福建龍海土壤重金屬含量特征及影響因素研究

孫 凱，孫彬彬,，周國華，賀 靈,，曾道明,，吳 超,，成曉夢,

(1.國土資源部地球化學(xué)探測重點實驗室，中國地質(zhì)科學(xué)院 地球物理地球化學(xué)勘查研究所，河北 廊坊 065000；2.聯(lián)合國教科文組織全球尺度地球化學(xué)國際研究中心，河北 廊坊 065000；3.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083)

0 引 言

伴隨社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，土壤重金屬污染越來越成為人們關(guān)注的環(huán)境問題。大量調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在一定的區(qū)域范圍內(nèi)，由于地質(zhì)背景(成土母質(zhì))、成土作用方式、土地利用及人為活動等因素的差異性，土壤重金屬含量往往存在明顯的空間分異特征[1-2]。研究表明，自然地質(zhì)背景因素[3-4]與次生人為活動[5-6]不僅決定了土壤重金屬全量，而且影響到土壤重金屬形態(tài)組成，導(dǎo)致土壤重金屬形態(tài)空間分布的顯著差異[7]，直接關(guān)系到土壤重金屬生態(tài)風(fēng)險[8-9]。本文依據(jù)福建省龍海市56件表層土壤樣品中重金屬元素全量及其形態(tài)分析數(shù)據(jù)，采用經(jīng)典統(tǒng)計學(xué)與隨機(jī)森林法，分析了土壤重金屬含量及其形態(tài)組成與成土地質(zhì)背景、土壤類型等之間的關(guān)系，以期為土壤重金屬元素的生態(tài)風(fēng)險評價提供依據(jù)。

1 樣品采集與分析測試

1.1 樣品采集與加工處理

福建省龍海市地處九龍江下游，中部為沖積平原，北部、西部、南部三面環(huán)山，東南部臨海。地貌類型以侵蝕剝蝕地貌為主，平原次之。境內(nèi)土壤類型多樣，有平原區(qū)的水稻土、丘陵山區(qū)的紅壤、濱海地帶的濱海砂泥、沿江平原及濱海地帶的潮土。龍海市土地利用類型較為齊全，包括耕地、園地、林地、居民用地、交通水利用地等。根據(jù)福建省龍海市成土母質(zhì)(母巖)類型、地形地貌、土壤類型和土地利用方式等資料，以典型性、代表性為原則，兼顧樣點空間分布總體均勻性，在全市1 000余km2范圍內(nèi)采集了表層土壤樣品56件，見圖1。

在預(yù)設(shè)采樣點位處，采集表層(0～20 cm)土壤樣品。每個土壤樣品由5個以上子樣組合而成，子樣坑以梅花形分布于中心樣坑周邊20 m范圍內(nèi)。在野外將土壤樣品裝入潔凈布樣袋，質(zhì)量大于2.5 kg?；匾巴怦v地風(fēng)干后，用木錘破碎樣品，充分過10目(2 mm)尼龍篩，混勻。(1)取過10目篩后的混勻土樣200 g，測定土壤有機(jī)質(zhì)、酸堿度(pH)、陽離子交換量(CEC)；(2)取過10目篩混勻土樣100 g，研磨至200目，測定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、Si、Al、Fe等元素全量；(3)取過10目篩混勻土樣200 g，用瑪瑙研缽磨細(xì)至100目，送實驗室測定重金屬元素As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的水溶態(tài)、離子交換態(tài)、碳酸鹽態(tài)、弱有機(jī)結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物態(tài)含量。

1.2 樣品分析方法及質(zhì)量控制

土壤樣品測定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、Si、Al、Fe等元素全量以及pH、 CEC、有機(jī)質(zhì)等14項指標(biāo)。采用原子熒光光譜法測定As、Hg，電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn及各重金屬形態(tài)含量，(粉末壓片)X熒光法測定Al、Fe、Si，滴定法測定CEC、有機(jī)質(zhì)，電位法測定pH，分析方法的檢出限見表1。

采用《DD2005—03生態(tài)地球化學(xué)評價樣品分析技術(shù)要求》[注]①中國地質(zhì)調(diào)查局．DD2005—03 生態(tài)地球化學(xué)評價樣品分析技術(shù)要求．2005．中土壤重金屬形態(tài)七步法提取測定水溶態(tài)(去離子水提取)、離子交換態(tài)(氯化鎂提取)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)(醋酸-醋酸鈉提取)、弱有機(jī)結(jié)合態(tài)(焦磷酸鈉提取)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)(鹽酸羥胺提取)。采用電感藕合等離子發(fā)射光譜法測定Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr含量，原子熒光光譜法測定As、Hg含量。

