基于多元統(tǒng)計(jì)分析的表層土壤重金屬污染來(lái)源識(shí)別研究

胡昱欣 宋煒 周瑞靜

收稿日期：2023-10-31；修回日期：2024-03-15

第一作者簡(jiǎn)介：胡昱欣（1989-），女，碩士，高級(jí)工程師，主要從事水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)及生態(tài)地質(zhì)研究工作。E-mail：huyuxin1989@163.com

引用格式：胡昱欣，宋煒，周瑞靜，2024.基于多元統(tǒng)計(jì)分析的表層土壤重金屬污染來(lái)源識(shí)別研究［J］.城市地質(zhì)，19（2）：158-166

摘 要：在海淀區(qū)10家重點(diǎn)企業(yè)周邊采集了57個(gè)土壤樣品，采用單因子污染指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法、地累積指數(shù)法進(jìn)行污染與累積評(píng)價(jià)，采用因子分析、聚類分析等統(tǒng)計(jì)方法對(duì)土壤重金屬來(lái)源進(jìn)行識(shí)別與解析。結(jié)果表明：10家重點(diǎn)企業(yè)周邊采樣點(diǎn)處的表層土壤不存在重金屬污染，除Pb、Ni外，其他6種重金屬元素均存在不同程度累積。土壤中Zn、Cu、Pb、Ni、Hg、As具有極顯著相關(guān)性，Pb、Cu、As、Ni、Zn在主因子F1上的荷載較高，均大于0.5，貢獻(xiàn)率為42.207%；Hg、Cd在主因子F2上的荷載較高，Cr在主因子F3上的荷載較高。結(jié)合前述評(píng)價(jià)和聚類分析結(jié)果，綜合分析確定主因子F1主要為自然源和人為源的綜合作用造成，包括交通運(yùn)輸，工業(yè)生產(chǎn)、大氣沉降；主因子F2主要為人為源，推測(cè)主要與金屬加工業(yè)關(guān)系密切；主因子F3主要為成土母質(zhì)。重點(diǎn)企業(yè)綜合累積程度與前述累積評(píng)價(jià)結(jié)果一致，采用上述方法進(jìn)行土壤重金屬累積及源解析研究，結(jié)果較可靠。

關(guān)鍵詞：重點(diǎn)企業(yè)；重金屬累積；因子分析法；源解析

Source identification of heavy metal pollution in topsoil based on multivariate statistical analysis

HU Yuxin， SONG Wei， ZHOU Ruijing

（Beijing Institute of Geological ＆ Prospecting Engineering， Beijing 100048， China）

Abstract： This research collected 57 soil samples around 10 key enterprises in Haidian District to evaluate the pollution and accumulation of topsoil based on the methods of single factor pollution index， Nemero comprehensive pollution index and geo-accumulation index. The factor analysis method and cluster analysis have been used to identify and analyze the sources of heavy metals in the soil. The results show that the soil environmental quality is safe without heavy metal pollution. According to geo-accumulation evaluation results， the heavy metals all accumulate to different degrees except Pb and Ni. Besides， the elements of Zn， Cu， Pb， Ni， Hg and As in the soil are all significantly correlated. The load of Pb， Cu， As， Ni and Zn on F1 is higher than 0.5 with a contribution rate of 42.207%. Hg and Cd have higher loads on F2， and Cr has higher loads on F3. Since heavy metals with strong correlation may have homology， it is speculated that F1 is mainly caused by the comprehensive action of natural and man-made sources， including transportation， industrial production and atmospheric deposition. F2 is mainly a man-made source， which is speculated to be closely related to metal processing industry. F3 is mainly the parent material of the soil. The comprehensive accumulative degree of the key enterprises is shown as HF > SW > RS > GYGN > ZSH， which is consistent with the aforementioned accumulative evaluation results. It can be seen that the above assessment methods are reliable in analyzing the accumulation and source of heavy metals in soil.

