随着经济的不断发展,环境问题日益突出,防治土壤污染是政府与科学家面临的重要课题与任务。一个地区的重金属元素的地球化学背景与通量的确定不仅是判断污染程度的重要基础,而且也是土壤污染防治的重要科学依据。本研究在河北省多目标生态地球化学调查的基础上,首先通过对数据进行分布检验、相关性分析,选择参比元素,再采用主成分分析及回归分析方法对表层、深层土壤Cd、Hg、Pb元素进行异常值的分离与替代,从而得到研究区表、深层土壤重金属Cd、Hg、Pb元素的地球化学背景,并与传统方法得到的背景进行比较,用富集因子法从理论上对其进行验证。其次,本项研究通过布设采样点采样、问卷调查、收集资料等方法,获取灌溉水、大气降尘、化肥、小麦、玉米籽实的三种重金属元素数据资料,从而计算灌溉水、大气降尘、化肥三种途径的输入通量以及小麦、玉米的输出通量。在此基础上,计算三种重金属元素的年净增量,并对未来10年、50年研究区土壤重金属元素的情况进行估算。研究认为：1、多元线性回归分析法与传统方法得到的地球化学背景图反映的表层土壤背景信息基本一致,土壤Cd、Hg、Pb三种重金属元素的高、低背景区位置基本吻合,但也存在一些差异。原本属高背景区的地方,传统方法却将其当做异常剔除,致使在得到的背景图上无法显示,充分说明多元线性回归方法在分离异常、提取背景上要优于传统方法。2、表层土壤重金属Cd、Hg、Pb元素的输入、输出通量研究表明,大气干湿沉降为大部分地区主要的外源输入途径,对该研究区内表层土壤中Cd、Hg、Pb含量的增加影响很大。农田系统土壤中三种重金属年净增量空间分布的差异性主要与各种外源输入贡献率有关。3、对重金属元素的Cd、Hg、Pb预警结果表明,Hg元素未来10年、50年含量变化不大,不会对研究区土壤造成污染。未来10年、50年,Pb元素在大部分地区表层土壤中仍处于一级标准,但未来50年,表层土壤中Pb元素含量处于二级标准的面积明显增大,没有超过三级标准的区域,不会对土壤造成污染。未来10年、50年表层土壤Cd元素含量显著增大,达到二级标准的地区明显增大,零星地方Cd处于一级标准范围内,亦有零星地方超过Cd元素三级标准,达到污染。