②中華人民共和國國土資源部．DZ/T 0130.1—2006 地質(zhì)礦產(chǎn)實驗室測試質(zhì)量管理規(guī)范．2006．

圖1 研究區(qū)及采樣點位圖Fig.1 The study area and sampling sitesQh.第四系全新統(tǒng)海積物；Qp.第四系更新統(tǒng)黏土質(zhì)礫卵石、黏土、海積砂、風(fēng)積沙；N.新近系玄武巖；Jch.赤水組下段英安巖、英安質(zhì)凝灰熔巖、熔結(jié)凝灰?guī)r；J3e2.鵝宅組上段流紋巖、流紋質(zhì)凝灰?guī)r、凝灰?guī)r、頁巖；K1γρ.下白堊統(tǒng)堿長花崗巖；Κ1γε.下白堊統(tǒng)鉀長花崗巖；Κ1γδ.下白堊統(tǒng)花崗閃長巖；Κ1δο.下白堊統(tǒng)石英閃長巖；Ρt3εο.上古生界二云片巖、細(xì)砂巖、粉砂巖，局部為混合巖

測定土壤元素全量時，采用國家一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)控制準(zhǔn)確度，采用重復(fù)分析控制精密度。各元素檢出限、報出率、標(biāo)樣、內(nèi)檢及異常點分析等質(zhì)量參數(shù)均滿足或優(yōu)于《DZ/T 0130.1—2006地質(zhì)礦產(chǎn)實驗室測試質(zhì)量管理規(guī)范》②的要求(表1)，分析質(zhì)量能滿足研究需求。

2 土壤重金屬元素含量特征

土壤元素全量的地球化學(xué)統(tǒng)計參數(shù)見表2。由表2可見，與全國土壤(A層)元素含量算術(shù)平均值相比，龍海市土壤重金屬元素Pb、Hg含量較高，其中Pb為全國土壤均值的1.5倍，這與福建省Pb地球化學(xué)高背景相吻合[10]。Cd、Zn與全國土壤均值無顯著差異，As、Ni、Cu、Cr相對貧乏。由于地質(zhì)背景(成土母質(zhì))、土壤類型、土地利用方式豐富多樣，加上人為活動污染影響，例如西北部、中部平原區(qū)及東部地區(qū)規(guī)?；B(yǎng)豬場、造紙廠等點源污染的存在，造成土壤重金屬元素含量變化范圍較大，變異系數(shù)(CV)多大于0.5，變異性較強。

對比成土地質(zhì)背景、土壤類型的分類統(tǒng)計結(jié)果(表3)可見：

(1)第四紀(jì)沖洪(海)積區(qū)土壤中Hg、Zn含量較高，尤其是Hg元素，平均值達(dá)中酸性侵入巖區(qū)土壤的5倍以上，As、Cr含量達(dá)殘坡積區(qū)土壤的2.5倍。這一方面可能與第四紀(jì)沖洪(海)積區(qū)地勢低洼、是多數(shù)元素活化遷移后的匯集聚積場所有關(guān)，同時該區(qū)廣泛分布富含有機(jī)質(zhì)、黏土組分的水稻土，土壤對多數(shù)重金屬元素的吸附富集能力較強，統(tǒng)計分析表明水稻土中有機(jī)質(zhì)與As、Cr、Hg具有正相關(guān)性，尤其是As元素，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.921；另一方面，第四系平原區(qū)是龍海市城鎮(zhèn)密集、人口聚居、工礦企業(yè)廣泛分布區(qū)，人為活動污染影響較強，加上長期耕作施肥、農(nóng)藥施用等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，土壤重金屬高含量與人為污染有一定關(guān)系。此外，侏羅紀(jì)火山巖(凝灰?guī)r)區(qū)土壤As含量較高，而燕山期中酸性侵入巖區(qū)土壤中8種重金屬元素含量均低于第四紀(jì)沖洪(海)積與侏羅紀(jì)火山巖，顯示了成土母巖巖性及其化學(xué)組成對殘坡積成因土壤元素含量的制約作用。