Keywords： key enterprises; accumulation of heavy metals; factor analysis; source analysis

土壤是人類生命之本，近些年來(lái)，隨著土壤突發(fā)事件的發(fā)生，土壤環(huán)境逐漸被人們廣泛關(guān)注。相較于美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)土壤相關(guān)調(diào)查起步較晚，存在土壤基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)不完善、缺乏長(zhǎng)序列的土壤監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等問(wèn)題。伴隨著“土十條”等相關(guān)政策的陸續(xù)落地，對(duì)主要城市中的在產(chǎn)企業(yè)對(duì)其周邊土壤環(huán)境的影響關(guān)注度逐漸增大（羅維等，2024）。部分重金屬具有一定的毒理特性，當(dāng)土壤中重金屬濃度超過(guò)限量標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)則不可忽視，如As、Cr、Cd、Pb、Hg等元素（Jin et al.，2019）。目前關(guān)于土壤重金屬累積、污染溯源手段一般分為定性判斷和定量估算。常用的定性分析法包括富集因子法、元素濃度比值法、土壤剖面分析法、污染空間分析法等；定量分析法包括同位素比率解析法、因子分析法、正定矩陣因子分析法等（韓存亮等，2017），兩者相結(jié)合是目前應(yīng)用最為廣泛的溯源手段之一（潘勇軍等，2008；趙靚等，2020；李月芬等，2004；Lu et al.，2012）。北京市對(duì)城市公園用地、城區(qū)用地、朝陽(yáng)區(qū)城區(qū)五環(huán)內(nèi)的綠地表層土壤中重金屬進(jìn)行了檢測(cè)及污染評(píng)估（秦坤坤，2022；白江偉等，2023）；對(duì)海淀區(qū)某些重點(diǎn)在產(chǎn)企業(yè)，胡昱欣等（2021）采用污染評(píng)價(jià)法、地累積指數(shù)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法對(duì)2018—2020年表層土壤重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)和變化趨勢(shì)進(jìn)行了研究。本文以海淀區(qū)10家重點(diǎn)企業(yè)周邊表層土壤2020年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在單因子污染指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法、地累積指數(shù)法進(jìn)行污染評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，采用因子分析、聚類分析等統(tǒng)計(jì)法對(duì)累積來(lái)源進(jìn)行定量或半定量解析研究，與前期成果相比，本次研究程度更深入，指向性更強(qiáng)，可為城市表層土壤環(huán)境重金屬污染源識(shí)別、累積溯源研究提供重要參考。

1? 材料與方法

1.1? 研究區(qū)概況

海淀區(qū)位于北京市區(qū)西北部，全區(qū)總面積為430.77 km2。地勢(shì)西高東低，以低山丘陵為主要地貌，西部山地為太行山余脈，中部、東部為平原區(qū)（劉文平等，2016）。山地區(qū)域以褐土為主，山區(qū)為壤土至砂壤，山前多含礫、砂黏和礫黏砂（武毅，2019）。海淀區(qū)屬于暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，區(qū)域內(nèi)有10條河流，均屬北運(yùn)河水系，總長(zhǎng)度為119.8?km，昆明湖、玉淵潭、紫竹院湖、上莊水庫(kù)等地表水體為區(qū)域內(nèi)主要湖泊（李慧強(qiáng)，2016；李彥旻，2016）。本次海淀區(qū)10家重點(diǎn)企業(yè)類別包括集成電路制造（RS）、原油加工及石油制品制造（ZSH）、環(huán)境衛(wèi)生管理（LLT）、航空與航天器及設(shè)備制造（WX、HF），有色金屬鑄造、金屬與非金屬材料（SW、GYGN、BY、AT），具有行業(yè)類別廣、覆蓋范圍大、涉密企業(yè)多、關(guān)注度高等特點(diǎn)。

1.2? 樣品采集與處理

以企業(yè)為中心構(gòu)建緩沖區(qū)，在海淀區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向、距離企業(yè)75、200、400 m緩沖區(qū)處各設(shè)置1個(gè)采樣點(diǎn)；在其他方向200 m緩沖區(qū)處各設(shè)置1個(gè)采樣點(diǎn)。其中，除2家企業(yè)由于距離較近而合并布設(shè)9個(gè)土壤采樣點(diǎn)外，其他重點(diǎn)企業(yè)周邊均布設(shè)6個(gè)土壤采樣點(diǎn)，共計(jì)布設(shè)57個(gè)土壤采樣點(diǎn)，每個(gè)采樣點(diǎn)均采集表層（0～20 cm）土壤樣品1個(gè)。2020年4月，在10家重點(diǎn)企業(yè)周邊共采集了57個(gè)土壤樣品，采用雙對(duì)角線五點(diǎn)混合法采集土壤樣品，用木鏟挖20 cm × 20 cm × 20 cm土方，盡量選擇擾動(dòng)較小的土層，裝樣前去掉土壤表面雜物（雜草、碎石塊等），采樣量不少于2.0 kg，過(guò)量的土用四分法進(jìn)行棄土處理，而后裝入聚乙烯自封袋中備檢，所有點(diǎn)位均采用高精度GPS進(jìn)行定位。通過(guò)分析57個(gè)代表性土壤樣品發(fā)現(xiàn)，土壤環(huán)境pH為7.68～8.41，均值為8.13，變異系數(shù)0.02，總體呈穩(wěn)定的堿性環(huán)境。土壤中Cu、Zn、Ni、Cr采用火焰原子吸收分光光度法，Cd、Pb采用石墨爐原子吸收分光光度法，Hg、As采用微波消解原子熒光法，均按照GB 36600－2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中推薦的方法進(jìn)行分析測(cè)試。

