孝义市工矿区农田土壤质量状况及潜在生态风险评价

发布时间：2020-11-12 01:28

　　 针对过去长期以来使用高投入、高消耗、低效益、粗放的经济发展模式,产生大量的废弃物,使得大量土壤被严重污染。本文以孝义市工矿区的农田土壤为研究对象,通过室外土壤样品的采集以及室内的有关研究分析之后获取了研究区内各采样点的土壤养分数据和重金属的含量数据。在经过Excel2010、SPSS21.0和Arcgis进行系列的数据处理和图像的绘制,之后明确了研究区内所需要的各土壤肥力指标和重金属元素的含量水平、分布规律,在此基础上还对研究区内的农田土壤进行了土壤养分分级评定和土壤环境质量评价。得出主要研究结论如下:(1)研究区内土壤pH在8.00～8.69之间,土壤呈微碱性,研究区内四镇的pH大小顺序为高阳镇兑镇=梧桐镇阳泉曲镇。有机质含量的高低顺序为阳泉曲镇梧桐镇高阳镇兑镇;碱解氮含量的大小顺序为阳泉曲镇高阳镇兑镇梧桐镇;有效磷含量高低的顺序为兑镇高阳镇阳泉曲镇梧桐镇;速效钾含量的高低顺序为阳泉曲镇兑镇梧桐镇高阳镇。在研究区域内农田土壤中有机质和碱解氮的含量均属于很缺乏的等级,有效磷及速效钾的含量均属于丰富水平。这体现出在研究区域内农田土壤中养分结构不合理。(2)通过对研究区内农田土壤的土壤综合养分指数的计算、评级发现各镇的土壤养分分级为阳泉曲镇(中等)兑镇(低等)高阳镇(极低)=梧桐镇(极低)。由此可见孝义市工矿区的农田土壤质量状况不是最佳状态。(3)研究区内有机质的含量分布呈西部山区大于东部平原区大于中部丘陵苔原区,碱解氮的含量分布总体上呈现出西部山区大于中部丘陵苔原区大于东部平原区域的特点,有效磷的含量总体上是中部丘陵苔原区域大于西部山区大于东部平原区,速效钾的含量分布总体上是西部山区大于中部的丘陵苔原区大于东部的平原区。(4)对研究区内各土壤肥力指标进行相关性分析发现,pH与碱解氮之间呈显著性负相关,有机质与碱解氮呈极显著性正相关,有效磷和速效钾之间的相关性呈显著正相关,其余各指标之间的相关性不明显。(5)研究区域内的重金属元素As、Hg、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、Ni均不同程度的超出吕梁市土壤环境背景值,其在土壤中均有一定程度的累积。但是各重金属元素的含量均未超出《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB15618-2018)中的农用地土壤污染风险筛选值(基本项目)。也即是研究区内的农田土壤均已受到这八种重金属的污染,但是均在可以承受的范围内。(6)重金属As的含量分布为东部平原西部山区中部丘陵苔原;Hg含量的分布格局为西部山区中部丘陵苔原东部平原区;Cd的分布格局呈西部山区东部平原区中部丘陵苔原区;Cr的分布呈现出北部区域中部南部的格局;Cu的分布格局呈现的是东部平原区西部山区中部丘陵苔原区;Zn的含量的分布格局呈现的是东部平原西部山区中部丘陵苔原;Pb的分布格局为中部的丘陵苔原区西部山区东部的平原区;Ni的含量分布分布格局为东部平原区中部丘陵苔原区西部山区。(7)重金属元素As分别与Hg和Ni呈显著性负相关和显著性正相关;Hg和Cd之间呈极显著性正相关,与Cu之间呈显著性正相关但是与Ni呈极显著性负相关;Cd与Cu之间成极显著性正相关,与Ni呈极显著性负相关;Cr与Ni之间呈显著性正相关;Zn与Pb之间呈极显著性正相关。(8)研究区域内梧桐镇、高阳镇、兑镇以及阳泉曲镇四镇的农田土壤重金属As、Hg、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、Ni的单因子污染指数值均小于1,也即是均为未污染等级。研究区内梧桐镇、高阳镇、兑镇及阳泉曲镇四镇的内梅罗综合污染指数均小于0.7,也即是说研究区内四镇的农田土壤均处于清洁(安全)等级。(9)研究区域内梧桐镇和高阳镇的综合污染潜在生态风险指数在110～220之间,其总的潜在生态风险程度属于中度。而阳泉曲镇和兑镇的综合污染潜在生态风险指数在220～440之间,其总的潜在生态风险程度属于较强。研究区总的潜在生态风险程度属于较强在今后的农业生产和规划管理时应该注重对农田土壤科学合理的规划使用。
【学位单位】：山西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X53;X826
【部分图文】：

