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本文以六盘水市水城县南开乡耕地土壤为研究对象,研究该区耕地土壤元素地球化学特征及潜在生态效应。研究内容主要包括:表层土壤养分元素地球化学特征;表层土壤重金属元素地球化学特征;土壤重金属污染评价。研究方法:运用ICP-MS分析耕地养分元素和重金属元素组成,分别绘制养分元素地球化学图和重金属元素地球化学图,通过对地球化学图的解译,揭示土壤养分元素及重金属元素地球化学特征;采用因子分析法、聚类分析法对重金属元素含量进行多元统计分析,探讨研究区内表层土壤重金属的来源问题。采用单因子指数、内梅罗综合指数法和地累积指数法对研究区土壤环境质量进行评价,同时采用Hakanson提出的潜在生态危害指数法对土壤重金属的潜在生态危害进行评价,并对其产生的生态环境效应进行研究。通过上述研究,得出以下主要结论:1.研究区土壤pH的平均值为6.36,变化范围为4.53-8.26,从空间分布来看,研究区土壤整体以酸性和中性土壤为主,局部地带为弱碱性土壤。土壤有机质平均含量为6.45%,变化区间为2.11-12.42%,从空间分布图可以看出,有机质空间分布不均匀,高值区主要分布在研究区北部和西南片区,低值区分布较分散,广泛分布在研究区。2.土壤微量元素Se、Ge、Zn、B与有机碳极显著(p<0.01)相关,且Se、Ge、Zn与有机碳线性回归为正相关,B与有机碳之间存在极显著负相关性,土壤微量元素Mo与有机碳显著(p<0.05)相关,且线性回归为正相关;土壤微量元素Mn与有机碳线性拟合关系不显著(p>0.05)。土壤微量元素Se、Ge、Zn、Mn、B与pH之间极显著(p<0.01)相关,线性回归均呈负相关;土壤微量元素Mo与pH线性拟合关系不显著(p>0.05)。3.研究区表层土壤重金属元素As、Cd、Cr、Hg、Pb、Cu、Ni和Zn的平均含量分别为15.78 mg/kg、0.92 mg/kg、142.38 mg/kg、0.08 mg/kg、33.97 mg/kg、100.62 mg/kg、62.12 mg/kg和137.30 mg/kg;与贵州省土壤背景值比较,其中重金属元素Cd、Cr、Cu、Ni和Zn的平均含量明显高于贵州省土壤背景值,而As、Hg和Pb元素的平均含量低于背景值;变异系数分别为0.57、0.34、0.26、0.45、0.31、0.66、0.25、0.20,均为中等变异。4.应用SPSS软件,进行元素相关性分析、聚类分析和主成分分析,将Cd、Pb、Zn、Hg、Cr、Ni、Cu 7种重金属元素和有害元素As源进行分类。按元素在土壤中相似的地球化学过程,将其来源划分为3类:F1为Cd、Pb、Zn元素组合,累计方差贡献率37.255%,其平均含量高于贵州省土壤背景值,并且相关性最好,相关系数达到0.76以上,空间分布特征一致,在居民区附近的含量高,除继承成土母岩外,此类元素的分布特征受人类活动的影响较大,F1定义为人为因素;F2是As、Hg、Cr、Ni组合,累计方差贡献率24.305%,此类元素主要受成土母岩等自然因素的影响,将其定义为自然因素;F3为Cu元素,累积方差贡献率达到18.243%。推断大气沉降为影响Cu分布的主要因素,F3定义为大气沉降。聚类分析的结果与因子分析结果一致。5.研究区表层土壤重金属污染状况评价结果表明,主要污染元素为Cd和Cu,分别达到中度和轻度污染级别,其余6种重金属属于较清洁无污染。潜在生态危害评价结果显示,该研究区土壤重金属的潜在生态风险较高,多种重金属的综合潜在生态危害指数(RI)均值为146.95,属于中等生态危害,其中Cd和Hg对RI的贡献率相对较大,分别为37.09%和32.09%。研究表明Cd对生态系统的危害最大,因此,该区域内表层土壤Cd的生态风险应受到重点关注。