1.3? 研究方法

1）評(píng)價(jià)方法

單因子污染指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法由于具有計(jì)算簡(jiǎn)單、結(jié)果直觀等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于土壤污染評(píng)價(jià)（沈城等，2020；黃安林等，2020）。地累積指數(shù)法由德國(guó)科學(xué)家Muller提出，因其考慮了土壤本底環(huán)境含量值，近些年來(lái)被許多學(xué)者廣泛應(yīng)用于土壤中重金屬累積污染評(píng)價(jià)，且適用性較好（常家華等，2019；麥麥提吐?tīng)栠d·艾則孜等，2018）；且指數(shù)值越大代表累積程度越高，受人為活動(dòng)影響越大（李彥榮等，2015）。本次研究采用上述方法對(duì)表層土壤進(jìn)行污染、累積評(píng)價(jià)。進(jìn)行污染評(píng)價(jià)時(shí)，土壤中Cu、Cd、Pb、Ni、As、Hg限量標(biāo)準(zhǔn)值參考前述標(biāo)準(zhǔn)中第二類用地的篩選值，Zn、Cr限量標(biāo)準(zhǔn)值參考北京市DB11/T 811－2011《場(chǎng)地土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)篩選值》標(biāo)準(zhǔn)中工業(yè)/商服用地的篩選值，即土壤中Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Ni、Hg、As限量標(biāo)準(zhǔn)值依次取18 000、10 000、65、800、2 500、900、38、60 mg·kg-1；通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，確定本次研究采用的北京市土壤Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Ni、Hg、As背景值依次為18.7、57.5、0.119、24.6、29.8、26.8、0.112、7.09 mg·kg-1（陳同斌等，2004；李春蘭等，1984），各評(píng)價(jià)方法及參數(shù)見(jiàn)表1，各評(píng)價(jià)方法分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

2）源識(shí)別與源解析法

因子分析法和聚類分析法均是定量分析的多元統(tǒng)計(jì)方法。因子分析法是一種降維的數(shù)據(jù)分析方法，將多個(gè)實(shí)測(cè)變量之間的相互關(guān)系通過(guò)數(shù)學(xué)變化轉(zhuǎn)換為幾個(gè)線性不相關(guān)的綜合指標(biāo)，在不損失或者少損失原始數(shù)信息前提下，從復(fù)雜的眾多變量提取幾個(gè)公共因子，以較少的因子解釋大量數(shù)據(jù)特征，進(jìn)而得出變量間的因果關(guān)系（王雄軍等，2008）。聚類分析是將抽象對(duì)象或物理對(duì)象組合成一組，并對(duì)相似對(duì)象進(jìn)行分析歸類（張嘉暉等，2020），本次聚類分析主要是對(duì)土壤中各個(gè)指標(biāo)之間定義距離，并根據(jù)各個(gè)指標(biāo)的相似特性進(jìn)行聚類，進(jìn)而形成關(guān)系圖譜（王飛宇等，2023）。

本次采用因子分析、聚類分析等統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行表層土壤重金屬污染源識(shí)別、解析研究，采用SPSS 24.0軟件進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)特征、統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算，采用MATLAB 2020計(jì)算內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)和地累積指數(shù)，采用Origin 2018、ESRI ArcGIS 10.8軟件進(jìn)行繪圖。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 土壤重金屬含量特征、污染與累積分析

對(duì)海淀區(qū)重點(diǎn)企業(yè)周邊土壤中8項(xiàng)重金屬元素全含量進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)及箱線統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見(jiàn)表3、圖1。采用單因子污染指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法對(duì)土壤中重金屬含量進(jìn)行污染評(píng)價(jià)，利用地累積指數(shù)法進(jìn)行累積評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表4、圖2。箱線統(tǒng)計(jì)圖通過(guò)呈現(xiàn)土壤中各元素全含量的最大值、最小值、中位數(shù)和2個(gè)四分位數(shù)來(lái)反映定量數(shù)據(jù)分布特征。變異系數(shù)是用來(lái)衡量空間離散程度的無(wú)量綱值，值越大說(shuō)明空間分布越不均勻，且當(dāng)變異系數(shù)大于0.5時(shí)，土壤可能存在點(diǎn)源污染（麥麥提吐?tīng)栠d·艾則孜等，2017；王子龍，2008）。