表1土壤元素全量指標(biāo)分析質(zhì)量參數(shù)

Table1AnalyticalqualityparametersofsoilgeochemicalindictorsinLonghai

序號指標(biāo)分析方法檢出限(1)報出率(2)標(biāo)樣合格率/%(3)內(nèi)檢合格率/%(4)異常點抽查合格率/%(5)1AsAFS0.41001001001002CdICP-MS0.0197.221001001003CrICP-MS11001001001004CuICP-MS0.51001001001005HgAFS0.000 510010090.911006NiICP-MS1.51001001001007PbICP-MS21001001001008ZnICP-MS31001001001009SiO2XRF0.05*10010010010010Al2O3XRF0.05*10010010010011TFe2O3XRF0.05*10010010010012Corg滴定法0.1*10010010010013pH電位法0.1**10010010010014CEC滴定法—100100100100

注：(1)檢出限含量單位：氧化物、有機(jī)碳(Corg)為10-2，pH為無量綱,其他單位為10-6；(2)凡是測定結(jié)果小于實際檢出限的，結(jié)果視為沒報出，然后計算測定結(jié)果大于實際檢出限的樣本占總樣本的百分比；(3)通過隨樣品同時插入分析國家一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)9件次，計算各件次標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測定值與標(biāo)準(zhǔn)值之間誤差，按照《地質(zhì)礦產(chǎn)實驗室測試質(zhì)量管理規(guī)范》的規(guī)定，統(tǒng)計合格測定件數(shù)占插入標(biāo)物總件數(shù)的百分比；(4)指按一定比例抽取檢查樣品(本批次共抽取11件)，編成密碼作為檢查樣進(jìn)行分析。計算基本分析與檢查分析結(jié)果之間的相對誤差，按照《地質(zhì)礦產(chǎn)實驗室測試質(zhì)量管理規(guī)范》的規(guī)定，統(tǒng)計各元素的合格率；(5)指取得全部分析數(shù)據(jù)后，抽取部分高含量和低含量進(jìn)行異常點檢驗，計算基本分析與抽檢分析值的相對誤差，按照《地質(zhì)礦產(chǎn)實驗室測試質(zhì)量管理規(guī)范》的規(guī)定，統(tǒng)計得到的合格率。

表2龍海市土壤地球化學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計參數(shù)(n=56)

Table2StatisticalparametersofsoilgeochemicalindictorsinLonghai(n=56)

指標(biāo)平均值中位數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差最大值最小值變異系數(shù)CV中國土壤①As5.852.729.5666.30 0.86 1.6310.00Cd0.130.090.191.390.011.520.09Cr31.0020.0036.00227.004.001.1565.00Ni11.605.3022.20145.001.401.9126.00Cu17.3711.3015.3778.501.920.8924.00Hg205.0075.00342.001 998.0018.001.6740.00Pb40.0034.0030.00214.0010.000.7523.00Zn78.0058.0047.00254.0020.000.6068.00Al9.859.942.4815.904.810.256.67Fe2.532.001.529.270.830.603.29Si29.0928.553.7637.1023.000.13—pH5.495.470.657.804.180.12—CEC8.476.096.4936.701.960.77—有機(jī)質(zhì)1.891.690.843.980.270.440.60

注：常量元素Si、Al、Fe和有機(jī)質(zhì)的含量單位為10-2，Hg含量單位為10-9，CEC含量單位為cmol/kg，pH無量綱，其他元素含量單位為10-6；①引自《應(yīng)用地球化學(xué)元素豐度數(shù)據(jù)手冊》中國土壤化學(xué)元素含量(A層)算術(shù)均值；“—”為無統(tǒng)計值。

(2)由于龍海市水稻土多以第四紀(jì)沖洪(海)積物為成土母質(zhì)，而紅壤多以燕山期中酸性侵入巖為成土母質(zhì)，在成土母質(zhì)來源、成土作用過程以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動、工礦污染等綜合影響下，導(dǎo)致水稻土中多數(shù)重金屬元素含量明顯高于紅壤。

