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物探与化探  2022, Vol. 46 Issue (1): 250-257    DOI: 10.11720/wtyht.2022.1077
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黔西北地区土壤重金属地球化学背景及管理目标值
孟伟(), 莫春虎, 刘应忠
贵州省地质调查院,贵州 贵阳 550081
Geochemical background and management target values of heavy metals in soil in northwestern Guizhou Province
MENG Wei(), MO Chun-Hu, LIU Ying-Zhong
Guizhou Academy of Geological Survey, Guiyang 550081, China
全文: PDF(1851 KB)   HTML
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摘要 

基于贵州省毕节地区1∶25万土地质量地球化学调查的1 308件深层土壤样品重金属含量数据,研究了土壤重金属含量分布及其地球化学背景特征,与全国土壤比较,黔西北土壤重金属地球化学背景值显著高于全国土壤元素背景值,但是,与我国西南地区土壤元素背景值接近。黔西北地区土壤重金属含量与地质背景关系密切,不同地质单元区土壤重金属含量存在显著差异,石炭系地层发育的土壤呈Pb、Zn地球化学高背景,二叠系中统风化形成的土壤呈Cd、Hg地球化学高背景,黔西北地区不仅存在土法炼锌造成的土壤重金属污染,土壤重金属地球化学高背景也是影响土壤重金属富集的重要因素。统计表明,黔西北地区二叠系中统风化土壤Cd管理目标值高于我国农用地土壤Cd风险管制值(2.0×10-6),认为在确定黔西北地区土壤重金属管理目标时,应充分考虑不同地质单元区土壤重金属地球化学背景值差异及其生态环境效应的影响。

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孟伟
莫春虎
刘应忠
关键词 地球化学背景土壤重金属管理目标值贵州    
Abstract

Based on the heavy metal content data of 1 308 deep soil samples taken from the 1∶250 000 geochemical survey of land qualityin the Bijie area, Guizhou Province, the content distribution and geochemical background characteristics of heavy metals in soil in the area were studied. The geochemical background values of heavy metals in soil in northwestern Guizhou Provinceare significantly higher than those in soil nationwide but are close to those in soil in southwestern China. The heavy metal content in soil in northwestern Guizhou is closely related to the geological background and is significantly different between different geological units. The soil developing in Carboniferous strata has high geochemical background values of Pb and Zn, while the Middle Permian soil formed due to weathering hashigh geochemical background values of Cd and Hg. All these mean that besides heavy metal pollution in soil caused by zinc melting using indigenous methods,another important factor causing the heavy metal enrichment is the high geochemical background values of heavy metals in soil.The statistics show that the management target value of Cd in the Middle Permian weathered soil in northwestern Guizhou is higher than thecontrol value (2.0×10-6) of Cd stipulated in the Risk Management Standard for Agricultural Land for Soil Pollution in China. It is considered that the differences in geochemical background values of heavy metals in soil between different geological units and their impacts on the ecological environment should be fully considered when determining the management target values of heavy metals in soil in northwestern Guizhou Province.

Key wordsgeochemical background    soil    heavy metals    management target value    Guizhou
收稿日期: 2021-02-08      修回日期: 2021-05-24      出版日期: 2022-02-20
ZTFLH:  P632  
基金资助:贵州省地质矿产勘查局科研项目(黔地矿科合[2014]07号);中国地质调查局地质调查项目(DD20160313-05)
作者简介: 孟伟(1980-),男,高级工程师,主要研究方向为地球化学与环境科学研究。Email: mw8504@foxmail.com
引用本文:   
孟伟, 莫春虎, 刘应忠. 黔西北地区土壤重金属地球化学背景及管理目标值[J]. 物探与化探, 2022, 46(1): 250-257.