結(jié)合表3、表4、圖1、圖2可知，土壤中8種重金屬元素全含量均遠(yuǎn)低于限量標(biāo)準(zhǔn)值，不存在上述重金屬污染，PN值為0.16（小于0.7），土壤環(huán)境質(zhì)量屬于安全等級(jí)。從數(shù)據(jù)分布特征看，土壤中Cu、Pb、Ni均值相近，Zn、Cr均值較相近，Zn、Ni、Hg元素存在異常高的值。Hg元素含量峰度值最高，為6.81 ，其次為Zn元素。

從空間分布特征看，各重金屬元素全含量變異系數(shù)為0.11～0.78，表現(xiàn)為Hg>Cd>Zn>Pb>As>Cu>Ni>Cr。Hg元素相較其他元素空間分布差異最大，變異系數(shù)為0.78，屬于高變異度。從重金屬累積程度看，土壤中除Pb、Ni外，其他6項(xiàng)重金屬元素均存在累積。各重金屬元素各累積級(jí)別百分比之和（圖2）表現(xiàn)為Cr>Cu>Hg>Zn>As>Cd>（Pb、Ni），Igeo最大值表現(xiàn)為Hg>Cr>Zn>Cu>As>Cd>Ni>Pb。分析發(fā)現(xiàn)，Cr、Cu各累積級(jí)別之和占比雖相對(duì)較高，尤以Cr元素最高，為100%；但Cr、Cu變異系數(shù)相對(duì)較小，空間分布差異相對(duì)較小，最大僅為0.25。Hg元素雖累積級(jí)別、變異系數(shù)最大，但各累積級(jí)別百分比之和低于Cr、Cu。土壤中Cu、Cr、Hg元素在RS、SW、GYGN企業(yè)周邊累積程度相對(duì)較高，Zn在RS、SW、HF周邊土壤累積程度相對(duì)較高，Hg元素在RS企業(yè)周邊累積程度相比最高。綜上所述，RS、SW、HF企業(yè)周邊土壤中重金屬累積程度相對(duì)較高，主要累積元素為Cu、Zn、Cr、Hg。

2.2? 重金屬累積來(lái)源解析及成因分析

2.2.1? 因子分析

在因子分析前需要分析數(shù)據(jù)相關(guān)性。采用Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)得出，Cu、Cr、Ni、As呈正態(tài)分布，Zn、Pb呈偏態(tài)分布，Cd、Hg不符合正態(tài)分布。采用Spearman非參數(shù)方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見(jiàn)表5。由表5可知，Cu、Zn、Pb、Ni、As兩兩之間具有極顯著的相關(guān)性，且相關(guān)系數(shù)均大于0.50。Hg與Zn存在極顯著相關(guān)性，與As存在顯著相關(guān)性；Cr僅與As元素存在顯著相關(guān)性，與Cu存在一定負(fù)相關(guān)?？傮w上，除Cd元素外，其他重金屬元素均具有較好的相關(guān)性，且推測(cè)Cr、Ni、As累積可能具有同源性。

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析后，進(jìn)行Kaiser-Meyer-Olkin和Bartlett檢驗(yàn)得出，KMO值為0.786（大于0.6為適合）；Bartlett球形度檢驗(yàn)相伴概率為0.000，小于顯著性水平0.01，表明所選數(shù)據(jù)有效性較好，適合進(jìn)行因子分析與重金屬累積溯源（張連科等，2016）。以各采樣點(diǎn)土壤中Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Ni、Hg、As元素為變量，采用SPSS 24.0軟件，通過(guò)主成分分析（PCA）和方差最大旋轉(zhuǎn)法（Varimax rotation）計(jì)算，提取了3個(gè)特征值大于1的主因子，結(jié)果見(jiàn)表6，旋轉(zhuǎn)后因子荷載分布見(jiàn)圖3。

