锦州市土壤重金属污染特征及生态风险评价

李秋燕, 魏明辉, 戴慧敏, 贺鹏飞, 刘凯. 锦州市土壤重金属污染特征及生态风险评价[J]. 地质与资源, 2021, 30(4): 465-472. doi: 10.13686/j.cnki.dzyzy.2021.04.008
引用本文: 李秋燕, 魏明辉, 戴慧敏, 贺鹏飞, 刘凯. 锦州市土壤重金属污染特征及生态风险评价[J]. 地质与资源, 2021, 30(4): 465-472. doi: 10.13686/j.cnki.dzyzy.2021.04.008
LI Qiu-yan, WEI Ming-hui, DAI Hui-min, HE Peng-fei, LIU Kai. CHARACTERISTICS OF SOIL HEAVY METAL POLLUTION AND ECOLOGICAL RISK ASSESSMENT OF JINZHOU CITY[J]. Geology and Resources, 2021, 30(4): 465-472. doi: 10.13686/j.cnki.dzyzy.2021.04.008
Citation: LI Qiu-yan, WEI Ming-hui, DAI Hui-min, HE Peng-fei, LIU Kai. CHARACTERISTICS OF SOIL HEAVY METAL POLLUTION AND ECOLOGICAL RISK ASSESSMENT OF JINZHOU CITY[J]. Geology and Resources, 2021, 30(4): 465-472. doi: 10.13686/j.cnki.dzyzy.2021.04.008

锦州市土壤重金属污染特征及生态风险评价

  • 基金项目:
    中国地质调查局地质调查项目"兴凯湖平原及松辽平原西部土地质量地球化学调查"(DD20190520)
详细信息
    作者简介: 李秋燕(1993-), 女, 硕士, 主要从事土地质量地球化学调查工作, 通信地址 辽宁省沈阳市皇姑区黄河北大街280号, E-mail//2284435292@qq.com
    通讯作者: 魏明辉(1981-), 男, 硕士, 高级工程师, 主要从事土地质量地球化学调查工作, 通信地址 辽宁省沈阳市皇姑区黄河北大街280号, E-mail//48773960@qq.com
  • 中图分类号: X825

CHARACTERISTICS OF SOIL HEAVY METAL POLLUTION AND ECOLOGICAL RISK ASSESSMENT OF JINZHOU CITY

More Information
  • 以锦州市为研究区,分析8种土壤重金属As、Cd、Hg、Cr、Cu、Pb、Zn、Ni的污染特征,采用单因子污染指数法、地累积指数法、内梅罗综合指数法和Hakanson潜在生态风险指数法确定锦州市土壤重金属污染程度,评价土壤重金属潜在生态风险.结果表明,锦州市土壤重金属Cd和Cr含量高于全国土壤及辽宁省土壤背景值,Cu、Hg、Ni和Pb含量高于辽宁省土壤背景值.采用单因子污染指数评价,Cd为中度污染,Hg、Pb、Cr、Ni和Cu为轻度污染.经地累积指数法评价,Cd为轻中度污染,其他重金属为无污染.内梅罗综合污染指数平均值为2.25,为中度污染等级.研究区综合潜在风险指数平均值为157.34,处于中等生态风险,造成局部地区土壤潜在生态风险较高的重金属为Cd和Hg.

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  • 图 1  锦州市土壤重金属污染内梅罗综合指数评价结果

    Figure 1. 

    图 2  锦州市土壤重金属Cd、Hg潜在生态风险分布图

    Figure 2. 

    图 3  锦州市土壤重金属综合潜在生态风险分布图

    Figure 3. 

    表 1  单项污染指数分级标准

    Table 1.  Grading standard of single factor pollution index

    污染指数 Pi≤1 1 < Pi≤2 2 < Pi≤3 Pi > 3
    污染分级 无污染 轻度污染 中度污染 重度污染
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    表 2  内梅罗综合指数分级标准

    Table 2.  Grading standard of Nemerow comprehensive index

    综合指数 P≤0.7 0.7<P≤1 1<P≤2 2<P≤3 P > 3
    污染分级 清洁(安全) 尚清洁(警戒) 轻度污染 中度污染 重度污染
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    表 3  地累积指数分级标准

    Table 3.  Grading standard of geoaccumulation index

    地累积指数 Igeo≤0 0<Igeo≤1 1<Igeo≤2 2<Igeo≤3 3<Igeo≤4 4<Igeo≤5 Igeo>5
    污染程度 无污染 轻中度污染 中度污染 中强度污染 强度污染 极强度污染 极严重污染
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    表 4  潜在生态风险评价法分级标准

