(bei)、湖(hu)南(nan))、华南(nan)地(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(广西(xi)、广东(dong)(dong))、西(xi)北(bei)地(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(陕(shan)西(xi)、甘肃、新疆)和(he)西(xi)南(nan)地(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(四川、重(zhong)(zhong)庆(qing)、贵州、云南(nan)),其中(zhong)以(yi)(yi)(yi)华东(dong)(dong)地(di)(di)区(qu)(qu)(qu)研(yan)究(jiu)文(wen)献(xian)最(zui)多(duo)。虽(sui)然本文(wen)可能(neng)未(wei)检索(suo)出近十(shi)年(nian)间所有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)土壤(rang)(rang)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)(xi)文(wen)献(xian),且目前源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)(xi)研(yan)究(jiu)所覆盖(gai)(gai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)区(qu)(qu)(qu)域和(he)部(bu)分(fen)地(di)(di)区(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)程(cheng)度仍(reng)有(you)限(如西(xi)南(nan)、西(xi)北(bei)地(di)(di)区(qu)(qu)(qu)),但(dan)作(zuo)者认为所收集的(de)(de)(de)(de)(de)(de)文(wen)献(xian)基本能(neng)代(dai)表(biao)近十(shi)年(nian)我(wo)国土壤(rang)(rang)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)(xi)研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要成果,这对(dui)了解(jie)我(wo)国土壤(rang)(rang)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)现(xian)(xian)(xian)状和(he)可能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)来源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)具有(you)一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)参(can)考(kao)价值。
1 土壤重金属污染源解析研究方法
图2 近十年文献中我国土壤重金属源解析研究所涉及的研究区域图
Figure 2 Map of study areas for source identification of heavy metals in soils in literatures in recent ten years
如前(qian)所述,污(wu)(wu)(wu)染源(yuan)(yuan)解析(xi)(xi)技(ji)术是(shi)针对(dui)污(wu)(wu)(wu)染物(wu)的来源(yuan)(yuan)进(jin)行定(ding)性(源(yuan)(yuan)识别)或定(ding)量(源(yuan)(yuan)解析(xi)(xi))判断(duan)的方法(fa)。源(yuan)(yuan)排放清单(dan)(dan)法(fa)需要(yao)对(dui)污(wu)(wu)(wu)染源(yuan)(yuan)的排放量、排放因(yin)子(zi)等进(jin)行统(tong)计来建立(li)污(wu)(wu)(wu)染源(yuan)(yuan)清单(dan)(dan)数据库(ku);受(shou)体(ti)模(mo)型则避开各污(wu)(wu)(wu)染源(yuan)(yuan)组(zu)成信息,也不需要(yao)明确排放因(yin)子(zi)的传(chuan)输过程,可直接测定(ding)受(shou)体(ti)环(huan)境,因(yin)此受(shou)体(ti)模(mo)型法(fa)是(shi)当前(qian)污(wu)(wu)(wu)染物(wu)源(yuan)(yuan)解析(xi)(xi)研究中最主要(yao)、也最常用的技(ji)术手段[4,6]。近年来,还(hai)逐渐涌现(xian)出新的先进(jin)统(tong)计学算法(fa)用于(yu)定(ding)量区分土壤中重金属(shu)的自然来源(yuan)(yuan)与(yu)人为来源(yuan)(yuan)贡献(xian),如条件推断(duan)树、有限混合分布(bu)模(mo)型、随(sui)机森林等[7-9]。
在土(tu)壤重金属源(yuan)(yuan)识别层(ceng)(ceng)面,常(chang)用的(de)(de)源(yuan)(yuan)解析方法(fa)(fa)有受(shou)体模(mo)型(xing)中(zhong)(zhong)的(de)(de)因(yin)(yin)子分(fen)析法(fa)(fa)(Factor analysis,FA)、主成分(fen)分(fen)析法(fa)(fa)(Principal component analysis,PCA)、聚类(lei)分(fen)析法(fa)(fa)(Cluser analysis,CA)、富集(ji)因(yin)(yin)子法(fa)(fa)(Enrichment factor,EF)、空间(jian)分(fen)析法(fa)(fa)等;在源(yuan)(yuan)解析层(ceng)(ceng)面,常(chang)用的(de)(de)源(yuan)(yuan)解析方法(fa)(fa)有源(yuan)(yuan)排放清单法(fa)(fa)(Emission inventory method)、受(shou)体模(mo)型(xing)中(zhong)(zhong)的(de)(de)化(hua)学(xue)质量平衡法(fa)(fa)(Chemical mass balance,CMB)、混(hun)合方法(fa)(fa)(Hybrid approach)、正(zheng)定矩(ju)阵因(yin)(yin)子分(fen)解法(fa)(fa)(Positive matrix factorization,PMF)、UNMIX模(mo)型(xing)、同位素比(bi)值法(fa)(fa)以及(ji)先进统计学(xue)算法(fa)(fa)中(zhong)(zhong)的(de)(de)条件推断(duan)树(shu)(Conditional inference tree)、有限混(hun)合分(fen)布模(mo)型(xing)(Finite mixture distribution model,FMDM)、随(sui)机森林(Random forest)等(表1)。
1.1 基于污染源重金属投入通量的解析方法——排放清单法
源(yuan)排放(fang)清单(dan)(dan)法(fa)通(tong)过调查和(he)(he)统计各污(wu)(wu)染源(yuan)的(de)(de)(de)状(zhuang)况,然(ran)后根据不(bu)同(tong)(tong)(tong)污(wu)(wu)染源(yuan)的(de)(de)(de)活(huo)动(dong)水(shui)(shui)(shui)(shui)平(ping)和(he)(he)排放(fang)因子模型,建(jian)立污(wu)(wu)染源(yuan)清单(dan)(dan)数(shu)(shu)据库,从而对(dui)(dui)不(bu)同(tong)(tong)(tong)污(wu)(wu)染源(yuan)的(de)(de)(de)排放(fang)量(liang)进(jin)行评估(gu),确定主要(yao)污(wu)(wu)染源(yuan)[4]。因此在(zai)(zai)(zai)土壤(rang)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)源(yuan)解析中(zhong)(zhong),该方法(fa)需要(yao)提前获得不(bu)同(tong)(tong)(tong)潜在(zai)(zai)(zai)污(wu)(wu)染源(yuan)(如大(da)(da)气(qi)沉(chen)(chen)降、畜禽粪(fen)便(bian)、化肥、有(you)机肥、灌溉水(shui)(shui)(shui)(shui)等)投(tou)入(ru)到(dao)土壤(rang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)含量(liang)信息(xi),以此计算(suan)各污(wu)(wu)染源(yuan)的(de)(de)(de)贡献率(lv)。虽然(ran)该方法(fa)能最(zui)为直接地(di)反(fan)映不(bu)同(tong)(tong)(tong)来源(yuan)的(de)(de)(de)投(tou)入(ru)情况,但采集全面可靠的(de)(de)(de)数(shu)(shu)据存在(zai)(zai)(zai)困难(nan),需要(yao)耗费大(da)(da)量(liang)的(de)(de)(de)时间和(he)(he)精力,同(tong)(tong)(tong)时,不(bu)同(tong)(tong)(tong)来源(yuan)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)在(zai)(zai)(zai)土壤(rang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)累积能力也(ye)有(you)差(cha)异,因此采用此方法(fa)的(de)(de)(de)研(yan)究也(ye)相对(dui)(dui)有(you)限,在(zai)(zai)(zai)我们收集到(dao)的(de)(de)(de)文献中(zhong)(zhong)占1.2%(表(biao)1)。例如,前人汇总了(le)我国农(nong)(nong)(nong)田(tian)(tian)(tian)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)输(shu)入(ru)输(shu)出(chu)清单(dan)(dan)并分析了(le)因地(di)理、气(qi)候、社会经济因素(su)、工(gong)农(nong)(nong)(nong)业生产(chan)等造(zao)成的(de)(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)(tong)地(di)区间重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)输(shu)入(ru)输(shu)出(chu)清单(dan)(dan)的(de)(de)(de)差(cha)异性(xing),指出(chu)大(da)(da)气(qi)沉(chen)(chen)降是全国范(fan)围内(nei)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)输(shu)入(ru)农(nong)(nong)(nong)田(tian)(tian)(tian)的(de)(de)(de)主要(yao)途径(jing)(jing)(jing)[10];此外,针对(dui)(dui)浙江(jiang)和(he)(he)湖(hu)南地(di)区进(jin)行的(de)(de)(de)农(nong)(nong)(nong)田(tian)(tian)(tian)中(zhong)(zhong)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)输(shu)入(ru)输(shu)出(chu)清单(dan)(dan)的(de)(de)(de)研(yan)究指出(chu),浙江(jiang)地(di)区农(nong)(nong)(nong)田(tian)(tian)(tian)土壤(rang)中(zhong)(zhong)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)的(de)(de)(de)主要(yao)输(shu)入(ru)途径(jing)(jing)(jing)为大(da)(da)气(qi)沉(chen)(chen)降和(he)(he)畜禽粪(fen)便(bian),主要(yao)输(shu)出(chu)途径(jing)(jing)(jing)为作(zuo)物收割和(he)(he)淋滤(lv)[11],且湖(hu)南监测区域内(nei)Cd污(wu)(wu)染的(de)(de)(de)主要(yao)来源(yuan)也(ye)是大(da)(da)气(qi)沉(chen)(chen)降,其(qi)次(ci)为养殖(zhi)废水(shui)(shui)(shui)(shui),其(qi)输(shu)出(chu)途径(jing)(jing)(jing)主要(yao)为水(shui)(shui)(shui)(shui)稻籽粒和(he)(he)地(di)表(biao)排水(shui)(shui)(shui)(shui)[12]。
1.2 基于污染源和土壤重金属元素组成的解析方法——化学质量平衡模型
化学(xue)(xue)质(zhi)量(liang)(liang)平衡模型(xing)是目前国(guo)内外应用(yong)最广泛的(de)(de)(de)受(shou)(shou)体模型(xing),也是美国(guo)环(huan)境保护署推(tui)荐使用(yong)的(de)(de)(de)模型(xing)[6]。该(gai)模型(xing)的(de)(de)(de)假设前提是:各(ge)污染(ran)源(yuan)(yuan)排(pai)放(fang)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)化学(xue)(xue)组成须(xu)相对稳定(ding)(ding),且存在(zai)明显的(de)(de)(de)差异性;各(ge)污染(ran)源(yuan)(yuan)排(pai)放(fang)物(wu)(wu)之间不发生反应,且在(zai)输送过(guo)程中不发生变化;污染(ran)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)元(yuan)素(su)组成与(yu)土(tu)壤中的(de)(de)(de)元(yuan)素(su)组成呈线性拟合(he)[13]。化学(xue)(xue)质(zhi)量(liang)(liang)平衡模型(xing)基于质(zhi)量(liang)(liang)守恒定(ding)(ding)律,即(ji)土(tu)壤样(yang)品中某污染(ran)元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)浓(nong)度等于各(ge)污染(ran)源(yuan)(yuan)中该(gai)污染(ran)元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)含量(liang)(liang)与(yu)各(ge)污染(ran)源(yuan)(yuan)对土(tu)壤的(de)(de)(de)贡献(xian)值(zhi)乘积的(de)(de)(de)线性和,并(bing)利用(yong)有效方(fang)差最小二(er)乘法(fa)进行求解[4]。该(gai)方(fang)法(fa)可以(yi)定(ding)(ding)量(liang)(liang)评价各(ge)污染(ran)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)贡献(xian)率,但需要经常监测(ce)研究(jiu)区(qu)的(de)(de)(de)源(yuan)(yuan)以(yi)及受(shou)(shou)体样(yang)品,列出排(pai)放(fang)清单,不断更(geng)新研究(jiu)区(qu)的(de)(de)(de)排(pai)放(fang)源(yuan)(yuan)成分(fen)谱[4]。利用(yong)化学(xue)(xue)质(zhi)量(liang)(liang)平衡模型(xing)进行的(de)(de)(de)土(tu)壤重(zhong)金属源(yuan)(yuan)解析研究(jiu)主要采用(yong)元(yuan)素(su)比值(zhi)法(fa)和同(tong)位素(su)比值(zhi)法(fa)。
1.2.1 元素比值法
元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)比(bi)值法(fa)(fa)根据不同来(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)中(zhong)两种(zhong)以(yi)上重金属(shu)(shu)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)之间或者重金属(shu)(shu)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)与(yu)其他元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)之间含量(liang)比(bi)例的(de)(de)(de)差异进行土壤(rang)中(zhong)重金属(shu)(shu)的(de)(de)(de)来(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)解析,即如果某(mou)污(wu)(wu)染(ran)(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)和受(shou)(shou)体中(zhong)某(mou)些元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)浓(nong)度(du)比(bi)值相近,则(ze)认为该污(wu)(wu)染(ran)(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)对(dui)受(shou)(shou)体的(de)(de)(de)贡献率较(jiao)大[14]。元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)比(bi)值法(fa)(fa)适用于多元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)解析,原理简单易(yi)懂,且检测费用低;该方法(fa)(fa)需(xu)要较(jiao)大的(de)(de)(de)样本(ben)量(liang),同时必须明确(que)污(wu)(wu)染(ran)(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)中(zhong)两种(zhong)以(yi)上元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)浓(nong)度(du)比(bi)值,且不同污(wu)(wu)染(ran)(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)浓(nong)度(du)比(bi)值间需(xu)要存(cun)在较(jiao)大差异[14]。如Liu等[15]利用重金属(shu)(shu)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)与(yu)Al之间的(de)(de)(de)比(bi)值对(dui)太湖沉(chen)积物中(zhong)不同时期(qi)重金属(shu)(shu)的(de)(de)(de)来(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)变化和污(wu)(wu)染(ran)(ran)历史进行了研究,指出Pb、Cu、Zn等元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)人为污(wu)(wu)染(ran)(ran)始(shi)于20世纪(ji)70年(nian)代(dai)(dai)中(zhong)末期(qi),而As的(de)(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)(ran)始(shi)于20世纪(ji)80年(nian)代(dai)(dai)中(zhong)期(qi)。
