基于空间结构特征的土壤Cu、Pb来源解析—以北京市东南郊污灌区为例

【目的】本研究旨在通过分析污染物空间结构特征解析典型污灌区土壤重金属污染成因。【方法】本文以北京市东南郊污灌区为例，在整个区域均匀布点，按1 km × 1 km密度采样，共采集土壤样品376个。每个样点为10 m × 10 m正方形，在四个顶点和中心点取0—20 cm表层土壤，均匀混合后用四分法从中选取1 kg土壤，作为代表该点的混合样品。Cu和Pb重金属含量采用原子吸收火焰法进行测定，利用Variowin2.0和ArcGIS10.2软件分析重金属空间结构及分布特征，解析其污染成因。【结果】研究区域土壤Cu和Pb空间结构均为套合结构，其块金值与基台值的比值在25%～75%之间。Cu和Pb的空间分布与河流走向密切相关，在西北–东南方向空间相关性较强，其高值区主要分布在研究区域中北部的凉水河流域、西部的永定河流域以及通州的东北部。【结论】污水灌溉和成土母质是研究区域土壤重金属的主要来源。由污水灌溉等小尺度因素主导的土壤Cu和Pb元素空间自相关距离分别为11.35 km和9.49 km；由成土母质等大尺度因素主导的空间自相关距离分别为26.65 km和31.70 km。通过分析不同尺度因素对区域土壤重金属含量空间分布的影响，可揭示土壤重金属污染成因，这种思路可为其他区域开展土壤重金属污染成因研究提供借鉴。