(3)對比表明，第四系沖洪(海)積成因水稻土有機(jī)質(zhì)含量較高，殘坡積與沖洪積成因土壤pH差異不大，酸性強于坡積-沖積成因土壤。

3 土壤重金屬形態(tài)含量特征

3.1 重金屬元素形態(tài)含量與組成特征

土壤重金屬元素形態(tài)含量中位數(shù)見表4。由表4可見，由于元素地殼豐度以及表生地球化學(xué)性質(zhì)的巨大差異，各種元素的形態(tài)含量差異明顯。Cr、Cd的離子交換態(tài)含量明顯高于其他四態(tài)，As、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn則或以弱有機(jī)結(jié)合態(tài)含量最高，或以鐵錳氧化物態(tài)含量最高；此外，弱有機(jī)結(jié)合態(tài)As、Hg含量較高，說明土壤有機(jī)質(zhì)對As、Hg具有較強的吸附作用[11-13]。

對比表明，各重金屬元素的形態(tài)組成比例相差很大。通常認(rèn)為水溶態(tài)是土壤重金屬活動性和生物有效性最強的組分，而弱有機(jī)結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物態(tài)則是活動性較弱的組分[8,14]。也有人認(rèn)為水溶態(tài)、離子交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)(即前三態(tài))是土壤重金屬易活動態(tài)組分，三態(tài)之和較好地反映了土壤重金屬生物有效態(tài)[14-16]。統(tǒng)計表明，龍海市土壤重金屬活動態(tài)占五態(tài)之和比例的排序為：Cr>Cd>Ni>Zn>Hg>Pb>Cu>As。其中，Cr、Cd活動態(tài)占五態(tài)之和的比例最高，分別達(dá)72.24%和71.08%；As、Hg、Pb、Zn、Cu活動態(tài)不到五態(tài)之和的30%，以As最低，僅占7.94%。土壤重金屬形態(tài)組成是特定土壤條件下各種物理、化學(xué)及生物作用的平衡結(jié)果，當(dāng)土壤環(huán)境條件如酸堿度、有機(jī)質(zhì)、陽離子交換量等發(fā)生變化時，土壤重金屬元素的賦存形態(tài)必然發(fā)生轉(zhuǎn)化并達(dá)到新的平衡，有可能使有機(jī)結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物態(tài)等相對穩(wěn)定態(tài)元素轉(zhuǎn)化成活動性較強的形態(tài)[5,16-18]，從而增加其生態(tài)風(fēng)險。

表3 各分類單元的土壤地球化學(xué)指標(biāo)平均值(表中pH為中位數(shù))

注: Si、Al、Fe、有機(jī)質(zhì)含量單位為10-2，Hg含量單位為10-9， CEC含量單位為cmol/kg，pH無量綱，其他元素含量單位為10-6。

表4 土壤重金屬形態(tài)含量中位數(shù)及活動態(tài)占五態(tài)的比例/%(n=56)

注：Hg含量單位為10-9，其他元素含量單位10-6。

表5 各類統(tǒng)計單元土壤重金屬活動態(tài)占五態(tài)的比例(單位：%)

3.2 活動態(tài)重金屬組成特征

表5給出了土壤重金屬活動態(tài)占五態(tài)之和的比例。由此可見：(1)燕山期中酸性巖區(qū)土壤除Ni外的重金屬元素活動態(tài)占比均高于第四紀(jì)沖洪(海)積及侏羅紀(jì)火山巖區(qū)土壤；(2)除Cr、Ni活動態(tài)占比在沖洪(海)積區(qū)土壤中略高外，其他重金屬元素活動態(tài)在殘坡積成因土壤中占比較高；(3)不同類型土壤中，除紅壤的Ni活動態(tài)占比略低于水稻土外，其余重金屬元素活動態(tài)在紅壤中的占比均高于水稻土。