1.2.2 同位素比值法(fa)
同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)比(bi)值(zhi)(zhi)法基(ji)于同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)质量(liang)(liang)守(shou)恒原理,利用不(bu)(bu)同(tong)(tong)污染(ran)(ran)源中(zhong)某(mou)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)元素(su)(su)不(bu)(bu)同(tong)(tong)同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)比(bi)值(zhi)(zhi)具(ju)有(you)(you)差异性的(de)(de)(de)(de)特(te)点,通过(guo)测定受体样(yang)品(pin)(pin)中(zhong)相(xiang)应(ying)同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)组成来对(dui)污染(ran)(ran)物(wu)的(de)(de)(de)(de)来源及贡献程度(du)进(jin)(jin)(jin)行(xing)定量(liang)(liang)区(qu)(qu)分[16]。由(you)于金(jin)(jin)属(shu)(shu)同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)受后期地质地球化学作用影响小且该(gai)方法精确度(du)高(gao)、需(xu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)样(yang)品(pin)(pin)量(liang)(liang)少、具(ju)有(you)(you)较高(gao)的(de)(de)(de)(de)辨别能力,目前已(yi)有(you)(you)Pb、Cd、Cu、Zn、Hg的(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)被用于土(tu)壤中(zhong)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)溯(su)源研究(jiu)(jiu),作为(wei)追踪人为(wei)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)污染(ran)(ran)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)要(yao)鉴别指标,并取得(de)了(le)一些成果(guo)[17-21]。其中(zhong)Pb同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)比(bi)值(zhi)(zhi)法是目前研究(jiu)(jiu)最多也是最成熟(shu)的(de)(de)(de)(de)方法。例如(ru),Chen等[22]利用Pb同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)对(dui)江(jiang)苏宜兴市太湖西部农田(tian)表层土(tu)壤中(zhong)的(de)(de)(de)(de)Pb进(jin)(jin)(jin)行(xing)了(le)污染(ran)(ran)源解(jie)析(xi)(xi),指出(chu)大气沉降对(dui)研究(jiu)(jiu)区(qu)(qu)农田(tian)土(tu)壤中(zhong)Pb的(de)(de)(de)(de)贡献率(lv)为(wei)57%~93%,而灌溉水和(he)肥料的(de)(de)(de)(de)贡献率(lv)均在(zai)0~10%;李(li)霞等[23]利用Cd和(he)Hg同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)解(jie)析(xi)(xi)出(chu)天津某(mou)郊区(qu)(qu)农田(tian)土(tu)壤中(zhong)Cd的(de)(de)(de)(de)污染(ran)(ran)来源主(zhu)要(yao)是工业废(fei)弃物(wu)(46%)和(he)灌溉水(29%),而Hg的(de)(de)(de)(de)污染(ran)(ran)来源以大气降尘(37%)、有(you)(you)机(ji)肥(25%)及灌溉水(22%)为(wei)主(zhu)。由(you)此可见,同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)比(bi)值(zhi)(zhi)法能较准确区(qu)(qu)分不(bu)(bu)同(tong)(tong)污染(ran)(ran)源的(de)(de)(de)(de)贡献值(zhi)(zhi),但只(zhi)能针(zhen)对(dui)特(te)定的(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)属(shu)(shu)(如(ru)Pb、Cd、Cu、Zn、Hg)进(jin)(jin)(jin)行(xing)溯(su)源,且也需(xu)要(yao)收集各(ge)个排(pai)放(fang)源样(yang)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)关(guan)同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)特(te)征值(zhi)(zhi),该(gai)方法样(yang)品(pin)(pin)处理与分析(xi)(xi)复杂、昂贵,不(bu)(bu)适于大量(liang)(liang)样(yang)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)分析(xi)(xi)。
1.3 基于土壤重金属等元素组成的解析方法——多元统计模型
1.3.1 传(chuan)统多元(yuan)统计(ji)方法(fa)
传统的多元统计(ji)方法(fa)是目前土壤重金属(shu)污(wu)染(ran)源(yuan)(yuan)解(jie)析研究中(zhong)的常(chang)用方法(fa)。这类方法(fa)通(tong)过识(shi)别具有相(xiang)似分(fen)布特(te)征的重金属(shu)来定(ding)性(xing)判定(ding)某些(xie)重金属(shu)的来源(yuan)(yuan),即假设来自于(yu)同一污(wu)染(ran)源(yuan)(yuan)的重金属(shu)之间(jian)具有相(xiang)关性(xing)。传统多元统计(ji)方法(fa)不需要(yao)提(ti)前对污(wu)染(ran)源(yuan)(yuan)进(jin)行调查分(fen)析,但是其(qi)筛选(xuan)出的公(gong)共因子(zi)与(yu)污(wu)染(ran)源(yuan)(yuan)之间(jian)的关系常(chang)具有一定(ding)的主观性(xing)且难以(yi)区分(fen)出相(xiang)似的污(wu)染(ran)源(yuan)(yuan);此(ci)外,该方法(fa)需要(yao)大量的样品且需借(jie)助统计(ji)分(fen)析软件,对于(yu)污(wu)染(ran)源(yuan)(yuan)数目较(jiao)多的体系其(qi)计(ji)算比较(jiao)繁琐[14]。
相关性分(fen)(fen)析(xi)是(shi)(shi)用(yong)于(yu)统(tong)计(ji)分(fen)(fen)析(xi)不(bu)同变量之(zhi)间(jian)是(shi)(shi)否具有(you)某种共同变化(hua)关系的方法。不(bu)同重金(jin)属元(yuan)素间(jian)的相关性可用(yong)于(yu)反映这些元(yuan)素的来源及迁移(yi)途(tu)径,如果元(yuan)素间(jian)没有(you)相关性,则表明这些元(yuan)素并不(bu)是(shi)(shi)受单一因素的影响。Pearson相关系数是(shi)(shi)土壤重金(jin)属源解析(xi)中常用(yong)的相关性分(fen)(fen)析(xi)方法。
聚类分析法(CA)是(shi)根(gen)据不(bu)(bu)同(tong)重金属元(yuan)素间(jian)的(de)(de)相(xiang)(xiang)似(si)程度找出两种或两种以上能够衡(heng)量不(bu)(bu)同(tong)元(yuan)素间(jian)相(xiang)(xiang)似(si)程度的(de)(de)变量,然(ran)后以这些变量为分类依(yi)据,对(dui)元(yuan)素间(jian)的(de)(de)相(xiang)(xiang)关(guan)(guan)程度进行(xing)分类,采用聚类树状图形(xing)象地反映元(yuan)素之间(jian)的(de)(de)远近关(guan)(guan)系。
因(yin)(yin)子(zi)(zi)(zi)分析法(FA)可以将(jiang)一(yi)系(xi)列具(ju)有复杂关系(xi)的变量(liang)归(gui)结为少(shao)数几个(ge)综合(he)因(yin)(yin)子(zi)(zi)(zi),该方法将(jiang)土壤中各(ge)(ge)元素的浓度值看(kan)作是各(ge)(ge)种污染源贡献的线性组合(he),然(ran)后根据受体(ti)样(yang)品(n)各(ge)(ge)化(hua)学成分(i)之间的相关关系(xi),从n×i个(ge)数据集(ji)合(he)中归(gui)纳(na)出(chu)公因(yin)(yin)子(zi)(zi)(zi)(又称主因(yin)(yin)子(zi)(zi)(zi)),然(ran)后由(you)此计(ji)算出(chu)各(ge)(ge)个(ge)因(yin)(yin)子(zi)(zi)(zi)载荷,结合(he)因(yin)(yin)子(zi)(zi)(zi)载荷情况(kuang)和(he)污染源的特征元素定性推断(duan)出(chu)各(ge)(ge)因(yin)(yin)子(zi)(zi)(zi)可能代表(biao)的污染源类型[2,14]。
主(zhu)成分(fen)分(fen)析(xi)法(fa)(PCA)与FA既存在(zai)联系,又不(bu)完全相(xiang)同。它是将初始因(yin)子(zi)载(zai)荷矩阵通(tong)过正交(jiao)旋转变(bian)换进行(xing)“降维”,再根(gen)据(ju)各(ge)变(bian)量载(zai)荷情况结合源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)特(te)征元素(su)来识别主(zhu)因(yin)子(zi),获(huo)得(de)(de)(de)其主(zhu)因(yin)子(zi)得(de)(de)(de)分(fen)[13]。这种传统的(de)(de)(de)(de)(de)PCA法(fa)不(bu)能定(ding)量解析(xi)污(wu)染源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)贡献(xian),改(gai)进后的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)成分(fen)分(fen)析(xi)/绝对(dui)主(zhu)成分(fen)得(de)(de)(de)分(fen)(PCA/APCS)受体模型在(zai)PCA的(de)(de)(de)(de)(de)基础上,得(de)(de)(de)到归(gui)一化的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)金属(shu)浓(nong)度的(de)(de)(de)(de)(de)因(yin)子(zi)分(fen)数APCS,再用(yong)重(zhong)金属(shu)浓(nong)度数据(ju)对(dui)APCS做多(duo)元线性(xing)回归(gui)得(de)(de)(de)到相(xiang)应(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)回归(gui)系数,该回归(gui)系数可将APCS转化为每个(ge)(ge)污(wu)染源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)对(dui)每个(ge)(ge)样本的(de)(de)(de)(de)(de)浓(nong)度贡献(xian)[24-25]。改(gai)进后的(de)(de)(de)(de)(de)PCA/APCS不(bu)需要事先了(le)解污(wu)染源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)个(ge)(ge)数及(ji)其特(te)点,不(bu)但可以定(ding)量确(que)定(ding)每个(ge)(ge)变(bian)量对(dui)每个(ge)(ge)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)载(zai)荷,还可以定(ding)量确(que)定(ding)污(wu)染源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)对(dui)其重(zhong)金属(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)平均贡献(xian)量和(he)在(zai)每个(ge)(ge)采样点的(de)(de)(de)(de)(de)贡献(xian)量。如瞿明凯等(deng)[24]利用(yong)PCA/APCS模型研究了(le)武汉(han)市东湖高新技术开发区内(nei)表层土壤中Cd源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)贡献(xian)量,按大(da)小依次为电子(zi)工业(ye)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(67%)、土壤母(mu)质(zhi)(16%)、其他(ta)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(9%)和(he)城市大(da)气沉降源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(主(zhu)要为汽车尾气,8%)。
1.3.2 混合方(fang)法
如(ru)前所述(shu),PCA和FA等(deng)传统(tong)多元(yuan)(yuan)统(tong)计(ji)方法只能定(ding)性推测潜在的(de)(de)(de)污染(ran)来(lai)(lai)源(yuan),若将(jiang)PCA、FA归纳得(de)出的(de)(de)(de)主(zhu)成分(fen)因子对(dui)土壤(rang)中重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)属的(de)(de)(de)含(han)量进(jin)行多元(yuan)(yuan)线性回(hui)(hui)归(MLR),即PCA/MLR和FA/MLR,便可(ke)估算主(zhu)要(yao)(yao)污染(ran)源(yuan)对(dui)土壤(rang)中重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)属含(han)量的(de)(de)(de)贡献(xian)率[2]。而(er)APCS/MLR则(ze)是(shi)在PCA/MLR的(de)(de)(de)基(ji)础上,根据主(zhu)成分(fen)得(de)分(fen)求得(de)APCS,继而(er)进(jin)行多元(yuan)(yuan)线性回(hui)(hui)归[26-27]。PCA/MLR、FA/MLR以及(ji)APCS/MLR作为应(ying)用最(zui)广的(de)(de)(de)混合方法,最(zui)早用于(yu)追溯大气颗粒物中金(jin)属元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)(de)污染(ran)来(lai)(lai)源(yuan),近年来(lai)(lai)也被成功(gong)用于(yu)土壤(rang)中重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)属元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)(de)源(yuan)解析(xi)[28-31]。如(ru)Yang等(deng)[32]通(tong)(tong)过PCA得(de)出工农(nong)业以及(ji)交通(tong)(tong)是(shi)2010—2014年湖(hu)北武汉青山区某菜地中重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)属的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)来(lai)(lai)源(yuan),MLR则(ze)定(ding)量解析(xi)出工农(nong)业贡献(xian)了82.5%,其(qi)余的(de)(de)(de)17.5%则(ze)来(lai)(lai)源(yuan)于(yu)交通(tong)(tong)。
此外,PCA、FA等(deng)还可与化学质(zhi)(zhi)(zhi)量平衡模型中(zhong)的(de)(de)同位(wei)素(su)(su)比值法(fa)结合,利(li)用(yong)多元统计(ji)分(fen)析得到污(wu)染(ran)源(yuan)(yuan)的(de)(de)类型和(he)数(shu)目,同位(wei)素(su)(su)比值法(fa)则用(yong)来定量污(wu)染(ran)源(yuan)(yuan)的(de)(de)贡献(xian)率并对多元分(fen)析的(de)(de)结果进行检验。如Luo等(deng)[31]选取厦门市(shi)6个公园(yuan)表(biao)(biao)层(ceng)土壤(rang)(rang)作(zuo)为(wei)研究(jiu)对象,综(zong)合运用(yong)PCA、APCS/MLR和(he)Pb同位(wei)素(su)(su)方法(fa),指(zhi)出表(biao)(biao)层(ceng)土壤(rang)(rang)中(zhong)Pb的(de)(de)主要人为(wei)来源(yuan)(yuan)为(wei)燃煤(mei),且其中(zhong)Pb的(de)(de)贡献(xian)率为(wei)土壤(rang)(rang)母(mu)质(zhi)(zhi)(zhi)(49%)、燃煤(mei)(45%)≫交通(tong)排放(6%);孙境(jing)蔚等(deng)[33]利(li)用(yong)FA分(fen)析出泉州市(shi)某(mou)林地垂直剖面土壤(rang)(rang)中(zhong)Sr、Ni、Fe、Cr、Cu、Mn、Pb、Zn的(de)(de)主要来源(yuan)(yuan)为(wei)交通(tong)源(yuan)(yuan)、自然源(yuan)(yuan)和(he)农业(ye)生产活动,Pb同位(wei)素(su)(su)则进一步得出土壤(rang)(rang)母(mu)质(zhi)(zhi)(zhi)对Pb的(de)(de)贡献(xian)率为(wei)85.14%,汽车尾(wei)气尘的(de)(de)贡献(xian)率为(wei)14.86%。