    Table 4.  Grading standard of potential ecological risk index

    Ei Ei < 40 40≤Ei < 80 80≤Ei < 160 160≤Ei < 320 Ei≥320
    RI RI < 150 150≤RI < 300 300≤RI < 600 RI≥600
    潜在生态风险等级 轻微 中等 很强 极强
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    表 5  锦州市土壤重金属含量统计

    Table 5.  Contents of soil heavy metals in Jinzhou City

    元素 平均值 最大值 最小值 标准差 变异系数 背景值
    辽宁省 全国
    As 6.90 122.00 2.09 3.12 0.45 8.8 11
    Cd 0.30 2.98 0.05 0.30 1.02 0.108 0.097
    Cr 65.78 562.00 21.70 27.30 0.41 57.9 61
    Cu 20.23 137.00 1.10 6.97 0.34 19.8 23
    Hg 0.04 0.94 0.01 0.05 1.11 0.037 0.065
    Ni 26.81 152.00 8.50 14.58 0.54 25.6 27
    Pb 24.71 176.00 9.60 6.75 0.27 21.1 26
    Zn 61.69 298.00 13.20 23.22 0.38 63.5 74
    注:辽宁省背景值据文献[10],全国背景值据文献[11]. 含量单位:10-6.
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    表 6  锦州市土壤重金属单因子评价结果

    Table 6.  Evaluation results of single factor index method for soil heavy metal pollution in Jinzhou City

    元素 最大值(Pmax 最小值(Pmin 平均值(Pave 各级样点所占比例/% 超标率/%
    无污染 轻度污染 中度污染 重度污染
    As 13.86 0.24 0.78 87.63 11.93 0.32 0.12 12.37
    Cd 27.59 0.44 2.73 7.51 44.90 22.17 25.42 92.49
    Cr 9.71 0.37 1.14 42.21 52.13 4.66 1.00 57.79
    Cu 6.92 0.06 1.02 53.61 45.02 1.20 0.16 46.39
    Hg 25.41 0.16 1.20 57.47 34.78 4.42 3.33 42.53
    Ni 5.94 0.33 1.05 63.61 30.32 4.18 1.89 36.39
    Pb 8.34 0.45 1.17 23.53 75.06 1.20 0.20 76.47
    Zn 4.69 0.21 0.97 59.76 38.71 1.20 0.32 40.24
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    表 7  锦州市土壤重金属地累积指数评价结果

    Table 7.  Evaluation results of geoaccumulation index for soil heavy metal pollution in Jinzhou City

    元素 平均值Igeo 各级样点所占比例/%
    无污染 轻中度污染 中度污染 中强度污染 强度污染 极强度污染 极严重污染
    As -1.00 98.80 1.08 0.08 0 0.04 0 0
    Cd 0.50 34.02 40.56 19.00 4.06 2.25 0.12 0
    Cr -0.48 88.80 10.20 0.96 0.04 0 0 0
    Cu -0.62 93.73 6.10 0.12 0.04 0 0 0
    Hg -0.60 84.26 12.41 2.21 0.80 0.24 0.08 0
    Ni -0.65 90.04 8.07 1.89 0 0 0 0
    Pb -0.39 91.73 8.07 0.16 0.04 0 0 0
    Zn -0.71 94.66 5.02 0.32 0 0 0 0
    样点污染程度比例计算方式同表 6.
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    表 8  锦州市土壤重金属Hakanson潜在生态风险评价结果

    Table 8.  Evaluation results of Hakanson potential ecological risk index for soil heavy metals in Jinzhou City

    元素 最大值(Emax 最小值(Emin 平均值(Eave 各级样点所占比例/%
    轻微 中等 很强 极强
    As 138.64 2.38 7.84 99.96 0.00 0.04 0.00 0.00
    Cd 827.78 13.06 82.01 24.62 44.18 23.09 5.26 2.85
    Cr 19.41 0.75 2.27 100.00 0.00 0.00 0.00 0.00
    Cu 34.60 0.28 5.11 100.00 0.00 0.00 0.00 0.00
    Hg 1016.22 6.49 48.04 54.78 37.15 6.02 1.37 0.68
    Ni 29.69 1.66 5.24 100.00 0.00 0.00 0.00 0.00
    Pb 41.71 2.27 5.86 99.96 0.04 0.00 0.00 0.00
    Zn 4.69 0.21 0.97 100.00 0.00 0.00 0.00 0.00
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出版历程
收稿日期:  2020-08-31
修回日期:  2020-09-11
刊出日期:  2021-08-25

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