4 土壤重金屬形態(tài)的影響因素

4.1 形態(tài)含量與全量的關(guān)系

土壤重金屬形態(tài)含量與全量的相關(guān)分析結(jié)果列于表6，可見As、Cu、Ni各形態(tài)含量與全量具有較好的相關(guān)性。除水溶態(tài)外，Ni元素各形態(tài)量與全量均為顯著正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)達(dá)0.9以上)，說明土壤Ni全量是決定其形態(tài)含量的重要因素。Pb、Zn的碳酸鹽結(jié)合態(tài)、弱有機(jī)結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物態(tài)量與全量具有顯著正相關(guān)性。Cd、Cr、Hg的多數(shù)形態(tài)含量與全量的相關(guān)性較差，其中Cd水溶態(tài)含量與全量間不相關(guān)(相關(guān)系數(shù)為-0.029，圖2)。不同重金屬元素形態(tài)含量與全量間所表現(xiàn)出的相關(guān)性差異，理論上與土壤重金屬來源、元素地球化學(xué)行為及其土壤理化性質(zhì)等多種因素有關(guān)。水溶態(tài)Cd與全量間的反常關(guān)系，推斷與水溶態(tài)Cd含量極低，大多數(shù)重復(fù)分析的RE值較大、分析數(shù)據(jù)可靠性低有關(guān)。本項研究表明，多數(shù)情況下隨著土壤重金屬總量的增加，各種重金屬形態(tài)含量包括其活動態(tài)含量相應(yīng)增加，即土壤重金屬的生態(tài)風(fēng)險隨之增加。因此，加強土壤重金屬污染防控、減緩?fù)寥乐亟饘倮鄯e富集速率對于防治土壤重金屬污染危害十分重要。

4.2 土壤理化性質(zhì)對重金屬形態(tài)的影響

應(yīng)用隨機(jī)森林法分析了土壤理化性質(zhì)對重金屬形態(tài)的影響貢獻(xiàn)率(簡稱影響率)，結(jié)果見圖3。隨機(jī)森林(Random forest)是一種利用多棵樹對樣本進(jìn)行訓(xùn)練并預(yù)測的一種分類器[19]，已應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)、醫(yī)學(xué)等多個研究領(lǐng)域，主要通過R語言等編程工具實現(xiàn)。R語言是一種用于統(tǒng)計分析、繪圖的語言及操作環(huán)境[19]。本文應(yīng)用R語言中Ran-domforest軟件包，分析了土壤有機(jī)質(zhì)、pH值、陽離子交換量(CEC)、質(zhì)地(以(Fe×Al)/Si代替)、成土地質(zhì)背景、土壤類型等因素對土壤重金屬形態(tài)含量的影響率[5,20 -21]。景麗潔、孫彬彬等研究發(fā)現(xiàn)，土壤性質(zhì)差異可引起重金屬元素吸附能力的顯著差異[22-23]。隨機(jī)森林法分析時將成土地質(zhì)背景中的第四紀(jì)沖洪積物、第四紀(jì)全新世玄武巖、燕山期中酸性巖、侏羅紀(jì)火山巖分別賦值為AA、AB、AC、AD，殘坡積、沖洪積、坡-沖積成因分別賦值為CA、CB、CC，土壤類型中水稻土、紅壤、潮土、濱海砂泥分別賦值為BA、BB、BC、BD。采用R語言對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析后繪圖，結(jié)果見圖3。

表6 土壤重金屬形態(tài)含量與全量的相關(guān)系數(shù)(n=56)

注：樣本數(shù)n=56，置信度為0.05、0.01時，顯著相關(guān)臨界值分別為0.246、0.320;**表示P=0.01水平下的顯著水平。

圖2 土壤中鐵錳氧化物態(tài)Cu、水溶態(tài)Cd與相應(yīng)元素全量的散點分布圖Fig.2 Scatter plots of Cu bound to Fe-Mn oxides and water-extracted Cd vs their total concentration respectively

4.2.1 土壤有機(jī)質(zhì)

圖3 重金屬形態(tài)的影響因子貢獻(xiàn)率圖Fig.3 The contribution percentage of influencing factors on heavy metal speciation

從圖3可見，土壤有機(jī)質(zhì)對離子交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)及弱有機(jī)結(jié)合態(tài)重金屬含量的影響率較大。其中，有機(jī)質(zhì)對離子交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd、Zn的影響率超過25%。對于弱有機(jī)結(jié)合態(tài)Cd、Hg、Zn的影響率超過25%，對于As、Cr、Cu的影響率超過20%。王浩等[11]研究發(fā)現(xiàn)土壤有機(jī)質(zhì)的積累會增加弱有機(jī)結(jié)合態(tài)重金屬的比例，而離子交換態(tài)比例則降低。說明土壤有機(jī)質(zhì)對重金屬元素形態(tài)組成具有顯著影響，且對不同元素的影響程度不盡相同。

4.2.2 土壤酸堿度

由圖3可知，pH值對重金屬形態(tài)尤其是水溶態(tài)、離子交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)有明顯影響。其中，對水溶態(tài)As、Zn的影響率超過30%，是重要影響因素。對于多數(shù)重金屬元素碳酸鹽結(jié)合態(tài)的影響率在15%以上。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，碳酸鹽結(jié)合態(tài)對土壤pH值較敏感，當(dāng)pH值下降時，碳酸鹽結(jié)合態(tài)重金屬元素將活化釋放[24-25]。