1.3.3 正定(ding)矩阵因子分解法
正定(ding)矩阵(zhen)(zhen)因子分(fen)(fen)解(jie)法(PMF)是由芬兰(lan)科(ke)学家Paatero和(he)Tapper在FA的(de)(de)(de)基础上发(fa)展(zhan)起来(lai)的(de)(de)(de),也是美国环境(jing)保护局(ju)推荐的(de)(de)(de)源(yuan)解(jie)析方法之一。该(gai)方法不(bu)依(yi)赖(lai)于污染源(yuan)的(de)(de)(de)化(hua)学成(cheng)分(fen)(fen)谱分(fen)(fen)析,而是将多个(土(tu)壤)样品、多种重(zhong)金(jin)属(shu)(shu)元(yuan)素的(de)(de)(de)数(shu)据集当做是一个矩阵(zhen)(zhen),然(ran)后将矩阵(zhen)(zhen)分(fen)(fen)解(jie)为源(yuan)的(de)(de)(de)贡献率(lv)矩阵(zhen)(zhen)和(he)源(yuan)成(cheng)分(fen)(fen)谱矩阵(zhen)(zhen),通过(guo)非负约束因子分(fen)(fen)析,利用(yong)最小二乘法迭代计算,使目标函数(shu)最小化(hua),以解(jie)决(jue)所测量(liang)的(de)(de)(de)重(zhong)金(jin)属(shu)(shu)浓(nong)度(du)(du)和(he)污染源(yuan)之间(jian)的(de)(de)(de)化(hua)学质(zhi)量(liang)平衡(CMB)[3,34-35]。魏迎(ying)辉等[35]以湖(hu)南水口山铅锌矿(kuang)周边农(nong)田土(tu)壤为例,探(tan)究(jiu)了异常值剔(ti)除和(he)地壳(qiao)元(yuan)素引入(ru)对PMF模型源(yuan)解(jie)析结果(guo)的(de)(de)(de)影响,结合元(yuan)素浓(nong)度(du)(du)空间(jian)分(fen)(fen)布图,最终(zhong)确定(ding):Pb、Zn、Cd和(he)Sb主(zhu)要(yao)来(lai)自铅锌矿(kuang)的(de)(de)(de)采选及冶炼等工业(ye)活动源(yuan)(26.81%);As和(he)Hg主(zhu)要(yao)来(lai)自污水灌(guan)溉和(he)农(nong)药化(hua)肥施用(yong)等农(nong)业(ye)活动源(yuan)(14.68%);Cr、Ni、Co和(he) Mo主(zhu)要(yao)来(lai)自土(tu)壤母质(zhi)源(yuan)(24.41%)。
1.3.4 UNMIX模(mo)型
UNMIX是(shi)美国环境保护(hu)部开(kai)发的(de)(de)(de)源(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析模(mo)型(xing),是(shi)一种基于PCA的(de)(de)(de)多元受(shou)体模(mo)型(xing);它通(tong)过自主建模(mo)曲线分(fen)辨技术的(de)(de)(de)转(zhuan)换(huan)方(fang)式(shi)来确保源(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析结(jie)果(guo)的(de)(de)(de)可靠性[36]。该模(mo)型(xing)的(de)(de)(de)假设前提是(shi):未知污染(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)对受(shou)体的(de)(de)(de)源(yuan)(yuan)(yuan)贡(gong)(gong)(gong)献(xian)(xian)是(shi)各个源(yuan)(yuan)(yuan)组分(fen)的(de)(de)(de)线性组合;污染(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)中各个组分(fen)对受(shou)体点(dian)的(de)(de)(de)贡(gong)(gong)(gong)献(xian)(xian)均是(shi)正值;样品中有一些源(yuan)(yuan)(yuan)贡(gong)(gong)(gong)献(xian)(xian)很少或是(shi)没有贡(gong)(gong)(gong)献(xian)(xian),故可利(li)(li)用(yong)(yong)(yong)被选择污染(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)在该受(shou)体点(dian)的(de)(de)(de)数据,进而估(gu)算源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)数目(mu)、组成和(he)(he)贡(gong)(gong)(gong)献(xian)(xian)率等(deng)[37]。其计(ji)算公式(shi)的(de)(de)(de)表现形式(shi)与PMF法(fa)相(xiang)似。艾建超等(deng)[37]利(li)(li)用(yong)(yong)(yong)该方(fang)法(fa)解(jie)析出松花江(jiang)上游夹皮(pi)沟地区表层土壤(rang)的(de)(de)(de)4个金属源(yuan)(yuan)(yuan):采矿选矿、公路(lu)交通(tong)、居(ju)民(min)垃圾堆放等(deng)人类活动的(de)(de)(de)贡(gong)(gong)(gong)献(xian)(xian)率为(wei)39.31%,土壤(rang)母质、施用(yong)(yong)(yong)化肥、燃煤等(deng)综(zong)合作(zuo)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)贡(gong)(gong)(gong)献(xian)(xian)率为(wei)23.93%,铁矿石开(kai)采和(he)(he)运输的(de)(de)(de)贡(gong)(gong)(gong)献(xian)(xian)率为(wei)22.89%,岩石风化和(he)(he)生(sheng)物作(zuo)用(yong)(yong)(yong)等(deng)自然作(zuo)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)贡(gong)(gong)(gong)献(xian)(xian)率为(wei)13.87%,并利(li)(li)用(yong)(yong)(yong)空间分(fen)析法(fa)验证了(le)UNMIX模(mo)型(xing)解(jie)析的(de)(de)(de)结(jie)果(guo),且与研究区内的(de)(de)(de)土地利(li)(li)用(yong)(yong)(yong)和(he)(he)人类活动基本吻合。
1.4 基于土壤重金属元素组成和其他变量的解析方法——先进统计学算法
近年(nian)来(lai),随着其他学(xue)科和(he)技术的(de)(de)(de)发展,新(xin)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)(fa)不断应用于土(tu)壤(rang)(rang)重金属(shu)(shu)(shu)源(yuan)(yuan)解(jie)析的(de)(de)(de)研究(jiu),如(ru)基(ji)(ji)于概率(lv)和(he)统(tong)计分(fen)析的(de)(de)(de)随机(ji)(ji)模型(xing)(xing)(xing)、基(ji)(ji)于非(fei)监督分(fen)类(lei)技术的(de)(de)(de)有限(xian)混(hun)合分(fen)布模型(xing)(xing)(xing)、基(ji)(ji)于机(ji)(ji)器学(xue)习和(he)数(shu)(shu)据(ju)(ju)挖掘数(shu)(shu)学(xue)方(fang)(fang)法(fa)(fa)的(de)(de)(de)条(tiao)件推断树等(deng)。这类(lei)算(suan)法(fa)(fa)也属(shu)(shu)(shu)于受体模型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)范畴(chou),计算(suan)速度(du)较快(kuai),在(zai)处理大量(liang)数(shu)(shu)据(ju)(ju)时具(ju)有优势(shi),可以更好地(di)(di)(di)解(jie)释传统(tong)统(tong)计学(xue)方(fang)(fang)法(fa)(fa)不能(neng)解(jie)释的(de)(de)(de)复杂空间(jian)关系[38]。例如(ru),Hu等(deng)[8]利用条(tiao)件推断树和(he)有限(xian)混(hun)合分(fen)布模型(xing)(xing)(xing)对珠三(san)角地(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)土(tu)壤(rang)(rang)重金属(shu)(shu)(shu)污染(ran)进行(xing)源(yuan)(yuan)解(jie)析,有效地(di)(di)(di)克(ke)服了区(qu)(qu)(qu)域尺度(du)下土(tu)壤(rang)(rang)背景及人为贡献的(de)(de)(de)空间(jian)变异性带(dai)来(lai)的(de)(de)(de)不确定性,并对天然来(lai)源(yuan)(yuan)和(he)人为来(lai)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)贡献进行(xing)定量(liang)解(jie)析,成(cheng)功识(shi)别了珠三(san)角地(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)影响表层(ceng)土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)重金属(shu)(shu)(shu)含量(liang)的(de)(de)(de)主要因素和(he)作用机(ji)(ji)制。同时,Zhong等(deng)[9]也将上述算(suan)法(fa)(fa)用于识(shi)别广西(xi)西(xi)北部(bu)表层(ceng)土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)重金属(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)来(lai)源(yuan)(yuan)及明(ming)确自然源(yuan)(yuan)和(he)人为源(yuan)(yuan)对表层(ceng)土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)累积(ji)的(de)(de)(de)重金属(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)贡献。宋(song)志(zhi)廷等(deng)[7]则利用随机(ji)(ji)森(sen)林构建(jian)了天津武清地(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)表层(ceng)土(tu)壤(rang)(rang)重金属(shu)(shu)(shu)源(yuan)(yuan)-汇量(liang)化关系。
1.4.1 条件(jian)推断树
条(tiao)件推断(duan)树通(tong)过条(tiao)件推断(duan)框架中(zhong)二(er)元递(di)归分(fen)(fen)(fen)裂来划分(fen)(fen)(fen)并预测自(zi)变(bian)(bian)(bian)量(liang)(liang)(liang)和(he)重(zhong)(zhong)金属浓度之间的(de)(de)回归关系[39]。该(gai)方法根据统计(ji)检(jian)验(yan)来确(que)定自(zi)变(bian)(bian)(bian)量(liang)(liang)(liang)和(he)分(fen)(fen)(fen)裂点(dian)的(de)(de)选择,即先假(jia)设所有自(zi)变(bian)(bian)(bian)量(liang)(liang)(liang)与因(yin)变(bian)(bian)(bian)量(liang)(liang)(liang)均独(du)立,再对它们进行卡方独(du)立检(jian)验(yan),检(jian)验(yan)P值(zhi)小于阈值(zhi)的(de)(de)自(zi)变(bian)(bian)(bian)量(liang)(liang)(liang)加入(ru)模型,相关性最(zui)强(qiang)的(de)(de)自(zi)变(bian)(bian)(bian)量(liang)(liang)(liang)作为第一次分(fen)(fen)(fen)裂的(de)(de)自(zi)变(bian)(bian)(bian)量(liang)(liang)(liang);自(zi)变(bian)(bian)(bian)量(liang)(liang)(liang)选择好(hao)后,用置换检(jian)验(yan)来选择分(fen)(fen)(fen)裂点(dian),当显著(zhu)(zhu)性检(jian)验(yan)发现自(zi)变(bian)(bian)(bian)量(liang)(liang)(liang)对重(zhong)(zhong)金属含量(liang)(liang)(liang)不再显著(zhu)(zhu)影(ying)响时,分(fen)(fen)(fen)裂即会(hui)自(zi)动(dong)停(ting)止(zhi),避免出现过拟合[8]。土壤重(zhong)(zhong)金属源(yuan)解析中(zhong),影(ying)响土壤中(zhong)重(zhong)(zhong)金属含量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)因(yin)素即为自(zi)变(bian)(bian)(bian)量(liang)(liang)(liang),如土壤类型、土地利用类型、人口密度、土壤有机质、道路交通(tong)状况(kuang)等;土壤中(zhong)重(zhong)(zhong)金属含量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)布(bu)概率即是上述自(zi)变(bian)(bian)(bian)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)条(tiao)件分(fen)(fen)(fen)布(bu)函数(shu)。
1.4.2 有限混合分布模型
有限(xian)混(hun)合分(fen)布(bu)模型(xing)用于(yu)获得(de)背景区(qu)域和污染区(qu)域中(zhong)土壤重(zhong)金属浓度(du)(du)混(hun)合观(guan)测(ce)值的(de)(de)(de)概(gai)(gai)率密(mi)度(du)(du)函数,它(ta)是将一个大群体(ti)的(de)(de)(de)概(gai)(gai)率分(fen)布(bu)模型(xing)分(fen)解为若干(gan)个子群体(ti)的(de)(de)(de)概(gai)(gai)率分(fen)布(bu)模型(xing)[8]。建立该模型(xing)的(de)(de)(de)前提是要确(que)定子群体(ti)的(de)(de)(de)数目(mu)、权(quan)重(zhong)及(ji)其概(gai)(gai)率密(mi)度(du)(du)函数的(de)(de)(de)选(xuan)择和参数设定,并(bing)且该模型(xing)假设所观(guan)测(ce)的(de)(de)(de)土壤重(zhong)金属含量数据(ju)可随机地从由多个子群体(ti)概(gai)(gai)率密(mi)度(du)(du)函数代表的(de)(de)(de)混(hun)合分(fen)布(bu)模型(xing)中(zhong)产生[8]。
1.4.3 随机森林(lin)
随(sui)机(ji)森林可以被(bei)看作是一(yi)个包含(han)了多个条件(jian)推断树(shu)的(de)分类(lei)器,是由Breiman基于统计学理论开发(fa)的(de)一(yi)种数(shu)据(ju)挖(wa)掘(jue)方法(fa),它的(de)提出(chu)是基于决(jue)策(ce)树(shu)分类(lei)器的(de)融(rong)合算法(fa)[40]。该算法(fa)利用bootstrap重抽(chou)样方法(fa)从(cong)原始样本中抽(chou)取多个样本,对每(mei)个bootstrap样本构建决(jue)策(ce)树(shu),然后将所有决(jue)策(ce)树(shu)预(yu)测(ce)(ce)(ce)平(ping)均值作为最终预(yu)测(ce)(ce)(ce)结果(guo)[7]。随(sui)机(ji)森林在(zai)不显著提高(gao)运算量(liang)的(de)前(qian)提下提高(gao)了预(yu)测(ce)(ce)(ce)精度,可用于估算各环境变量(liang)的(de)重要性系(xi)数(shu),从(cong)而进一(yi)步识别影响重金(jin)属含(han)量(liang)的(de)主(zhu)要因素(su)。
1.5 基于土壤重金属元素组成和空间关系的解析方法——空间分析法
