基于GIS的白银区耕地耕层土壤重金属

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1、第37卷第4期Vol.37No.42014年7月ARIDLANDGEOGRAPHYJuly2014基于GIS的白银区耕地耕层土壤重金属①空间分异及污染评价1，21，21，2，31，2，3孙成胜，蔡小冬，张仁陟，蔡立群（1甘肃农业大学甘肃省干旱生境作物学重点实验室，甘肃兰州730070；2甘肃农业大学资源与环境学院，甘肃兰州730070；3甘肃省节水农业工程技术研究中心，甘肃兰州730070）摘要：为评估白银区耕地耕层土壤（0～20cm）的重金属污染，应用X射线荧光光谱仪（XRF-7000）对1070个土壤样品中Cu、Zn、Ni、Pb、As、Cr、V、Co8种重金属含量进

2、行了测定，参照最新土壤环境质量标准（GB15618-2008），使用单因子和内梅罗法并结合GIS手段分析耕层土壤重金属空间分布及污染程度等。结果表明：8种重金属平均污染程度由大到小为As、V、Pb、Zn、Cu、Co、Ni、Cr，平均变异程度顺序为Pb、Cu、Zn、Co、As、Cr、V、Ni，空间相关性大小顺序为Zn、Cu、As、Pb、Ni、Cr、V、Co；Cu、Pb的最佳拟合模型为Pentaspherical模型，Zn、V为Gaussion模型，Ni、As为Exponential模型，Cr、Co为Circular模型；8种重金属中Cu、Zn、Pb、As表现出不同程度的污

3、染，评价结果显示安全级、警戒级、轻污染、中污染和重污染分别占全区耕地面积的69.56%、23.88%、22.95%、2.55%和1.06%，受污染面积达到763.4hm。关键词：GIS；白银区；耕层土壤；重金属；空间分异；污染评价中图分类号：Ｘ131.3文献标识码：A文章编号：1000-6060（2014）04-0750-09（750～758）白银区依托农牧企业和水川重坪、四龙北坪、据少，研究集中在几种常见的重金属，没有全面的白银城郊等农业示范园区，壮大日光温室蔬菜、反评估各重金属污染对耕地的综合污染情况。因此，季节水果、玉米制种等优势特色农业，大力推动农本文采用GIS

4、手段研究对农作物影响尤为重要的耕业发展，促进农业增效和农民增收。然而，从白银层土壤，并借助耕地地力评价项目中采样点成果，区作为资源型城市的实际情况看：矿山开采、金属丰富数据，通过检测Cu、Zn、Ni、Pb、As、Cr、V、Co这冶炼、电镀等行业较为发达，这些行业是重金属污8种重金属，对白银区耕地耕层土壤进行全面的重染的源头，几十年粗放的有色金属采选和冶炼加工金属污染评价，研究其浓度、污染程度以及空间分及污水灌溉等原因，造成东大沟流域等耕地重金属布等，为控制与治理重金属污染，合理布局农业产［1-2］污染问题，重金属的污染物进入土壤超过环境容业提供依据。量后将导致农作物和蔬

5、菜产量和质量的下降，进而［3-5］通过食物链危害人类的健康，急需摸清耕地污染1研究区概况与研究方法现状，针对现状治理污染并合理布局产业，保证白银区人民生命健康。1.1研究区概况目前，重金属污染研究主要集中在机理、防治、甘肃省白银市白银区位于黄河中上游、甘肃腹修复、污染现状及风险评价等方面，而现状及风险地，是白银市的政治、经济和文化中心，是中国重要评价研究多借助GIS手段，但多数评价中采样点数的有色金属基地之一和甘肃省重要的能源化工基收稿日期：2013-07-06；修订日期：2013-09-17基金项目：甘肃农业大学青年导师基金项目(GAU-QNDS-201301)作者简

6、介：孙成胜（1988-），男，硕士，主要从事恢复生态学方面的研究.Email：137911041@qq.com通讯作者：蔡立群（1976-），男，博士，副教授，主要从事恢复生态学方面的研究.Email：cailq@gsau.edu.cn4期孙成胜等：基于GIS的白银区耕地耕层土壤重金属空间分异及污染评价75122地，全区总面积1372km，其中耕地面积116.3hm，属浓度，XRF法测定土壤中Cu、Zn、Pb、As和Cr等元现辖强湾乡、武川乡、王岘镇、四龙镇、水川镇，45个素结果与常规方法包括原子吸收法（AAS）、电感耦4合等离子体法（ICP）、电感耦合等离子体质谱法行

7、政村，总人口27.78×10。白银区属温带大陆性干旱、半荒漠气候，境内（ICP-MS）和原子荧光光谱法（AFS）测定的结果较［6-7］丘陵交错，川塬相间，光照充足，气候干燥，多风少一致，不同方法相对偏差在0.044%～13.7%，能雨。白银区海拔高度在1500～2200m之间，平均够实现对土壤中的重金属污染元素进行较高精度海拔1709.2m；年均降雨量193.7mm，年均蒸发量测定，实现较可靠性定性定量检测。2004.1mm，年均日照时数2603.4h，年总辐射量1.4土壤重金属污染评价方法及标准6.18×105J·cm-2，年平均气温8