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图 2 中国农田土壤重金属含量插值
2.4 中国农田土壤重金属平均含量分布
在克里金插值基础上利用ArcGIS软件的区域分析工具对中国农田土壤重金属含量的插值结果进行分省统计, 得到各省、直辖市和自治区的农田土壤重金属含量平均值(表 4和图 3)。其中土壤环境质量标准采用《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)中农用地土壤污染风险筛选值的较严格项。
图 3 中国农田土壤重金属平均含量及超出背景值的倍率
根据中国农田土壤重金属平均含量统计,7种重金属含量最高的行政区分别为:Cr 74.90 mg·kg-1(上海市)、Cd 0.400 mg·kg-1(重庆市)、Pb 52.48 mg·kg-1(福建省)、Cu 35.50 mg·kg-1(湖南省)、Zn 107.98 mg·kg-1(广西壮族自治区)、As 14.17 mg·kg-1(广西壮族自治区)以及Hg 0.225 mg·kg-1(福建省)。其中湖南、云南、贵州、四川、福建、广西以及上海市农田土壤重金属平均含量总体较高, 而内蒙古、黑龙江、青海、新疆、辽宁、吉林以及宁夏回族自治区的平均含量较低。
以各省、直辖市和自治区的土壤背景值为标准(表5), 计算各行政区农田土壤重金属含量超出当地背景值的倍率(图3)。结果显示,各行政区农田土壤Cr、Cd、Pb、Cu、Zn、As和Hg的平均含量超出当地土壤背景值的比例(平均倍数)分别为36.67%(0.93倍)、96.67%(2.33倍)、80.00%(1.28倍)、83.33%(1.23倍)、90.00%(1.20倍)、40.00%(1.03倍)以及93.33%(2.24倍);农田土壤平均含量超出背景值最多的行政区分别为:Cr1.25倍(内蒙古自治区)、Cd 4.44倍(福建省)、Pb 2.15倍(重庆市)、Cu 1.69倍(内蒙古自治区)、Zn 2.06倍(广东省)、As 2.29倍(海南省)以及Hg 4.19倍(甘肃省)。其中土壤Cr和As在全国各行政区的超标率仅为36.67%和40.00%, 平均超标倍数也均低于其他几种重金属;各行政区Cd和Hg远远高于当地农田土壤背景值,如福建和海南省的土壤Cd以及甘肃和山东省的土壤Hg均超出当地土壤背景值的4倍以上, 仅贵州(0.55倍)的Cd以及广西(0.95倍)和江苏(0.42倍)的Hg元素未超出背景值, 表明全国范围内农田土壤Cd和Hg存在明显富集;土壤Pb除云南、新疆、山东、吉林、黑龙江和北京,Cu除云南、四川、湖北、贵州和广西, Zn除吉林、黑龙江和北京外, 全国其他行政区的农田土壤重金属含量也均高于背景值, 但相对于Cd和Hg, 各行政区超出背景值的倍数相对较低。
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