空(kong)(kong)(kong)间(jian)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)法(fa)(fa)基于(yu)地理信息(xi)系统(tong)(tong)(tong)(tong),利用地统(tong)(tong)(tong)(tong)计结果和(he)采样点(dian)(dian)之间(jian)的(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)(kong)间(jian)关(guan)系,从有限样本对土(tu)壤(rang)(rang)重金(jin)属(shu)含(han)量的(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)(kong)间(jian)分(fen)(fen)布(bu)(bu)进行数(shu)字制(zhi)图,从而预测(ce)未采样点(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)数(shu)据(ju);该方(fang)法(fa)(fa)不仅可(ke)以使预测(ce)的(de)(de)(de)(de)误差方(fang)差达到最(zui)小(xiao)值(zhi)(zhi),同时(shi)也减少了(le)调研(yan)采样的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)量[24]。当(dang)研(yan)究(jiu)区(qu)(qu)受到明显的(de)(de)(de)(de)人为(wei)(wei)(wei)影响时(shi),土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)某些(xie)重金(jin)属(shu)异(yi)常(chang)(chang)高(gao)值(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)布(bu)(bu)通(tong)常(chang)(chang)会与(yu)工(gong)(gong)业、城镇(zhen)、农业等的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)布(bu)(bu)出(chu)(chu)现(xian)较(jiao)好的(de)(de)(de)(de)相关(guan)性(xing)。因此,重金(jin)属(shu)在(zai)空(kong)(kong)(kong)间(jian)上(shang)的(de)(de)(de)(de)变(bian)异(yi)尺(chi)度可(ke)作(zuo)为(wei)(wei)(wei)判(pan)断各重金(jin)属(shu)来源(yuan)的(de)(de)(de)(de)重要(yao)(yao)依据(ju):自然(ran)因素(su)作(zuo)用造成的(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)(kong)间(jian)变(bian)异(yi)尺(chi)度较(jiao)大(da),而人为(wei)(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)贡献(xian)主(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)体现(xian)在(zai)中(zhong)小(xiao)空(kong)(kong)(kong)间(jian)的(de)(de)(de)(de)尺(chi)度上(shang)[41]。该方(fang)法(fa)(fa)涉(she)及的(de)(de)(de)(de)插(cha)值(zhi)(zhi)法(fa)(fa)有反距离加权插(cha)值(zhi)(zhi)法(fa)(fa)(IDW)、克里格(ge)插(cha)值(zhi)(zhi)法(fa)(fa)(Kriging)、自然(ran)邻点(dian)(dian)插(cha)值(zhi)(zhi)法(fa)(fa)(Natural Neighbor)等,在(zai)空(kong)(kong)(kong)间(jian)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)过程中(zhong)需要(yao)(yao)根据(ju)实际情(qing)(qing)况合理选择和(he)运用插(cha)值(zhi)(zhi)法(fa)(fa),其中(zhong)以克里格(ge)插(cha)值(zhi)(zhi)法(fa)(fa)最(zui)为(wei)(wei)(wei)常(chang)(chang)见。空(kong)(kong)(kong)间(jian)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)法(fa)(fa)常(chang)(chang)与(yu)传统(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)多元统(tong)(tong)(tong)(tong)计方(fang)法(fa)(fa)、PCA/APCS等源(yuan)解(jie)析(xi)(xi)(xi)方(fang)法(fa)(fa)联用,尤其是在(zai)污(wu)染(ran)源(yuan)未知的(de)(de)(de)(de)情(qing)(qing)况下(xia),可(ke)直观获(huo)得污(wu)染(ran)源(yuan)对重金(jin)属(shu)贡献(xian)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)(kong)间(jian)分(fen)(fen)布(bu)(bu)。如陈丹青(qing)等[25]先利用相关(guan)性(xing)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)和(he)PCA/APCS定量解(jie)析(xi)(xi)(xi)了(le)广州市内表层(ceng)土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)污(wu)染(ran)较(jiao)重的(de)(de)(de)(de)Cd和(he)Hg的(de)(de)(de)(de)来源(yuan),然(ran)后利用空(kong)(kong)(kong)间(jian)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)法(fa)(fa)阐明了(le)Cd和(he)Hg来源(yuan)贡献(xian)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)(kong)间(jian)分(fen)(fen)布(bu)(bu)特征,指出(chu)(chu)Cd主(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)来源(yuan)于(yu)土(tu)壤(rang)(rang)母质(46.1%)和(he)交(jiao)通(tong)排放(42.8%),其中(zhong)42.3%的(de)(de)(de)(de)点(dian)(dian)位(wei)(wei)Cd以自然(ran)源(yuan)为(wei)(wei)(wei)主(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)并主(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)分(fen)(fen)布(bu)(bu)在(zai)研(yan)究(jiu)区(qu)(qu)域(yu)南部,57.7%的(de)(de)(de)(de)点(dian)(dian)位(wei)(wei)Cd以交(jiao)通(tong)源(yuan)为(wei)(wei)(wei)主(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)并主(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)分(fen)(fen)布(bu)(bu)在(zai)研(yan)究(jiu)区(qu)(qu)域(yu)中(zhong)部及北部,而Hg主(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)来源(yuan)于(yu)工(gong)(gong)业活动(dong)(45.4%)和(he)交(jiao)通(tong)排放(36.1%),其中(zhong)43.8%的(de)(de)(de)(de)点(dian)(dian)位(wei)(wei)Hg以工(gong)(gong)业源(yuan)为(wei)(wei)(wei)主(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)且(qie)主(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)分(fen)(fen)布(bu)(bu)在(zai)研(yan)究(jiu)区(qu)(qu)域(yu)的(de)(de)(de)(de)西(xi)南部地区(qu)(qu),42.8%的(de)(de)(de)(de)点(dian)(dian)位(wei)(wei)Hg以交(jiao)通(tong)源(yuan)为(wei)(wei)(wei)主(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)且(qie)主(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)分(fen)(fen)布(bu)(bu)在(zai)中(zhong)部和(he)北部区(qu)(qu)域(yu)。
1.6 不同土壤重金属源解析方法的比较
为给土壤重(zhong)金(jin)(jin)属源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)(jie)(jie)析(xi)(xi)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)中(zhong)(zhong)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)(jie)(jie)析(xi)(xi)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)选择(ze)提(ti)供参考,本研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)系统汇总(zong)了目(mu)前常用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)(jie)(jie)析(xi)(xi)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)优缺点、适用(yong)(yong)范围及其(qi)在土壤重(zhong)金(jin)(jin)属源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)(jie)(jie)析(xi)(xi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)应用(yong)(yong)情况(表(biao)1)。总(zong)体(ti)来(lai)看,传(chuan)统多(duo)元(yuan)统计(ji)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)关性分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)是基(ji)础,可以完善和(he)(he)支持PCA、FA或CA的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)结(jie)果;PCA和(he)(he)FA能有(you)效(xiao)地(di)识别重(zhong)金(jin)(jin)属来(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan),CA则(ze)能进(jin)一步(bu)对(dui)不同(tong)(tong)来(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)参数(shu)和(he)(he)变量进(jin)行分(fen)(fen)(fen)类(lei)组合,是PCA和(he)(he)FA的(de)(de)(de)(de)有(you)力(li)补充[27]。由于上(shang)述(shu)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)只能对(dui)污(wu)染(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)进(jin)行分(fen)(fen)(fen)类(lei),无法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)直接(jie)给出(chu)(chu)各污(wu)染(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)贡献(xian)(xian)(xian)率(lv),因此常配合空(kong)间分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、PMF、UNMIX受体(ti)模(mo)型、同(tong)(tong)位素(su)比值法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)等定(ding)量解(jie)(jie)(jie)析(xi)(xi)出(chu)(chu)污(wu)染(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)贡献(xian)(xian)(xian)率(lv)。对(dui)于不同(tong)(tong)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)(jie)(jie)析(xi)(xi)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)在112篇文(wen)献(xian)(xian)(xian)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)率(lv),本研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)采用(yong)(yong)各源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)(jie)(jie)析(xi)(xi)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)次数(shu)(若同(tong)(tong)一研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)采用(yong)(yong)多(duo)种源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)(jie)(jie)析(xi)(xi)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa),各源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)(jie)(jie)析(xi)(xi)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)分(fen)(fen)(fen)别计(ji)数(shu))除以所有(you)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)计(ji)数(shu)总(zong)和(he)(he)来(lai)计(ji)算(suan)。从(cong)表(biao)1可以看出(chu)(chu),目(mu)前的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)主(zhu)要以定(ding)性的(de)(de)(de)(de)土壤重(zhong)金(jin)(jin)属源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)(jie)(jie)析(xi)(xi)结(jie)果为主(zhu)[3],且传(chuan)统的(de)(de)(de)(de)多(duo)元(yuan)统计(ji)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(如PCA、相(xiang)关分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)、CA、FA)是目(mu)前最常用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)定(ding)性源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)(jie)(jie)析(xi)(xi)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa),占(zhan)(zhan)64.4%,其(qi)次为空(kong)间分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa),占(zhan)(zhan)10.7%;而涉及定(ding)量计(ji)算(suan)重(zhong)金(jin)(jin)属污(wu)染(ran)来(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)贡献(xian)(xian)(xian)率(lv)的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)还十(shi)分(fen)(fen)(fen)有(you)限,仅(jin)占(zhan)(zhan)17.9%,其(qi)中(zhong)(zhong)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)清单法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)占(zhan)(zhan)总(zong)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)(de)1.2%,同(tong)(tong)位素(su)比值法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)占(zhan)(zhan)3.6%,定(ding)量的(de)(de)(de)(de)多(duo)元(yuan)统计(ji)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)占(zhan)(zhan)10.2%,先(xian)进(jin)统计(ji)模(mo)型算(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)占(zhan)(zhan)2.8%。另外还有(you)定(ding)性解(jie)(jie)(jie)析(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)EF法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)(he)定(ding)量解(jie)(jie)(jie)析(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)Cubist、MCRWALS、随机梯度提(ti)升、逐步(bu)回归(gui)模(mo)型未纳入(ru)到表(biao)1中(zhong)(zhong),分(fen)(fen)(fen)别占(zhan)(zhan)调查总(zong)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)(de)5.5%和(he)(he)1.6%。
表1 不同的土壤重金属源解析方法比较
Table 1 Comparison of different source identification methods for heavy metals in soils
注:*基于本研究统计的112篇文献。
Note:*Based on the collected 112 references.
