惠州市土壤污染特征及其空間格局分析.pdf

1、隨著珠江三角洲城市化、工業(yè)化和農(nóng)業(yè)集約化的快速發(fā)展，土壤環(huán)境問題越來越突出。本研究通過對(duì)惠州市的土壤環(huán)境質(zhì)量狀況進(jìn)行調(diào)查和分析，重點(diǎn)分析和研究了惠州市的土壤污染特征，并以景觀生態(tài)學(xué)理論為指導(dǎo)，通過地統(tǒng)計(jì)學(xué)與GIS技術(shù)分析惠州市土壤重金屬及有機(jī)物污染的空間異質(zhì)性和空間格局特征，為區(qū)域土壤環(huán)境管理和制定環(huán)境保護(hù)規(guī)劃提供技術(shù)支撐，也可為研究區(qū)域環(huán)境要素空間演化提供新思路。本研究的開展有利于區(qū)域土壤生態(tài)環(huán)境安全性研究，為進(jìn)一步評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)惠州市土

2、壤生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況，制定土壤生態(tài)環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)和措施提供依據(jù)，對(duì)惠州市實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。 本研究首次較為系統(tǒng)、全面地調(diào)查、評(píng)價(jià)了惠州市的土壤重金屬、有機(jī)磷農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)業(yè)殘留、多環(huán)芳烴類、鄰苯二甲酸脂類持久性有機(jī)污染物等的環(huán)境質(zhì)量狀況，揭示了惠州市土壤的環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀和污染發(fā)展趨勢(shì)，并根據(jù)本地區(qū)的污染特點(diǎn)和主要污染物監(jiān)測(cè)結(jié)果，結(jié)合污染源情況調(diào)查，綜合分析了土壤環(huán)境質(zhì)量基本狀況及存在的主要環(huán)境問題

3、。通過地統(tǒng)計(jì)學(xué)極差標(biāo)準(zhǔn)化方法，初步建立了土壤重金屬及有機(jī)污染物的空間分類標(biāo)準(zhǔn)，并較為全面的分析了惠州市土壤環(huán)境質(zhì)量狀況的空間分布特征。運(yùn)用GIS技術(shù)，將景觀生態(tài)學(xué)理論引入到土壤重金屬及有機(jī)污染物的空間格局研究中，首次較為系統(tǒng)地研究了惠州市的土壤重金屬和有機(jī)污染物的空間格局特征。 本研究共采集各類土壤樣品134個(gè)，其中土壤剖面40個(gè)樣品（10×4=40），分析了銅、鋅、鎳、鉛、鉻、鎘、汞和砷共8種重金屬元素。惠州土壤重金屬污染主

4、要以汞、砷、銅、鋅、鎳和鎘污染為主，其中汞污染比例最高，達(dá)17.31％；其次是砷污染，污染土壤比例為3.85％；銅、鋅、鎳和鎘4種元素污染比例均為1.92％，鉛、鉻含量均符合二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（農(nóng)用地標(biāo)準(zhǔn)）。土壤重金屬污染綜合指數(shù)在0.13～8.09之間，平均0.68。從污染綜合評(píng)價(jià)指數(shù)來看：博羅縣>惠東縣>龍門縣>惠陽區(qū)>惠城區(qū)>大亞灣開發(fā)區(qū)。8種土壤重金屬的單因子指數(shù)和綜合污染指數(shù)均服從正態(tài)分布。8種土壤重金屬的空間分布存在一定的差異性，整體

5、上來看，惠州市東部及東北部重金屬污染指數(shù)較低，惠州市南部重金屬污染指數(shù)相對(duì)較高；惠州市北部鉻、鉛和砷的污染指數(shù)較高，而銅、鋅和汞的污染指數(shù)相對(duì)較小，同時(shí)絕大部分區(qū)域中鎳和鎘的污染指數(shù)較小，表明惠州市基本不存在鎳和鎘污染。8種土壤重金屬及其綜合污染指數(shù)的PLAND、COHESION、LSI、SHDI、CONTAG及DIVISION差別較大，綜合污染指數(shù)的各個(gè)景觀指數(shù)反映出惠州市土壤重金屬總體表現(xiàn)出高的破碎化、景觀的連通性較差等特點(diǎn)。重金屬