MENG Wei, MO Chun-Hu, LIU Ying-Zhong. Geochemical background and management target values of heavy metals in soil in northwestern Guizhou Province. Geophysical and Geochemical Exploration, 2022, 46(1): 250-257.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2022.1077      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2022/V46/I1/250
Fig.1  采样点位
元素 剔除前 剔除后 变化范围/10-6 数据类型 管理目标值/
10-6
平均值/10-6 离差 最小值/10-6 最大值/10-6 平均值/10-6 离差
As 13.8 5.9 1.4 327.8 13.3 5.5 2.0~25.6 其他 25.6
Cd 0.270 0.121 0.019 10.90 0.244 0.095 0.028~0.512 其他 0.512
Cr 141.4 1.48 23.83 489.3 137.6 1.43 67.0~282.6 对数 282.6
Cu 70.2 31.0 1.94 386.4 65.1 29.3 6.5~123.7 其他 123.7
Hg 0.132 0.054 0.012 2.642 0.128 0.05 0.024~0.24 其他 0.24
Ni 61.5 14.9 7.71 157.65 61.3 14.6 46.7~75.9 其他 75.9
Pb 28.6 6.9 8.37 844.1 27.4 5.8 14.8~42.4 其他 42.4
Zn 118.4 24.2 18.11 902.9 116.0 22.0 70~166.9 其他 166.9
Table 1  黔西北深层土壤重金属含量特征与管理目标值
Fig.2  黔西北地区深层土壤As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn空间分布
元素 成土母岩地
层单元
剔除前 剔除后 变化范围/10-6 数据类型 管理目标值/
10-6
平均值/10-6 离差 最小值/10-6 最大值/10-6 平均值/10-6 离差
As 三叠系 17.1 7.9 2.08 43.3 16.9 7.6 1.2~33.0 正态 33
二叠系 11.2 2.0 1.42 167.1 10.1 1.8 2.72~45.8 对数 45.8
石炭系 20.5 1.55 5.37 102.3 19.6 1.4 8.5~49.5 对数 49.5
寒武系 20.3 1.52 9.73 68.8 19.5 1.4 8.8~46.8 对数 46.8
二叠系中统 15.1 3.6 4.33 68.2 14.9 3.3 8.0~22.3 其他 22.3
Cd 三叠系 0.206 0.16 0.052 2.348 0.191 0.062 0.067~0.315 正态 0.315
二叠系 0.430 0.249 0.019 5.872 0.390 0.209 0.02~0.927 其他 0.927
石炭系 0.399 0.186 0.114 2.69 0.388 1.81 0.027~0.771 对数 0.771
寒武系 0.197 0.045 0.091 0.548 0.195 0.045 0.107~0.287 其他 0.287
二叠系中统 0.924 0.585 0.117 5.872 0.834 0.507 0.02~2.093 其他 2.093
Cr 三叠系 130.0 26.6 42.72 489.3 126.4 23.0 76.7~183.1 其他 183.1
二叠系 158.3 1.36 74.95 396.6 156.0 1.34 85.6~293.0 对数 293.0
石炭系 120.1 25.6 63.20 186.3 120.1 25.6 69.0~171.2 正态 171.2
寒武系 73.9 1.18 54.67 130.9 72.5 1.14 53.1~103.0 对数 103.0
二叠系中统 290.7 1.361 84.69 301.4 156.8 1.361 84.6~290.7 对数 290.7
Cu 三叠系 56.2 1.5 10.4 145.8 55.6 1.5 26.2~118.0 对数 118.0
二叠系 129.1 66.1 15.0 315.4 129.1 66.1 0~261.3 正态 261.3
石炭系 41.7 17.7 14.6 163.6 40.2 12.7 14.8~65.6 正态 65.6
寒武系 31.9 1.5 19.7 166.9 30.2 1.2 19.5~46.8 对数 46.8
二叠系中统 87.0 49.7 15.0 263.3 85.3 46.8 0~178.9 正态 178.9