如前所述,各(ge)源解(jie)析(xi)(xi)(xi)方(fang)法(fa)都存在一定的局限性,如传(chuan)统的多(duo)元统计方(fang)法(fa)和(he)空(kong)间分(fen)析(xi)(xi)(xi)法(fa)只能定性识(shi)别主要污(wu)染物(wu),源排放清单法(fa)需要获得(de)不同(tong)(tong)潜在污(wu)染源投入信(xin)息(xi),PMF、UNMIX等(deng)要求(qiu)样品数(shu)据(ju)量大且不能识(shi)别有相(xiang)似贡献的源,同(tong)(tong)位(wei)素(su)比值(zhi)法(fa)必须知(zhi)道污(wu)染源的同(tong)(tong)位(wei)素(su)比值(zhi)信(xin)息(xi)等(deng)。随(sui)着上述方(fang)法(fa)的逐步成熟,将多(duo)种方(fang)法(fa)联合(he)使用(yong)(yong)或运(yun)用(yong)(yong)多(duo)种模型对(dui)同(tong)(tong)一对(dui)象进(jin)行(xing)源解(jie)析(xi)(xi)(xi)来对(dui)比分(fen)析(xi)(xi)(xi)结果以解(jie)决运(yun)用(yong)(yong)单一模型的局限性将成为(wei)未来源解(jie)析(xi)(xi)(xi)研究(jiu)的必然趋势。
2 近十年我国土壤中重金属污染主要来源的研究结果
从本(ben)文收(shou)集(ji)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)文献(xian)(xian)来(lai)(lai)(lai)看,现阶段(duan)我(wo)国土(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溯源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)工(gong)作主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)关注某一(yi)特定(ding)(ding)地(di)(di)(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu),针对(dui)全国范围的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)土(tu)(tu)壤(rang)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)很少(shao)。对(dui)农(nong)(nong)(nong)田(tian)土(tu)(tu)壤(rang)来(lai)(lai)(lai)讲,针对(dui)全国范围的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)是从重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)输入的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)度(du)(du),通过输入清单法(fa)(fa)进(jin)(jin)行调查和(he)(he)(he)(he)(he)(he)计(ji)算(suan)。前(qian)人通过统计(ji)数据发现,1999—2006年(nian),大(da)(da)(da)气(qi)沉(chen)(chen)(chen)(chen)降(jiang)和(he)(he)(he)(he)(he)(he)畜(chu)禽粪(fen)(fen)(fen)便(bian)(bian)是重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)进(jin)(jin)入农(nong)(nong)(nong)田(tian)土(tu)(tu)壤(rang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)来(lai)(lai)(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan),其中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)大(da)(da)(da)气(qi)沉(chen)(chen)(chen)(chen)降(jiang)对(dui)我(wo)国农(nong)(nong)(nong)田(tian)土(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)As、Cr、Hg、Ni和(he)(he)(he)(he)(he)(he)Pb的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)贡(gong)(gong)献(xian)(xian)率(lv)(lv)为43%~85%;畜(chu)禽粪(fen)(fen)(fen)便(bian)(bian)对(dui)Cu、Cd、Zn的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)贡(gong)(gong)献(xian)(xian)率(lv)(lv)大(da)(da)(da)约为69%、55%和(he)(he)(he)(he)(he)(he)51%;磷肥、污灌等(deng)(deng)虽不(bu)(bu)是主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)来(lai)(lai)(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan),但(dan)在部(bu)分施用过量(liang)地(di)(di)(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)其贡(gong)(gong)献(xian)(xian)也(ye)较(jiao)(jiao)大(da)(da)(da)[42]。2006—2015年(nian),大(da)(da)(da)气(qi)沉(chen)(chen)(chen)(chen)降(jiang)仍是我(wo)国农(nong)(nong)(nong)田(tian)土(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)大(da)(da)(da)部(bu)分重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)元素(除Cu以(yi)外(wai))的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)来(lai)(lai)(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan),贡(gong)(gong)献(xian)(xian)率(lv)(lv)占(zhan)54.8%~94.5%,Cu主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)受畜(chu)禽粪(fen)(fen)(fen)便(bian)(bian)影响(xiang)(63.4%),Zn则同(tong)(tong)时(shi)受控于(yu)大(da)(da)(da)气(qi)沉(chen)(chen)(chen)(chen)降(jiang)(54.9%)和(he)(he)(he)(he)(he)(he)畜(chu)禽粪(fen)(fen)(fen)便(bian)(bian)(43.8%)[43]。最新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)结果也(ye)表明,近(jin)十年(nian)我(wo)国农(nong)(nong)(nong)田(tian)土(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)(除Cu外(wai))主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)来(lai)(lai)(lai)自(zi)于(yu)大(da)(da)(da)气(qi)沉(chen)(chen)(chen)(chen)降(jiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)贡(gong)(gong)献(xian)(xian)(50%~93%)[44]。这(zhei)些研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)显示,在全国尺(chi)度(du)(du)上,大(da)(da)(da)气(qi)沉(chen)(chen)(chen)(chen)降(jiang)和(he)(he)(he)(he)(he)(he)畜(chu)禽粪(fen)(fen)(fen)便(bian)(bian)是目前(qian)我(wo)国农(nong)(nong)(nong)田(tian)土(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)元素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)输入源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan),其中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)以(yi)Cd的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)污染(ran)风险最高(gao),需要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)加以(yi)更多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)视。此外(wai),各(ge)个地(di)(di)(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)气(qi)候、土(tu)(tu)壤(rang)、人口(kou)密度(du)(du)、经济发展、土(tu)(tu)地(di)(di)(di)(di)(di)利用类型(xing)等(deng)(deng)方(fang)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差异也(ye)会造(zao)成土(tu)(tu)壤(rang)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)污染(ran)来(lai)(lai)(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)变(bian)异。从表2可以(yi)看到(dao),从定(ding)(ding)量(liang)解(jie)析污染(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)度(du)(du)来(lai)(lai)(lai)看,不(bu)(bu)同(tong)(tong)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)之间的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)污染(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)确实(shi)存(cun)在差异性(xing)。如(ru)北(bei)京潮河沿岸与顺义区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)农(nong)(nong)(nong)田(tian)土(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong),土(tu)(tu)壤(rang)母质(zhi)和(he)(he)(he)(he)(he)(he)采矿活(huo)动(dong)分别是这(zhei)两个研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)土(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)累(lei)(lei)积(ji)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)来(lai)(lai)(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan);福建省厦门市公(gong)园(yuan)和(he)(he)(he)(he)(he)(he)泉(quan)州市林地(di)(di)(di)(di)(di)土(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)分别以(yi)燃(ran)煤和(he)(he)(he)(he)(he)(he)土(tu)(tu)壤(rang)母质(zhi)为主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)来(lai)(lai)(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)。但(dan)是某些地(di)(di)(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)污染(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)比(bi)较(jiao)(jiao)一(yi)致(zhi),如(ru)江苏省的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)污染(ran)来(lai)(lai)(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)以(yi)工(gong)业(ye)(ye)活(huo)动(dong)和(he)(he)(he)(he)(he)(he)/或(huo)大(da)(da)(da)气(qi)沉(chen)(chen)(chen)(chen)降(jiang)为主(zhu)(zhu)(zhu),贡(gong)(gong)献(xian)(xian)率(lv)(lv)基(ji)(ji)本(ben)占(zhan)50%以(yi)上;湖南(nan)省土(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)累(lei)(lei)积(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)则主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)来(lai)(lai)(lai)自(zi)于(yu)采矿、冶炼等(deng)(deng)活(huo)动(dong)造(zao)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)业(ye)(ye)排放、大(da)(da)(da)气(qi)沉(chen)(chen)(chen)(chen)降(jiang)、交(jiao)通运输等(deng)(deng);广东(dong)省则以(yi)土(tu)(tu)壤(rang)母质(zhi)和(he)(he)(he)(he)(he)(he)工(gong)业(ye)(ye)活(huo)动(dong)为主(zhu)(zhu)(zhu)。总(zong)(zong)体来(lai)(lai)(lai)看,虽然不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)定(ding)(ding)量(liang)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析方(fang)法(fa)(fa)给出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)污染(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)贡(gong)(gong)献(xian)(xian)率(lv)(lv)存(cun)在差异性(xing),但(dan)基(ji)(ji)本(ben)能得出较(jiao)(jiao)一(yi)致(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)污染(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan);此外(wai),先进(jin)(jin)统计(ji)学算(suan)法(fa)(fa)还能进(jin)(jin)一(yi)步给出基(ji)(ji)础(chu)地(di)(di)(di)(di)(di)理条(tiao)件(jian)(如(ru)监测点距主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)道路、居民地(di)(di)(di)(di)(di)位置、主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)河流(liu)等(deng)(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)距离)、土(tu)(tu)壤(rang)基(ji)(ji)础(chu)条(tiao)件(jian)(如(ru)土(tu)(tu)壤(rang)类型(xing)、耕地(di)(di)(di)(di)(di)面积(ji)等(deng)(deng))、社会经济发展条(tiao)件(jian)(如(ru)人口(kou)数量(liang)、工(gong)业(ye)(ye)生产(chan)总(zong)(zong)值(zhi)、粮食平均单产(chan)等(deng)(deng))等(deng)(deng)对(dui)土(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)累(lei)(lei)积(ji)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)贡(gong)(gong)献(xian)(xian)。由于(yu)定(ding)(ding)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)有(you)限,为了更好(hao)地(di)(di)(di)(di)(di)统计(ji)及(ji)阐(chan)明近(jin)十年(nian)我(wo)国土(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)污染(ran)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)来(lai)(lai)(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)问(wen)题,下面将(jiang)汇总(zong)(zong)定(ding)(ding)性(xing)和(he)(he)(he)(he)(he)(he)定(ding)(ding)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu),将(jiang)我(wo)国划分为7个区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)域(yu)(东(dong)北(bei)地(di)(di)(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)、华北(bei)地(di)(di)(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)、华东(dong)地(di)(di)(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)、华中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)地(di)(di)(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)、华南(nan)地(di)(di)(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)、西(xi)北(bei)地(di)(di)(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)、西(xi)南(nan)地(di)(di)(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu))分别进(jin)(jin)行讨论,具体见(jian)表3。