6、污染的景觀特征說明惠州市重金屬污染尚處于工業(yè)污染的早期，屬輕污染狀態(tài)，高濃度區(qū)未擴(kuò)散，未形成大面積的嚴(yán)重污染區(qū)。 選擇了51個(gè)土壤表層樣和24土壤剖面樣（6×4=24），并分別對(duì)9種有機(jī)磷農(nóng)藥的殘留量進(jìn)行了測(cè)定，表層樣中有14個(gè)表層土樣檢測(cè)出有機(jī)磷農(nóng)藥，檢出率為23.53％，只檢出甲胺磷、乙酰甲胺磷和久效磷3種農(nóng)藥；剖面樣中有5個(gè)樣檢出有機(jī)磷農(nóng)藥，檢出率20.83％，只檢出甲胺磷、乙酰甲胺磷2種，惠州土壤有機(jī)磷農(nóng)藥的檢出率和殘

7、留量均較低。 選擇51個(gè)土壤表層樣品和24個(gè)土壤剖面樣（6×4=24），分別測(cè)定了其所含17種有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留量，17種有機(jī)氯農(nóng)藥均有檢出，檢出率100％。表層土壤樣品有機(jī)氯含量平均值為14.63μg/kg，含量范圍在0.17～66.59μg/kg之間。17種土壤有機(jī)氯農(nóng)藥污染因子的單因子指數(shù)除艾氏劑的算術(shù)平均值大于0.4外，其余的均小于0.4，算術(shù)平均值中以艾氏劑的最大，p，p—DDD的最小，綜合污染指數(shù)的算術(shù)平均值較大，達(dá)

8、到0.541。剖面樣有機(jī)氯殘留均有檢出。惠州有機(jī)氯農(nóng)藥殘留量與廣東省其它市比較初步較低水平。 選擇49個(gè)土壤表層樣，分別測(cè)定16種多環(huán)芳烴類有機(jī)物（PAHs），無論表層樣還是剖面樣PAHs均有檢出。表層樣總含量在47.67～862.27μg/kg之間，平均值199.02μg/kg。16種PAHs污染因子的單因子指數(shù)除屈、苯并（b）熒蒽、苯并（k）熒蒽的算術(shù)平均值大于0.5外，其余均小于0.5，算術(shù)平均值中以屈的最大，苯并（g，

9、h，i）芘的最小，綜合污染指數(shù)的算術(shù)平均值較大，達(dá)到了2.975。選擇49個(gè)土壤表層樣品中測(cè)定了16種鄰苯二甲酸酯類有機(jī)物含量，PAEs總含量在183.48～2037.56μg/kg之間，平均600.42μg/kg。16種土壤PAEs污染因子的單因子指數(shù)除DIP、DNBP的算術(shù)平均值大于0.5外，其余的均小于0.5，算術(shù)平均值中以DNBP的最大，BBP的最小，綜合污染指數(shù)的算術(shù)平均值較大，達(dá)到了1.449?；葜菔蠵AEs污染物綜合指數(shù)的

10、空間分布比較有規(guī)律，整體上來看，惠州市PAEs污染物綜合指數(shù)的呈現(xiàn)從南向北增加的趨勢(shì)，高值區(qū)主要集中在北上角，表明北部地區(qū)存在PAEs污染高濃度區(qū)域；中部存在一個(gè)較高污染的中心區(qū)域，表明該區(qū)域存在一定的污染；西部和南部值均較低，表明該區(qū)域基本無污染。 土壤有機(jī)氯、PAEs和PAHs等3類土壤有機(jī)污染的綜合污染指數(shù)的LSI、FRAC_AM、PAFRAC較接近，其值均較小，表明土壤PAEs、PAHs和有機(jī)氯農(nóng)藥等3類土壤有機(jī)污染的

11、景觀形狀結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，斑塊單一，整體的破碎化較低；3類土壤有機(jī)污染的綜合污染指數(shù)的CONTAG值較低，表明綜合污染指數(shù)在景觀水平上表現(xiàn)融高的破碎化，這種景觀斑塊的高破碎化表明區(qū)域內(nèi)有機(jī)污染仍處于早期輕污染狀態(tài)，尚未形成大面積的嚴(yán)重污染；其COHESION均超過99，表明各類型斑塊的連通性均較高；其DIVISION和SPLIT差別較大，其中PAEs的DIVISION和SPLIT最低，表明其景觀破碎度較低；PAHs的DIVISION和SPLI