分析表6和圖3可知，主因子F1、F2、F3的特征值依次為3.377、1.242、1.105。土壤中Pb、Cu、As、Ni、Zn元素在F1主因子上的荷載均大于0.5，F(xiàn)1主因子上貢獻(xiàn)率為42.207%；Hg、Cd元素在F2主因子上荷載較高，依次為0.731、-0.671，F(xiàn)2主因子貢獻(xiàn)率為15.528%，累積貢獻(xiàn)率為57.736%，僅Cr在F3主因子上荷載較高，為0.915，F(xiàn)3因子貢獻(xiàn)率為13.807%，3個(gè)主因子累積貢獻(xiàn)率為71.547%（>60.000%），即采用3個(gè)主因子可表達(dá)大部分原始數(shù)據(jù)的信息。

2.2.2? 聚類分析

聚類分析可將重金屬污染來(lái)源相似的采樣點(diǎn)進(jìn)行歸類，相似度較高的優(yōu)先聚類，結(jié)合重點(diǎn)企業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)，分析重點(diǎn)企業(yè)周邊采樣點(diǎn)處表層土壤重金屬可能的主要來(lái)源，識(shí)別出需重點(diǎn)關(guān)注的采樣點(diǎn)位和企業(yè)。本次對(duì)57個(gè)土壤樣品中8種重金屬數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，采用系統(tǒng)聚類中組間連接法，度量標(biāo)準(zhǔn)采用平方歐氏距離，聚類數(shù)最大取6，聚類分析結(jié)果見(jiàn)表7。

分析表7可知，聚類優(yōu)先級(jí)為1、2、3級(jí)的采樣點(diǎn)23個(gè)，為RS、SW、GYGN、HF周邊表層土壤樣品。1?級(jí)聚類和3級(jí)聚類的表層土壤采樣點(diǎn)均為RS、SW、GYGN、HF周邊表層土壤樣品，1級(jí)聚類采樣點(diǎn)11個(gè)，下風(fēng)向采樣點(diǎn)占比最高，為54.55%；2級(jí)聚類采樣點(diǎn)僅包含RS、HF企業(yè)周邊表層土壤樣品?？梢?jiàn)，重金屬來(lái)源相似度最高的為RS、SW、GYGN、HF企業(yè)周邊表層土壤樣品。

2.2.3? 重金屬累積評(píng)價(jià)分析

在相關(guān)性分析、因子分析、聚類分析方法基礎(chǔ)上，通過(guò)求得各采樣點(diǎn)重金屬累積綜合得分進(jìn)行累積定量評(píng)價(jià)。將各變量原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理以獲得標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)矩陣，并計(jì)算特征向量，獲得各主成分表達(dá)式及綜合得分表達(dá)式：

F1=0.489X1+0.473X2+0.459X3+0.399X4+0.362X5+0.135X6+0.106X7+0.084X8 （1）

F2=0.001X1+0.039X2+0.159X3-0.028X4+0.420X5+0.656X6-0.602X7+0.05X8???? （2）

F3=0.109X1-0.152X2+0.149X3+0.214X4-0.159X5-0.098X6-0.322X7+0.87X8????? （3）

f ==α1 F1+α2 F2+α3 F3 ?????? （4）

式中，X1、X2、X3、......、X8依次為Pb、Cu、As、Ni、Zn、Hg、Cd、Cr變量經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)矩陣；α1、α2、α3依次為3個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率。本次各采樣點(diǎn)f值三維散點(diǎn)圖如圖4所示。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，f值大于零的采樣點(diǎn)數(shù)為24，所占百分比為42.11%，為RS、SW、GYGN、HF重點(diǎn)企業(yè)周邊的采樣點(diǎn)，且RS-D-3、RS-D-2、HF-O-2、HF-O-3點(diǎn)位f值相對(duì)最高，依次為3.17、2.78、2.20、2.18。為了獲得各企業(yè)周邊土壤重金屬累積綜合得分，采用加權(quán)平均和算數(shù)平均2種方法對(duì)F1、F2、F3進(jìn)行計(jì)算。其中，權(quán)重賦予考慮企業(yè)活動(dòng)對(duì)周邊土壤環(huán)境的影響，即緩沖區(qū)范圍越小，企業(yè)的影響越大。位于75、200、400 m緩沖區(qū)范圍內(nèi)點(diǎn)位依次賦予權(quán)重值3、2、1，計(jì)算獲得各重點(diǎn)企業(yè)在3個(gè)主成分上的得分F1?、F2?、F3?和綜合得分f ?，f ?值越大代表企業(yè)周邊土壤中重金屬綜合累積程度越高。采用上述兩種方法分別計(jì)算各企業(yè)綜合得分，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖5、表8。