表2 近十年定量源解析方法应用汇总
Table 2 Application of source apportionment in soils in recent ten years
续表2近十年定量源解析方法应用汇总
Continued table 2 Application of source apportionment in soils in recent ten years
表3 近十年我国土壤重金属源解析统计结果
Table 3 Statistical results of source apportionment of heavy metals in soils in China in recent ten years
2.1 东北地区
该地(di)(di)区(qu)(qu)近十年土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)重金属(shu)(shu)源(yuan)(yuan)解析(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)文献共收集15篇,涵(han)盖(gai)了分(fen)(fen)布于黑(hei)龙江、吉林(lin)和(he)辽(liao)宁3省的(de)(de)(de)(de)不同地(di)(di)区(qu)(qu),涉(she)及(ji)(ji)1338个表层土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)样品(pin),所采用(yong)的(de)(de)(de)(de)定性(xing)源(yuan)(yuan)解析(xi)(xi)方(fang)法主(zhu)(zhu)要为(wei)PCA、相关性(xing)分(fen)(fen)析(xi)(xi)、空间分(fen)(fen)析(xi)(xi)等,定量源(yuan)(yuan)解析(xi)(xi)方(fang)法有(you)PMF、同位素(su)比值(zhi)法等(表3)。总体来(lai)(lai)看,东北(bei)地(di)(di)区(qu)(qu)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)污(wu)染的(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)要重金属(shu)(shu)元(yuan)素(su)为(wei)Cd,其次也(ye)(ye)出现(xian)Pb、Cu、Zn、Hg等的(de)(de)(de)(de)富集。农(nong)田土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)中(zhong),Cd、Cu、Zn主(zhu)(zhu)要的(de)(de)(de)(de)污(wu)染来(lai)(lai)源(yuan)(yuan)为(wei)有(you)机肥(fei)、化肥(fei)、农(nong)药施用(yong)等农(nong)业(ye)(ye)(ye)(ye)活(huo)动(dong)(dong),部(bu)分(fen)(fen)地(di)(di)区(qu)(qu)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)母质(zhi)成为(wei)Cu和(he)Zn的(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)要来(lai)(lai)源(yuan)(yuan),但在(zai)靠近城(cheng)区(qu)(qu)或(huo)者工(gong)业(ye)(ye)(ye)(ye)区(qu)(qu)附(fu)近,交(jiao)通排(pai)(pai)放(fang)、采矿活(huo)动(dong)(dong)则(ze)占据(ju)主(zhu)(zhu)导(dao)地(di)(di)位;As和(he)Hg受工(gong)业(ye)(ye)(ye)(ye)排(pai)(pai)放(fang)及(ji)(ji)煤(mei)燃烧(shao)的(de)(de)(de)(de)影响(xiang)较大,同时农(nong)业(ye)(ye)(ye)(ye)活(huo)动(dong)(dong)对As也(ye)(ye)有(you)贡(gong)献;Pb的(de)(de)(de)(de)来(lai)(lai)源(yuan)(yuan)比较复杂,主(zhu)(zhu)要来(lai)(lai)源(yuan)(yuan)于工(gong)业(ye)(ye)(ye)(ye)(冶(ye)炼、燃煤(mei)等)、交(jiao)通排(pai)(pai)放(fang)和(he)居民的(de)(de)(de)(de)生活(huo)垃圾;Cr和(he)Ni则(ze)主(zhu)(zhu)要受土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)母质(zhi)控制,部(bu)分(fen)(fen)地(di)(di)区(qu)(qu)也(ye)(ye)有(you)农(nong)业(ye)(ye)(ye)(ye)活(huo)动(dong)(dong)影响(xiang);对于非农(nong)田土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang),重金属(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)来(lai)(lai)源(yuan)(yuan)则(ze)与(yu)(yu)当地(di)(di)的(de)(de)(de)(de)环境有(you)关,如辽(liao)宁省作为(wei)我国重要的(de)(de)(de)(de)重工(gong)业(ye)(ye)(ye)(ye)基(ji)地(di)(di),该地(di)(di)区(qu)(qu)城(cheng)市土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)重金属(shu)(shu)元(yuan)素(su)基(ji)本(ben)都与(yu)(yu)工(gong)业(ye)(ye)(ye)(ye)及(ji)(ji)交(jiao)通源(yuan)(yuan)有(you)关,虽(sui)然Cr和(he)Ni主(zhu)(zhu)要与(yu)(yu)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)母质(zhi)有(you)关,但Cr仍受到工(gong)业(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)影响(xiang)。
续表3近十年我国土壤重金属源解析统计结果
Continued table 3 Statistical results of source apportionment of heavy metals in soils in China in recent ten years
续表3近十年我国土壤重金属源解析统计结果
Continued table 3 Statistical results of source apportionment of heavy metals in soils in China in recent ten years
注:(1)a仅列出了表层土的样品数量;(2)b“农田”“部分农田”“其他”分别指文献中“土壤类型仅为农田土壤”“一部分土壤类型为农田土壤”“土壤类型不包括农田土壤”;(3)表中括号内的数字代表涉及该条目的文献数量。
Note:(1)aonly surface soil samples are listed;(2)b"farmland""some farmland"and"others"respectively mean that the soil type is"only argicultural soil""some argicultural soil"and"no argicultural soil"in the references;(3)The number in parenthese represent the number of references related to this item.
2.2 华北地区
关(guan)于华北地(di)(di)(di)区(qu)土(tu)(tu)壤重(zhong)金(jin)属(shu)(shu)源(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)(xi)的(de)近期(qi)文(wen)章共发(fa)现了13篇,涉及北京(jing)、天(tian)津、河北、山西和内蒙(meng)古地(di)(di)(di)区(qu)的(de)2831个表层土(tu)(tu)壤样品(pin),所(suo)采(cai)用的(de)定(ding)性源(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)(xi)方法(fa)主(zhu)(zhu)要(yao)为PCA、相关(guan)性分析(xi)(xi)、空(kong)间分析(xi)(xi)等,定(ding)量源(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)(xi)方法(fa)有(you)(you)PMF、PCA-MLR、同位素比(bi)值法(fa)等(表3)。总体上,华北地(di)(di)(di)区(qu)农(nong)(nong)田(tian)土(tu)(tu)壤中的(de)主(zhu)(zhu)要(yao)污(wu)(wu)染(ran)重(zhong)金(jin)属(shu)(shu)元素是Cd,其(qi)次有(you)(you)Cu、Hg、Zn、Pb等。该地(di)(di)(di)区(qu)农(nong)(nong)田(tian)土(tu)(tu)壤中的(de)As、Cr、Ni主(zhu)(zhu)要(yao)受(shou)土(tu)(tu)壤母质的(de)控制,个别(bie)地(di)(di)(di)方的(de)As还(hai)有(you)(you)采(cai)矿活(huo)(huo)动(dong)(dong)和大(da)气沉(chen)降(jiang)的(de)贡(gong)献(xian);除(chu)此以外,其(qi)余重(zhong)金(jin)属(shu)(shu)元素都受(shou)到(dao)一定(ding)程(cheng)(cheng)度的(de)外源(yuan)(yuan)污(wu)(wu)染(ran)。Cd、Cu和Zn的(de)污(wu)(wu)染(ran)来源(yuan)(yuan)仍(reng)以农(nong)(nong)业(ye)活(huo)(huo)动(dong)(dong)(肥料、农(nong)(nong)药、灌(guan)溉(gai)水)为主(zhu)(zhu),部分地(di)(di)(di)区(qu)Cd还(hai)受(shou)到(dao)工(gong)业(ye)活(huo)(huo)动(dong)(dong)的(de)影响。对于Pb的(de)来源(yuan)(yuan),土(tu)(tu)壤母质、采(cai)矿活(huo)(huo)动(dong)(dong)、大(da)气沉(chen)降(jiang)、污(wu)(wu)水灌(guan)溉(gai)等都有(you)(you)一定(ding)程(cheng)(cheng)度的(de)贡(gong)献(xian)。Hg主(zhu)(zhu)要(yao)受(shou)大(da)气沉(chen)降(jiang)和灌(guan)溉(gai)水控制,局部地(di)(di)(di)区(qu)有(you)(you)工(gong)业(ye)活(huo)(huo)动(dong)(dong)的(de)影响。对于工(gong)业(ye)区(qu)周边的(de)非农(nong)(nong)田(tian)土(tu)(tu)壤来说,重(zhong)金(jin)属(shu)(shu)的(de)累(lei)积明(ming)显与工(gong)业(ye)活(huo)(huo)动(dong)(dong)、燃(ran)煤、交(jiao)通排放(fang)紧密相关(guan)。
2.3 华东地区
华东地(di)(di)(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)重金(jin)(jin)属(shu)(shu)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)工(gong)(gong)(gong)(gong)作研究程度比较高,收集到的(de)(de)(de)(de)(de)相关(guan)文献(xian)有(you)40篇,区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)域主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)集中(zhong)在浙江、江苏(su)和(he)(he)山东,涉(she)及(ji)6071个表层土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)样品,所采用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)定性(xing)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)方法主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)为(wei)(wei)PCA、相关(guan)分(fen)(fen)(fen)析(xi)、CA、空间分(fen)(fen)(fen)析(xi)等,定量源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)方法有(you)PMF、同位(wei)素(su)比值(zhi)法及(ji)混(hun)合方法等(表3)。该地(di)(di)(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)污(wu)染(ran)(ran)(ran)元素(su)仍为(wei)(wei)Cd,其次为(wei)(wei)Cu、Hg等。山东寿光(guang)地(di)(di)(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)大棚土(tu)(tu)中(zhong),Cd、Cu、Zn、Hg受(shou)(shou)控于(yu)施(shi)用(yong)肥(fei)料和(he)(he)农(nong)药(yao)等农(nong)业(ye)(ye)(ye)(ye)活(huo)动(dong)(dong),As、Pb、Cr、Ni则(ze)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)来(lai)(lai)(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)于(yu)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)母(mu)质(zhi),后三者(zhe)还有(you)工(gong)(gong)(gong)(gong)业(ye)(ye)(ye)(ye)活(huo)动(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)贡(gong)献(xian)。