图１研究区域及采样点??Ｆｉｇｕｒｅ?１?ｓｔｕｄｙ?ａｒｅａ?ａｎｄ?ｓａｍｐｌｉｎｇ?ｐｏｉｎｔ??２．３．２?土壤样品的测定??土壤ｐＨ采用电位法测定，有机质使用重铬酸钾外加热法进行测定，速效磷采取??０．５ｍｏｌ／Ｌ碳酸氢钠浸提一钼綈抗比色法，碱解氮采取碱解扩散法来测定，速效钾使用??ｌｍｏｌ／Ｌ中性醋酸铵浸提一火焰光度法进行测定，重金属Ｈｇ、Ａｓ采取原子荧光法进行??测定，Ｃｄ采用石墨炉－原子吸收法进行测定，Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｐｂ均使用火焰－原子吸??收法来进行测定。??２．３．３实验数据的处理与分析??本论文通过软件ＥＸＣｅｌ２０１０、ＳＰＳＳ２１．０对所得的数据进行均值、相关性系数、标准??差等的计算，此外还是用ＡｒｃＧＩＳ绘制相关的含量空间分布图。??

在于当地采取了大量科学合理的保水保肥措施（例如梯田的修建等）从而在一定程度上??使得水土流失造成的Ｎ素流失得到了控制。??从图２可以得知论文的研究区域内有效磷的含量总体上是中部丘陵苔原区域大于??西部山区大于东部平原区，尤其是中部丘陵苔原区内的中部和北部区域，其土壤中有效??磷的含量要远大于西部山区大于山区和东部平原区。研究区域内的有效磷呈这种分布格??局主要是与区域内地形地貌有较大的关系［６４】，西部山区水土流失较为严重，从而导致其??有效磷含量低于中部丘陵区，中部尤其是河流冲击形成的苔原区域接纳了上游区域冲刷??至下游的物质，从而使得其土壤有效磷含量较高；东部平原地区土壤中有效磷含量低的??原因与当地的农业生产及土地管理措施有较大的关系。??ｕ．？ｕ?Ｉ．ｉ－ｒａ．??ｃ＝ｊ＾＾?ｚｄｕ．ｉａ．??Ｉ—？＞．．?？?ｍｉ．＇．?＞＾：，ｕ??函丨，Ｍ?■§?＞?＊?１Ｗ?Ｉ?？？?，??■■ｉｉｍ?Ｉ６‘ｍ?■ｉ?－ｅ?：Ｉ?????■■丨？；《〇〇?ｍ?＿｜丨》？？〇?丨ｒ．Ｍ??ｇ３ｉＸ？丨３Ｓ?？０?；？？?Ｗ?

４．３孝义市工矿区农田土壤重金属空间分布分析??本文通过Ａｒｃｇｉｓ的地统计学模块使用反距离权重法对研究区内的重金属ＡＳ、Ｈｇ、??Ｃｄ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｎｉ进行空间插值，并绘制出了其含量的空间分布图（见图３、??图４）。从图３中可以发现重金属Ｃｄ的分布格局呈西部山区＞东部平原匕＞中部丘陵苔原??区，尤其是西部山区的南部含量远高于其他区域。此外在东部地区的中部区域含量值也??较高。呈现出这种分布状况的原因与当地的农业生产者使用农药和化肥有关，近年来地??处西部山区的阳泉曲镇大力发展林果产业在使用的有机肥和磷肥中重金属Ｃｄ的含量较??高，此外塑料地膜和生活垃圾在土壤中的分解也会使得土壤中Ｃｄ的含量较高，加之阳??泉曲镇和同处西部的兑镇本身就是典型的工矿区，Ｃｄ的含量较高也与之有关。东部平??原区土地平坦灌溉较为方便便于耕种，其含量较高也与当地的农业生产者使用的农药化??肥有关，此外地处东部的梧桐镇作为工业强镇，其这种大环境对东部地区Ｃｄ含量较高??也有“贡献”。在图３中可以发现重金属Ｈｇ的分布格局为西部山区＞中部丘陵苔原＞东部??平原区，尤其是西部地区的中部和南部区域含量远高于周围区域。Ｈｇ含量较少的区域??不多
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本文编号：2880040