4.2.3 土壤陽離子交換量

陽離子交換量(CEC)對Ni元素形態(tài)的影響率較大，尤其是對弱有機(jī)結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物態(tài)的影響率達(dá)30%以上。

4.2.4 土壤質(zhì)地

大量研究表明，土壤質(zhì)地對土壤重金屬含量有一定的影響，黏土礦物對重金屬吸附作用可使土壤重金屬得到富集[26-28]，同時也影響到土壤重金屬的形態(tài)組成。孫彬彬等[23]對黃河沿岸土壤的研究發(fā)現(xiàn)，土壤中重金屬等微量元素與常量組分鐵、鋁、硅含量間密切相關(guān)，常量組分的比值(Fe×Al)/Si值在一定程度上反映了土壤質(zhì)地組成特征。因此，本文以(Fe×Al)/Si作為表征土壤質(zhì)地的一個參數(shù)，研究其對土壤重金屬形態(tài)的影響。

隨機(jī)森林分析表明，(Fe×Al)/Si對Cu、Zn元素形態(tài)的影響率較高，對Cu元素形態(tài)的影響率達(dá)40%，是土壤Cu形態(tài)組成的主要影響因素。

4.3 成土地質(zhì)背景與土壤類型的影響

圖3顯示，地質(zhì)背景因素對多數(shù)重金屬元素形態(tài)組成具有一定的影響，但總體來看影響率較小，僅對水溶態(tài)Ni，離子交換態(tài)Ni、Cr，碳酸鹽結(jié)合態(tài)、弱有機(jī)結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物態(tài)Ni、As的影響率較高。

土壤類型對水溶態(tài)Cd，離子交換態(tài)As，碳酸鹽結(jié)合態(tài)Pb，弱有機(jī)結(jié)合態(tài)As、Ni、Pb，鐵錳氧化物態(tài)Pb的影響率較大。事實上，土壤類型是成土母質(zhì)、成土作用、土地利用等綜合作用的結(jié)果，不同類型土壤的理化性質(zhì)不同，因此，土壤類型對重金屬元素形態(tài)的影響是前述各種因素的綜合反映。

隨機(jī)森林分析表明(圖3)，成土母質(zhì)類型對土壤重金屬形態(tài)的影響率總體較小，但對Cd、Cr、Pb某些形態(tài)的影響率較大。前已闡述沖洪(海)積成因水稻土的重金屬含量明顯高于殘坡積紅壤，但是水稻土與紅壤中有機(jī)質(zhì)、酸堿度等理化性質(zhì)迥異，導(dǎo)致兩種土壤中重金屬形態(tài)組成顯著不同，加上龍海市土壤成因類型(指殘坡積、沖洪積、坡-沖積)種類較少，造成對于重金屬形態(tài)的影響率總體較小。

5 結(jié) 論

通過對福建龍海市表層土壤重金屬元素地球化學(xué)特征研究，得出如下結(jié)論：

(1)第四紀(jì)沖洪(海)積成因的水稻土中重金屬元素全量較高。復(fù)雜多樣的地質(zhì)條件加上人為污染影響，導(dǎo)致區(qū)內(nèi)土壤重金屬變異性較強。

(2)平原區(qū)水稻土重金屬元素較為富集，而燕山期中酸性巖風(fēng)化形成的殘坡積紅壤中重金屬元素活動態(tài)含量較高。

(3)統(tǒng)計分析表明，As、Cu、Ni形態(tài)含量與各自全量具有較好的相關(guān)性，而Cd、Cr、Hg形態(tài)與全量相關(guān)性較差。

(4)隨機(jī)森林法研究表明，土壤有機(jī)質(zhì)對弱有機(jī)結(jié)合態(tài)重金屬(不包括Ni、Pb元素)以及離子交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd、Zn有重要影響，陽離子交換量對Ni各形態(tài)，土壤質(zhì)地(以(Fe×Al)/Si表征)對Cu各形態(tài)具有重要影響。而成土地質(zhì)背景、土壤類型對土壤重金屬形態(tài)組成的影響較小，僅對Ni、As、Cd、Cr、Pb個別形態(tài)有一定的影響。