沱江上源支流土壤重金属污染空间相关性及变异解析

来源：《农业环境科学学报》2020 年 03 期

作者：任加国，王彬，师华定，武倩倩

单位：1. 山东科技大学地球科学与工程学院；

         2. 生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心；

         3. 中国环境科学研究院土壤与固体废物环境研究所

摘要

为探究沱江上源支流土壤Cd、Hg、As、Pb、Cr 5 种重金属的空间变异及其相关性，运用Global Moran's I 和Anselin Local Moran's I 空间关联指数进行相关性分析，并利用半变异函数云分析其空间结构，最后利用克里金法对污染空间进行预测，并分析其变异成因。

结果表明：研究区土壤Cd、Hg、As、Pb、Cr 5 种重金属含量大部分处于较低水平，且平均值均未超过国家土壤环境质量标准（GB 15618—2018）风险筛选值；土壤重金属含量与空间均呈现正相关的特点；除Hg 外其他重金属产生聚类特征的可能性均很大，但从局部冷热点及异常值分析可知，Hg 也存在聚类特征；Cd、Pb 的空间连续性较好、相关性强烈且变程最长，As、Cr 次之，Hg 最差；重金属含量空间变异与企业分布、污水灌溉、大量施肥以及其他自然因素具有一定的相关性。

结论

（1）研究区土壤Cd、Hg、As、Pb、Cr 5 种重金属含量大部分处于较低水平，其平均值未超过GB 15618 —2018 国家土壤环境质量标准风险筛选值。

（2）相关性分析表明，研究区土壤Cd、Hg、As、Pb、 Cr 5 种重金属在空间上均呈现正相关的特点，即空间上越相近，其相关性越强；除Hg 外其他重金属产生聚类特征的可能性均很大，但从局部冷热点及异常值分析可知，Hg 也存在聚类特征。

（3）空间结构分析表明，研究区土壤Cd、Hg、As、 Pb、Cr 5 种重金属90°（正东西）方向比0° 方向上（正南北）均具有更远距离（步长）的空间相关性，其中Cd、Pb 的空间连续性较好、相关性强烈且变程最长，As、Cr 次之，Hg 最差。

（4）研究区空间污染的高值区域与周围企业分布的数量具有一定的正相关性，且污水灌溉和大量施肥也是引起高值区域产生的重要因素；低值区域与企业分布数量呈现负相关性；而异常值区域的分布较为分散，与周围企业的分布没有直接的关系，其成因很可能与自然因素（如成土母质、地形地貌、大气沉降、交通要素等）有关。