而南京地(di)(di)(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)农(nong)田土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)Cd则(ze)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)来(lai)(lai)(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)于(yu)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)母(mu)质(zhi)和(he)(he)肥(fei)料等农(nong)业(ye)(ye)(ye)(ye)投(tou)入(ru)品这(zhei)两者(zhe)的(de)(de)(de)(de)(de)贡(gong)献(xian);Cu和(he)(he)Zn的(de)(de)(de)(de)(de)来(lai)(lai)(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)一(yi)致,以(yi)农(nong)业(ye)(ye)(ye)(ye)投(tou)入(ru)品(如(ru)(ru)(ru)肥(fei)料)为(wei)(wei)主(zhu)(zhu)(zhu),其次还有(you)大气(qi)沉(chen)(chen)降(交(jiao)通(tong)(tong)、工(gong)(gong)(gong)(gong)业(ye)(ye)(ye)(ye)活(huo)动(dong)(dong))的(de)(de)(de)(de)(de)贡(gong)献(xian);Hg的(de)(de)(de)(de)(de)来(lai)(lai)(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)复杂,受(shou)(shou)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)母(mu)质(zhi)、工(gong)(gong)(gong)(gong)业(ye)(ye)(ye)(ye)排放(如(ru)(ru)(ru)燃煤)、交(jiao)通(tong)(tong)、农(nong)业(ye)(ye)(ye)(ye)(如(ru)(ru)(ru)高Hg农(nong)药(yao))等多因素(su)影响;As则(ze)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)受(shou)(shou)控于(yu)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)母(mu)质(zhi)及(ji)交(jiao)通(tong)(tong)和(he)(he)工(gong)(gong)(gong)(gong)业(ye)(ye)(ye)(ye)活(huo)动(dong)(dong)引起的(de)(de)(de)(de)(de)大气(qi)沉(chen)(chen)降;Pb来(lai)(lai)(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)于(yu)大气(qi)沉(chen)(chen)降(交(jiao)通(tong)(tong)、工(gong)(gong)(gong)(gong)业(ye)(ye)(ye)(ye)活(huo)动(dong)(dong))的(de)(de)(de)(de)(de)贡(gong)献(xian);Cr和(he)(he)Ni除了受(shou)(shou)工(gong)(gong)(gong)(gong)业(ye)(ye)(ye)(ye)活(huo)动(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)影响,部分(fen)(fen)(fen)地(di)(di)(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)肥(fei)料对Cr也(ye)有(you)贡(gong)献(xian)。总体来(lai)(lai)(lai)看,工(gong)(gong)(gong)(gong)业(ye)(ye)(ye)(ye)活(huo)动(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)贡(gong)献(xian)在南京地(di)(di)(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)相对较高,与(yu)定量解(jie)析(xi)结果(guo)基(ji)本(ben)(ben)一(yi)致(表2)。对于(yu)浙江地(di)(di)(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu),其土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)中(zhong)各重金(jin)(jin)属(shu)(shu)元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)染(ran)(ran)(ran)来(lai)(lai)(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)基(ji)本(ben)(ben)与(yu)南京地(di)(di)(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)一(yi)致,但Cd和(he)(he)Cu以(yi)及(ji)Pb和(he)(he)As还分(fen)(fen)(fen)别增加了工(gong)(gong)(gong)(gong)业(ye)(ye)(ye)(ye)(如(ru)(ru)(ru)铅(qian)电(dian)池厂、电(dian)子废料等)以(yi)及(ji)农(nong)业(ye)(ye)(ye)(ye)活(huo)动(dong)(dong)(如(ru)(ru)(ru)肥(fei)料施(shi)用(yong))的(de)(de)(de)(de)(de)贡(gong)献(xian)。总体来(lai)(lai)(lai)看,土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)母(mu)质(zhi),人(ren)为(wei)(wei)污(wu)染(ran)(ran)(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)中(zhong)大气(qi)沉(chen)(chen)降(工(gong)(gong)(gong)(gong)业(ye)(ye)(ye)(ye)和(he)(he)交(jiao)通(tong)(tong))、农(nong)业(ye)(ye)(ye)(ye)活(huo)动(dong)(dong)以(yi)及(ji)工(gong)(gong)(gong)(gong)业(ye)(ye)(ye)(ye)活(huo)动(dong)(dong)是(shi)南京和(he)(he)浙江地(di)(di)(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)农(nong)田土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)中(zhong)Cd、As、Pb、Hg、Cu、Zn的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)污(wu)染(ran)(ran)(ran)来(lai)(lai)(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan),与(yu)安(an)徽、上(shang)海、福建地(di)(di)(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)染(ran)(ran)(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)类型基(ji)本(ben)(ben)一(yi)致。对于(yu)华东地(di)(di)(di)(di)(di)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)非农(nong)业(ye)(ye)(ye)(ye)土(tu)(tu)地(di)(di)(di)(di)(di)利(li)用(yong)类型的(de)(de)(de)(de)(de)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)来(lai)(lai)(lai)说,尤其是(shi)工(gong)(gong)(gong)(gong)业(ye)(ye)(ye)(ye)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)附近,除部分(fen)(fen)(fen)元素(su)(如(ru)(ru)(ru) As、Cu、Cr、Ni)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)受(shou)(shou)控于(yu)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)母(mu)质(zhi)外,主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)是(shi)工(gong)(gong)(gong)(gong)业(ye)(ye)(ye)(ye)活(huo)动(dong)(dong)造成了土(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)中(zhong)其他重金(jin)(jin)属(shu)(shu)元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)累(lei)积。
2.4 华中地区
关于华中地(di)(di)(di)区(qu)(qu)的(de)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)源解析(xi)文献有16篇,主(zhu)要(yao)集(ji)中在湖北、湖南、河南地(di)(di)(di)区(qu)(qu),涉及(ji)7819个表层土(tu)(tu)(tu)壤(rang)样品,所采用的(de)定(ding)性(xing)源解析(xi)方法(fa)(fa)主(zhu)要(yao)为(wei)PCA、相关分(fen)析(xi)、空间分(fen)析(xi)等,定(ding)量源解析(xi)方法(fa)(fa)有混合方法(fa)(fa)、PMF、同(tong)(tong)位素比值法(fa)(fa)等(表3)。总体(ti)来看,Cd为(wei)主(zhu)要(yao)的(de)污染(ran)(ran)元(yuan)(yuan)素,其(qi)(qi)次有Pb、Cu、Zn等。湖北地(di)(di)(di)区(qu)(qu)的(de)工(gong)业活(huo)动(dong)是农(nong)田(tian)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)中8种重(zhong)金(jin)(jin)属元(yuan)(yuan)素(尤(you)其(qi)(qi)是Cd、Cu、Zn)的(de)主(zhu)要(yao)污染(ran)(ran)来源,同(tong)(tong)时土(tu)(tu)(tu)壤(rang)母质(zhi)也影(ying)响着大部分(fen)重(zhong)金(jin)(jin)属元(yuan)(yuan)素(如Cd、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni)的(de)累积;除此(ci)之(zhi)外,Pb还受(shou)到(dao)交通(tong)的(de)影(ying)响,Cd、Cu和Zn还受(shou)到(dao)农(nong)业活(huo)动(dong)的(de)影(ying)响。对湖南来说,其(qi)(qi)研究区(qu)(qu)域主(zhu)要(yao)集(ji)中在矿区(qu)(qu)附近,尽管土(tu)(tu)(tu)地(di)(di)(di)利用类型不(bu)同(tong)(tong),人为(wei)污染(ran)(ran)源中工(gong)业活(huo)动(dong)(冶炼、燃煤)及(ji)其(qi)(qi)产(chan)生的(de)大气(qi)沉(chen)降仍是该地(di)(di)(di)区(qu)(qu)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)中重(zhong)金(jin)(jin)属累积的(de)主(zhu)要(yao)来源,与定(ding)量源解析(xi)研究结(jie)果(guo)一致(表2),而肥料的(de)施用只在部分(fen)农(nong)田(tian)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)中对Cd、As、Cu、Zn有一定(ding)的(de)贡(gong)献。
2.5 华南地区
华南地区(qu)的土壤(rang)源(yuan)(yuan)解(jie)析文(wen)献(xian)共(gong)收集(ji)了11篇,主(zhu)(zhu)(zhu)要针对(dui)(dui)(dui)广(guang)东(dong),仅2篇涉及广(guang)西,共(gong)采(cai)集(ji)3041个表(biao)(biao)层土壤(rang)样品,所(suo)采(cai)用的定性源(yuan)(yuan)解(jie)析方(fang)法(fa)主(zhu)(zhu)(zhu)要为PCA、相(xiang)关分(fen)析、CA、空间分(fen)析等(deng)(deng),定量源(yuan)(yuan)解(jie)析方(fang)法(fa)有条件推(tui)断(duan)树、有限混合分(fen)布(bu)模型、随机森林等(deng)(deng)(表(biao)(biao)3)。该区(qu)主(zhu)(zhu)(zhu)要的污染重(zhong)金属元素为Cd和(he)Hg。广(guang)东(dong)地区(qu)土壤(rang)中重(zhong)金属的主(zhu)(zhu)(zhu)要污染来(lai)源(yuan)(yuan)与华中地区(qu)相(xiang)似,即(ji)工业活(huo)动(dong)(主(zhu)(zhu)(zhu)要针对(dui)(dui)(dui)Cd、As、Pb、Hg)和(he)土壤(rang)母质(主(zhu)(zhu)(zhu)要针对(dui)(dui)(dui)Cu、Zn、Cr、Ni),基本与定量源(yuan)(yuan)解(jie)析研究(jiu)结果一致(zhi)(表(biao)(biao)2);施用化肥等(deng)(deng)农业活(huo)动(dong)(如Cd、As、Cu、Zn等(deng)(deng))和(he)交(jiao)通排放(如Cd、As、Pb、Hg、Zn等(deng)(deng))对(dui)(dui)(dui)某些重(zhong)金属元素也(ye)有贡献(xian)。
2.6 西北地区
关于(yu)(yu)西北地(di)区(qu)的(de)(de)相关文献共收(shou)集了(le)11篇,集中(zhong)在甘(gan)肃、陕西和(he)新疆(jiang),涉及(ji)1463个表(biao)层(ceng)土壤(rang)样品,所采用的(de)(de)定(ding)性(xing)源(yuan)解(jie)析(xi)方法主要(yao)为(wei)(wei)PCA、相关分析(xi)、EF等,定(ding)量(liang)源(yuan)解(jie)析(xi)方法有PMF及(ji)混合(he)方法等(表(biao)3)。结果显示,该(gai)地(di)区(qu)土壤(rang)主要(yao)的(de)(de)污(wu)染(ran)元素为(wei)(wei)Hg、Pb、Cu、Zn,其次为(wei)(wei)Cd等。农田土壤(rang)中(zhong)的(de)(de)Hg主要(yao)来(lai)源(yuan)于(yu)(yu)工业活动(dong)(dong)和(he)污(wu)灌;Cd、Pb、Cu、Zn主要(yao)受到了(le)农业活动(dong)(dong)(如肥料、农药、污(wu)灌等)、工业活动(dong)(dong)(降(jiang)尘)以及(ji)交通排放的(de)(de)影(ying)响;As、Cr、Ni主要(yao)受土壤(rang)母(mu)(mu)质控制,局部地(di)区(qu)As受工业及(ji)污(wu)灌的(de)(de)影(ying)响。对(dui)于(yu)(yu)城市土壤(rang)而言,除(chu)了(le)土壤(rang)母(mu)(mu)质的(de)(de)贡献以外,交通排放和(he)工业活动(dong)(dong)(如燃煤)对(dui)Pb、Cu、Zn、Cr的(de)(de)贡献也较大(da)。由此可见,农业活动(dong)(dong)和(he)工业活动(dong)(dong)共同影(ying)响该(gai)地(di)区(qu)土壤(rang)中(zhong)的(de)(de)重金属累(lei)积。
2.7 西南地区
西南地区的(de)研究程度相对(dui)较低,共收集到6篇(pian)文献(xian),研究区域分布(bu)在四川、云南和贵州省(sheng),涉(she)及6071个表层(ceng)土(tu)壤(rang)样品,所采用(yong)的(de)定(ding)性源(yuan)解(jie)析(xi)方法(fa)(fa)主(zhu)要为PCA、相关分析(xi)、CA等,定(ding)量源(yuan)解(jie)析(xi)方法(fa)(fa)为混(hun)合(he)方法(fa)(fa)(表3)。总(zong)体来(lai)看,该地区的(de)主(zhu)要污(wu)(wu)染(ran)元素为Cd和Hg,其(qi)次是Pb、Zn等。工(gong)业排放、燃(ran)煤与农(nong)业活动(肥(fei)料和农(nong)药(yao))这(zhei)3种污(wu)(wu)染(ran)源(yuan)对(dui)该地区农(nong)田土(tu)壤(rang)中8种重(zhong)(zhong)金属(shu)累(lei)积(ji)的(de)贡(gong)献(xian)都很大,与针对(dui)重(zhong)(zhong)庆(qing)和云南地区的(de)定(ding)量源(yuan)解(jie)析(xi)方法(fa)(fa)得出的(de)结果一致(zhi)。除此(ci)之外(wai),交通排放对(dui)As、Pb、Cu和Zn也有一定(ding)的(de)贡(gong)献(xian)。
2.8 全国重金属污染特征与污染来源
由于土壤(rang)污(wu)染来(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)繁多、变异(yi)性大,因此研(yan)究(jiu)者在针对(dui)特定研(yan)究(jiu)区域开展土壤(rang)源(yuan)(yuan)(yuan)解析工作时常采用(yong)多种(zhong)方法以提高源(yuan)(yuan)(yuan)解析结果(guo)的(de)可信度。总体(ti)来(lai)看,上述研(yan)究(jiu)利用(yong)不同(tong)源(yuan)(yuan)(yuan)解析方法得(de)到的(de)源(yuan)(yuan)(yuan)解析结果(guo)基本一(yi)致,能够(gou)相互(hu)印证、互(hu)相支持。
本研究的统计结(jie)果显(xian)示,Cd是全国(guo)(guo)范围内土(tu)壤中的主要污染重金属,同时(shi)也存在Cu、Zn、Pb、Hg的污染。Niu等[137]通过分(fen)析(xi)采自全国(guo)(guo)31个省、市、自治区的131个农田表(biao)层土(tu)壤指出,Pb、Cd、Zn、Cu的平(ping)均含量(liang)明显(xian)高(gao)于土(tu)壤背(bei)景值(分(fen)别为23.5、0.079、68.0、20.7 mg·kg-1)[138];此(ci)外,Cd的污染指数(shu)最高(gao),是最主要的污染重金属元素,主要结(jie)论(lun)与本文一(yi)致。