對(duì)各企業(yè)綜合得分f1?和f2?進(jìn)行排序，前5名均為f ?HF>f ?SW>f ?RS>f ?GYGN>f ?ZSH，可見(jiàn)一致性較好。由圖5可知，HF、SW、RS、GYGN綜合累積程度明顯較其他企業(yè)高，與前述地累積指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果一致。分析發(fā)現(xiàn)，RS企業(yè)以半導(dǎo)體電子產(chǎn)品生產(chǎn)為主，SW企業(yè)以生產(chǎn)電路板為主，HF企業(yè)主要做金屬熔煉，GYGN企業(yè)主要做鑄造有色金屬和合金制品。上述企業(yè)均存在重金屬類生產(chǎn)工藝，結(jié)合前述聚類分析結(jié)果，推測(cè)重金屬累積與企業(yè)生產(chǎn)工藝相關(guān)性較大。

3? 討論

自然因素來(lái)源和人為活動(dòng)等造成的外源輸入是城市土壤重金屬污染的兩大主要來(lái)源（Ioulia Papageorgiou， et al.，2020；Mexia， et al.，2018），持續(xù)的人為活動(dòng)不可避免地會(huì)使得土壤中重金屬存在一定累積，包括工業(yè)源、農(nóng)業(yè)源、生活源、交通源等；成土母質(zhì)、大氣沉降等是主要自然來(lái)源。據(jù)以往研究，北京市表層土壤中Cr、Ni、As含量主要受成土母質(zhì)的影響（Reid et al.，2005）；尾氣排放、電線及電子設(shè)備制造是Cu的主要來(lái)源；城市環(huán)境中Cd的積累有多種來(lái)源，生產(chǎn)鎳鎘電池，涂料、電鍍、顏料、汽車散熱器的生產(chǎn)，電子元件的制造等都可以造成土壤中Cd含量累積；土壤Hg在城市環(huán)境中的積累尤以金屬加工工業(yè)最為普遍（鄭袁明等，2005；劉玲玲等，2020）。由于海淀區(qū)重點(diǎn)企業(yè)周邊表層土壤中主要存在累積的重金屬元素為Zn、Cu、Cr，其次為As、Hg。綜合分析，主因子F1主要為自然源和人為源的綜合作用造成，包括交通運(yùn)輸，工業(yè)生產(chǎn)、大氣沉降；主因子F2主要為人為源，推測(cè)主要與金屬加工業(yè)關(guān)系密切；主因子F3主要為成土母質(zhì)。

4? 結(jié)論

1）從土壤污染水平看，海淀區(qū)重點(diǎn)企業(yè)周邊表層（0～20.0 cm）土壤中8項(xiàng)重金屬全含量均低于相應(yīng)限量標(biāo)準(zhǔn)值，不存在重金屬污染，土壤環(huán)境質(zhì)量為安全等級(jí)。

2）從重金屬累積水平看，除Pb、Ni外，其他6種重金屬元素均存在不同程度累積。RS、SW、HF企業(yè)周邊土壤中重金屬累積程度相對(duì)較高，以Cu、Zn、Cr、Hg為主。

3）從重金屬累積來(lái)源看，土壤中Zn、Cu、Pb、Ni、Hg、As元素具有極顯著相關(guān)性。Pb、Cu、As、Ni、Zn元素在F1上的荷載較高，貢獻(xiàn)率為42.207%；Hg、Cd元素在F2上的荷載較高，Cr元素在F3上的荷載較高，3個(gè)主因子累積貢獻(xiàn)率為71.547%。聚類分析結(jié)果表明，RS、SW、GYGN、HF企業(yè)周邊采樣點(diǎn)處土壤重金屬來(lái)源相似度最高。綜合分析F1主要為自然源和人為源的綜合作用造成，主要包括交通運(yùn)輸、工業(yè)生產(chǎn)和大氣沉降；F2主要為人為源，主要與金屬加工業(yè)關(guān)系密切；F3主要為成土母質(zhì)。

4）從累積程度看，f值大于零的采樣點(diǎn)占比為42.11%，分布在RS、SW、GYGN、HF重點(diǎn)企業(yè)周邊。采用加權(quán)平均算法求得綜合得分前五名為f ?HF>f ?SW>f ?RS>f ?GYGN>f ?ZSH，與前述地累積指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果和單個(gè)采樣點(diǎn)f值統(tǒng)計(jì)結(jié)果一致，f值較高的企業(yè)均涉及重金屬類生產(chǎn)工藝。

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