Hg 三叠系 0.117 0.048 0.025 0.376 0.114 0.042 0.022~0.212 正态 0.212
二叠系 0.182 0.087 0.028 2.238 0.172 0.078 0.007~0.357 其他 0.357
石炭系 0.155 0.054 0.025 0.391 0.155 0.054 0.047~0.263 其他 0.263
寒武系 0.141 0.023 0.071 2.643 0.138 0.037 0.094~0.187 正态 0.187
二叠系中统 0.267 0.062 0.036 1.091 0.262 0.06 0.143~0.391 其他 0.391
Ni 三叠系 56.8 1.4 14.2 115.4 56.8 1.4 28.2~114.6 对数 114.6
二叠系 70.0 22.0 8.77 142.6 69.3 21.0 27.3~109.3 正态 109.3
石炭系 52.8 17.4 14.0 109.0 51.5 15.6 20.3~82.7 正态 82.7
寒武系 37.5 1.3 27.3 75.1 35.9 1.2 24.9~51.7 对数 51.7
二叠系中统 67.5 24.6 8.77 142.6 66.0 22.6 20.8~111.2 正态 111.2
Pb 三叠系 29.5 7.5 12.15 54.6 29.4 7.3 14.5~44.6 正态 44.6
二叠系 27.2 1.43 9.68 221.4 26 1.32 16.8~35.9 对数 35.9
石炭系 50.6 16.9 22.60 643.1 47.6 13.3 16.8~84.4 其他 84.4
寒武系 39.1 8.3 23.85 547.6 38.8 8.3 22.4~55.7 其他 55.7
二叠系中统 31.9 11.7 15.07 95.6 32 9.65 8.5~55.3 正态 55.3
Zn 三叠系 101.9 12.7 31.79 211.8 101.9 12.7 76.4~127.4 其他 127.4
二叠系 134 21.2 32.05 403.4 133 21.2 91.5~176.5 其他 176.5
石炭系 154.2 1.76 42.00 902.9 144.0 1.63 50.0~475.3 对数 475.3
寒武系 99.1 87.4 47.05 466 74.9 15.4 44.1~105.7 正态 105.7
二叠系中统 136.8 42.9 32.05 275.6 135.4 40.9 51.0~222.5 正态 222.5
Table 2  黔西北不同地质单元风化土壤重金属含量特征及管理目标值
不同评价单元 As Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn
中国深层土壤中位数值[24] 9(0.7) 0.11(0.5) 50(0.4) 19(0.3) 0.018(0.1) 22(0.4) 21(0.8) 60(0.5)
中国城市深层土壤均值[3] 10(0.8) 0.11(0.5) 73(0.5) 24(0.4) 0.042(0.3) 29(0.5) 23(0.8) 68(0.6)
山东省深层土壤均值[25] 8.7(0.7) 0.092(0.4) 62.6(0.5) 21.3(0.3) 0.016(0.1) 27.9(0.5) 21.4(0.8) 58.6(0.5)
江苏省深层土壤均值[26] 9.4(0.7) 0.085(0.3) 75.6(0.5) 23.4(0.4) 0.025(0.2) 32.8(0.5) 22(0.8) 64.8(0.6)
贵阳市深层土壤均值[27] 23.99(1.8) 0.296(1.2) 100.9(0.7) 46.9(0.7) 0.222(1.7) 42(0.7) 38.9(1.4) 106.1(0.9)
成都市区深层土壤均值[3] 13(1.0) 0.13(0.5) 81(0.6) 30(0.5) 0.047(0.4) 37(0.6) 23(0.8) 76(0.7)
重庆市区深层土壤均值[3] 5(0.4) 0.11(0.5) 80(0.6) 26(0.4) 0.06(0.5) 32(0.5) 26(0.9) 80(0.7)
昆明市区深层土壤均值[3] 9(0.7) 0.27(1.1) 97(0.7) 69(1.1) 0.132(1.0) 44(0.7) 41(1.5) 90(0.8)
Table 3  黔西北深层土壤重金属元素均值与中国不同评价单元深层土壤元素均值比较
Fig.3  不同地层发育深层的土壤As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn管理目标值相对变化率
1—三叠系;2—二叠系;3—石炭系;4—寒武系;5—二叠系中统
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