综合上述近十(shi)年(nian)我国不同地区(qu)(qu)土(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)的(de)(de)(de)重(zhong)金属污染特(te)征及源(yuan)解(jie)析(xi)研究,总体来(lai)看,土(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)的(de)(de)(de)Cd在东北(bei)(bei)、华(hua)北(bei)(bei)、华(hua)东和(he)西北(bei)(bei)地区(qu)(qu)以(yi)(yi)农业投(tou)入为较重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)来(lai)源(yuan),而在采(cai)矿业比较发达的(de)(de)(de)华(hua)中(zhong)、华(hua)南(nan)(nan)和(he)西南(nan)(nan)地区(qu)(qu)则(ze)受到更多工业活动的(de)(de)(de)影响。Cd在土(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)的(de)(de)(de)背景浓度仅为0.074 mg·kg-1[138],而通过不同途(tu)径投(tou)入到土(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)的(de)(de)(de)总量则(ze)相(xiang)对较高(gao),以(yi)(yi)每年(nian)0.004 mg·kg-1的(de)(de)(de)速(su)率增(zeng)加[44],导(dao)致了土(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)的(de)(de)(de)Cd含(han)量在人(ren)为影响下快速(su)上升,翻倍大概仅需要(yao)近20年(nian),也因此解(jie)释(shi)了绝(jue)大部分研究发现人(ren)为来(lai)源(yuan)是土(tu)(tu)壤(rang)Cd的(de)(de)(de)主要(yao)来(lai)源(yuan)。
土壤中(zhong)Cu和(he)(he)Zn的(de)全(quan)国平均背(bei)景(jing)值为20.0 mg·kg-1和(he)(he)67.0 mg·kg-1[138],而外源投入每年(nian)带来的(de)增加量为0.281 mg·kg-1和(he)(he)0.967 mg·kg-1[44],经过(guo)大概(gai) 70年(nian)土壤中(zhong)Cu和(he)(he)Zn的(de)含量即可以翻倍,因此(ci)Cu和(he)(he)Zn是继Cd之(zhi)后具(ju)有(you)快(kuai)速增长风险的(de)重金(jin)属(shu)元(yuan)素(su)。与Cd类似,Cu和(he)(he)Zn污染在(zai)东(dong)北、华(hua)北、华(hua)东(dong)和(he)(he)西(xi)北地区(qu)主要来源于施肥等农业活(huo)动,而在(zai)华(hua)中(zhong)、华(hua)南和(he)(he)西(xi)南地区(qu)则受到(dao)更(geng)多(duo)的(de)工业活(huo)动的(de)影(ying)响,甚至(zhi)以工业活(huo)动为主。
土(tu)壤(rang)中Hg和(he)Pb的全国(guo)平均背景值为0.04 mg·kg-1和(he)24 mg·kg-1[138],而外源(yuan)投入(ru)每年(nian)带来(lai)的增(zeng)加量(liang)为0.000 4 mg·kg-1和(he) 0.156 mg·kg-1[44],按此计算(suan),分别经过大概100年(nian)和(he)150年(nian)土(tu)壤(rang)中Hg和(he)Pb的含量(liang)可以翻倍,可见(jian)Hg对(dui)外界污染也(ye)(ye)很敏(min)感。本(ben)文汇总的结(jie)果显示,Hg主要受(shou)(shou)工业活动(dong)及(ji)其(qi)产生的大气(qi)沉(chen)降影响(xiang)(xiang),局部地区受(shou)(shou)施用高Hg农药影响(xiang)(xiang);Pb一方面来(lai)源(yuan)于交(jiao)通(tong)运(yun)输[139],汽车尾气(qi)产生的Pb会随(sui)着(zhe)降尘进入(ru)表(biao)层(ceng)土(tu),此外冶炼厂(chang)的含Pb灰尘也(ye)(ye)容易进入(ru)土(tu)壤(rang)。总体来(lai)看,Pb的来(lai)源(yuan)比较复杂,受(shou)(shou)到工业活动(dong)、交(jiao)通(tong)和(he)大气(qi)沉(chen)降等来(lai)源(yuan)的共同影响(xiang)(xiang)。
土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)(zhong) As、Cr、Ni的(de)(de)全(quan)国平均背景值为(wei) 9.2、54、23 mg·kg-1[138],而(er)外源(yuan)(yuan)(yuan)投入每年带来的(de)(de)增加为(wei)0.027、0.128、0.054 mg·kg-1[44],按(an)此计算经过大概 340、420、430年土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)(zhong)As、Cr、Ni的(de)(de)含量(liang)(liang)可以(yi)翻倍,对外界(jie)污(wu)染相(xiang)对不(bu)敏感,这与(yu)汇总的(de)(de)结果相(xiang)一(yi)致(zhi)。汇总结果显示(shi)As、Cr、Ni的(de)(de)人为(wei)源(yuan)(yuan)(yuan)贡(gong)献较小(xiao),主要(yao)受(shou)土(tu)壤(rang)(rang)母质的(de)(de)控(kong)制,少数(shu)地区受(shou)工业(ye)和农业(ye)活动的(de)(de)影响。As元素(su)常伴生于硫(liu)化物矿中(zhong)(zhong),且各(ge)种煤中(zhong)(zhong)的(de)(de)As含量(liang)(liang)在3~45 mg·kg-1之间,故可作(zuo)为(wei)金属冶炼和燃煤的(de)(de)标志元素(su)[140]。土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)Cr和Ni通(tong)常高度(du)相(xiang)关[139],且土(tu)壤(rang)(rang)母质和点源(yuan)(yuan)(yuan)污(wu)染(如小(xiao)型工厂(chang))均会造(zao)成土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)(zhong)Ni和Cr的(de)(de)累积,局部地区点源(yuan)(yuan)(yuan)污(wu)染的(de)(de)贡(gong)献更大[92]。
3 结论
(1)近十年我(wo)国土(tu)壤(rang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要重金(jin)属污(wu)(wu)染(ran)(ran)元素为(wei)Cd,同(tong)时还存在Cu、Zn、Pb、Hg的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)(ran)。土(tu)壤(rang)中(zhong)Cd、Cu、Zn的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要人为(wei)污(wu)(wu)染(ran)(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)来(lai)自于(yu)施(shi)肥等农业(ye)(ye)活(huo)动(dong)(dong)(dong),部分地区(qu)还来(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)于(yu)工(gong)业(ye)(ye)活(huo)动(dong)(dong)(dong),甚至以(yi)工(gong)业(ye)(ye)活(huo)动(dong)(dong)(dong)为(wei)主(zhu);Hg主(zhu)要来(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)于(yu)工(gong)业(ye)(ye)活(huo)动(dong)(dong)(dong)及(ji)其产(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)气沉(chen)降,局部地区(qu)叠(die)(die)加(jia)高Hg农药的(de)(de)(de)(de)(de)贡(gong)献;Pb的(de)(de)(de)(de)(de)来(lai)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)比较复(fu)杂(za)多样;As、Cr、Ni的(de)(de)(de)(de)(de)人为(wei)污(wu)(wu)染(ran)(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)贡(gong)献较小,主(zhu)要受土(tu)壤(rang)母质(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)控制,少数叠(die)(die)加(jia)工(gong)业(ye)(ye)和(he)农业(ye)(ye)活(huo)动(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)贡(gong)献。总体来(lai)说,虽然不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)定(ding)量源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解析方法(fa)给(ji)出的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)贡(gong)献率(lv)存在差异性,但(dan)基本(ben)能得出较一致的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要污(wu)(wu)染(ran)(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)信息。
(2)针对(dui)土(tu)壤(rang)环境介质的(de)重(zhong)金(jin)属(shu)(shu)污(wu)染(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)(xi)(xi)(xi)研(yan)究(jiu)工(gong)作(zuo)起步较晚,目前(qian)我国所开(kai)展的(de)土(tu)壤(rang)重(zhong)金(jin)属(shu)(shu)污(wu)染(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)(xi)(xi)(xi)仍以定(ding)性(xing)的(de)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)识别为主,采用的(de)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)(xi)(xi)(xi)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)主要(yao)(yao)有(you)PCA、相关分(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)、空(kong)间(jian)分(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)等(deng)。由于(yu)土(tu)壤(rang)污(wu)染(ran)问题的(de)复杂(za)性(xing)和(he)多(duo)变性(xing),单一或者定(ding)性(xing)的(de)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)(xi)(xi)(xi)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)不(bu)能(neng)满足现有(you)对(dui)污(wu)染(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)贡(gong)献定(ding)量(liang)解(jie)析(xi)(xi)(xi)(xi)的(de)要(yao)(yao)求(qiu)。因此(ci),对(dui)某个区域进行(xing)土(tu)壤(rang)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)(xi)(xi)(xi)工(gong)作(zuo)时,在考(kao)虑当(dang)地实际情况的(de)前(qian)提下,应发挥不(bu)同源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)(xi)(xi)(xi)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)的(de)特长,联(lian)合(he)应用多(duo)种方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(尤其是定(ding)量(liang)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa),如清单法(fa)(fa)与统计分(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)、混合(he)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)与空(kong)间(jian)分(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)法(fa)(fa)、随(sui)机模型与空(kong)间(jian)分(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)法(fa)(fa)、PMF与同位素方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)等(deng))是未来土(tu)壤(rang)重(zhong)金(jin)属(shu)(shu)污(wu)染(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)(xi)(xi)(xi)技术的(de)发展趋势;同时要(yao)(yao)注重(zhong)建立区域上不(bu)同重(zhong)金(jin)属(shu)(shu)污(wu)染(ran)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)谱数据(ju)库,尽可能(neng)通(tong)过(guo)选择(ze)合(he)适(shi)的(de)污(wu)染(ran)谱来提高源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)(xi)(xi)(xi)结果的(de)准确(que)性(xing),减(jian)少源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)解(jie)析(xi)(xi)(xi)(xi)误(wu)差。
(3)输入(ru)(ru)输出清(qing)单法(fa)具有原理简单、适(shi)用尺度广(guang)泛的(de)(de)(de)(de)优(you)点,且可用于计算土(tu)壤(rang)(rang)重金(jin)(jin)属(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)动态变化趋势。近(jin)几(ji)年(nian),利用这一方法(fa),欧洲(zhou)学者对(dui)欧洲(zhou)及其某些国家(jia)的(de)(de)(de)(de)土(tu)壤(rang)(rang)Cd污染来(lai)源和(he)未(wei)来(lai)可能的(de)(de)(de)(de)变化进(jin)行(xing)了(le)分析和(he)预演[141-142],其结果对(dui)环境保护政策的(de)(de)(de)(de)制定有指导作用。近(jin)些年(nian),我(wo)国对(dui)污染投入(ru)(ru)和(he)污染状况(kuang)数据(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)收集(ji)取得了(le)较大进(jin)展,为(wei)输入(ru)(ru)输出清(qing)单法(fa)的(de)(de)(de)(de)应用提供(gong)(gong)了(le)数据(ju)(ju)基础。但(dan)是(shi),依然(ran)要注重建(jian)立不同重金(jin)(jin)属(shu)(shu)输入(ru)(ru)输出通量数据(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)收集(ji)、汇总与共享。土(tu)壤(rang)(rang)重金(jin)(jin)属(shu)(shu)淋(lin)滤数据(ju)(ju),由于采集(ji)较为(wei)困难,目前还非常缺乏。从(cong)大尺度来(lai)说(shuo),大气(qi)沉(chen)(chen)降是(shi)许多种重金(jin)(jin)属(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要来(lai)源,因(yin)此,需要进(jin)一步(bu)研究大气(qi)沉(chen)(chen)降中(zhong)重金(jin)(jin)属(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)最(zui)初(chu)排放来(lai)源,从(cong)而(er)为(wei)减(jian)少大气(qi)沉(chen)(chen)降重金(jin)(jin)属(shu)(shu)提供(gong)(gong)科学支撑。
来源:土行者