南四湖重金屬

本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目南四湖水稻土土壤重金屬Cu、Cd的分布狀況姓名張向前學(xué)號(hào)2011414669院系地理與旅游學(xué)院專業(yè)地理科學(xué)指導(dǎo)教師劉飛職稱講師2015年5月14日曲阜師范大學(xué)教務(wù)處制目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要1關(guān)鍵詞1Abstract1Keywords1引言11研究背景11.1重金屬性質(zhì)及其危害1土壤重金屬污染12研究區(qū)域概況23研究方法23.1采樣點(diǎn)水平方向的布設(shè)23.2采樣點(diǎn)剖面垂直方向樣采33.3樣品處理34結(jié)果與分析44.1重金屬平均含量與水平空間分布特征4重金屬垂直方向重金屬Cu、Cd分布特征與分析54.3重金屬空間來源的相關(guān)性析64.3結(jié)論6致謝6參考文獻(xiàn)7圖12圖23圖33圖44圖54圖64圖75圖86表14附表14表25表36南四湖水稻土重金屬元素Cu、Cd的分布狀況張向前指導(dǎo)老師劉飛摘要：為了研究南四湖水稻土土壤重金屬Cu、Cd的分布狀況和含量，采集了16個(gè)表層土壤站點(diǎn)的土壤并測(cè)定了重金屬Cu、Cd的含量。對(duì)土壤進(jìn)行稱重、消解、烘干、過濾等處理，通過原子吸收分光光度計(jì)測(cè)出重金屬的含量。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析結(jié)果表明，南四湖水稻土土壤中，銅、鎘的平均含量分別為4.83mg/kg、0.47mg/kg。對(duì)重金屬Cu、Cd進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明南四湖水稻土中重金屬Cu、Cd的含量在空間上表現(xiàn)出較強(qiáng)的相關(guān)性，推測(cè)具有同源性可能性大。南四湖水稻土土壤重金屬Cu、Cd污染嚴(yán)重地區(qū)為萬福河下游沿岸與紅衛(wèi)河下游沿岸，另外南陽湖東岸污染也較嚴(yán)重。而整個(gè)南陽湖西岸與獨(dú)山湖西岸京杭運(yùn)河沿線地帶重金屬Cu、Cd污染輕微。由于南陽湖西岸采樣點(diǎn)較少，土壤重金屬Cu、Cd污染狀況有待進(jìn)一步研究。另外在垂直剖面上，代表性采樣點(diǎn)第一層耕作層重金屬含量普遍較高，第二、三層重金屬含量大小在各個(gè)采樣點(diǎn)表現(xiàn)不同。關(guān)鍵詞：南四湖水稻土；重金屬Cu、Cd；空間分布特征；重金屬Cu、Cu垂直分布特征NansilakepaddysoilheavymetalelementsCu,CddistributionZhangxiangqianTutornameLiufeiAbstract:InordertostudytheNansilakepaddysoilsoilheavymetaldistractionandcontentofCuandCdcollected16soilsurfacesoilsiteanddeterminethecontentofheavymetalCuandCd.Thesoilweighing,digestion,dying,filtration,suchasprocessing,byatomicabsorptionspectrophotometertomeasurethecontentofheavymetals.Thedataanalysisshow,thecontentofheavymetalsinpaddysoilCu,Cddisplaysstrongcorrelationinthespace,speculationhasabighomologypossibility.NansilakepaddysoilsoilheavymetalCu,CdpollutedareaforWanfuriverdownstreamcoastandguardriverdownstreamcoast,Nanyangeastlakepollutionalsomoreserious.TheNanyanglakeinthewestbankandDushanlakeareaalongthegrandcanalwestbankheavymetalCu,Cdpollutionslightly.DuetotheNanyanglakewestbanklesssamplingpoints,SoilheavymetalCu,Cdpollutionneedsfurtherresearch.Inadditionontheverticalsection,representativesamplepointmagnetismgenerallyhighheavymetalcontent,second,threelayerofheavymetalcontentofdifferentsizeineachsamplepoint..Keyword:Nansilakepaddysoil;HeavymetalsCu,Cd;Thespacedistributionfeatures;Verticalspacedistribution土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要資源，發(fā)展無公害農(nóng)業(yè)、保障生態(tài)和食品安全已成為我國建設(shè)生態(tài)文明的重要內(nèi)容之一。近年來隨著農(nóng)業(yè)集約化、產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展以及工業(yè)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加劇，大量重金屬元素隨著農(nóng)藥、污水、交通揚(yáng)塵以及大氣沉降進(jìn)入到土壤之中，特別是農(nóng)業(yè)土壤的耕作層，其重金屬元素含量持續(xù)升高，這些重金屬元素可通過食物鏈轉(zhuǎn)移至動(dòng)物及人體中，對(duì)人類健康產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。由于土壤中重金屬的分布特點(diǎn)、賦存狀況及遷移富集規(guī)律具有重要的環(huán)境指示意義，因此，近年來人們對(duì)土壤中重金屬元素研究予以了高度重。國外在土壤重金屬污染的“源”與“匯”、空間分布特征、食品安全性、污染評(píng)價(jià)方法等方面進(jìn)行了大量研究。國內(nèi)一些學(xué)者也分別針對(duì)土壤重金屬污染狀況從重金屬的形態(tài)與空間分布特征、元素遷移機(jī)制、污染評(píng)價(jià)方法及重金屬元素的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)等不同角度進(jìn)行了研究。近些年，對(duì)南四湖沉積物重金屬污染的研究較多，包括南四湖表層沉積物重金屬的空間分布和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、南四湖典型入湖河流表層沉積物中重金屬的分布及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)南四湖周邊土壤重金屬污染的空間分布研究較少。研究背景1?1重金屬性質(zhì)及其危害隨著社會(huì)科技的不斷發(fā)展，重金屬污染逐漸成為環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題，從化學(xué)的角度來看常把密度大于4.5g?cm-3的金屬統(tǒng)稱為重金屬元素。而從環(huán)境污染角度來看，重金屬元素一般是指銅、鉻、鎳、鉛、鋅、鎘及類金屬砷等具有顯著生物毒性的元素。一部分重金屬是生物體及人類生命活動(dòng)不可或缺的生命元素。由于重金屬在環(huán)境中和生物體內(nèi)不易被降解，于是不斷富集，當(dāng)其含量累積超過一定的界限時(shí)就會(huì)對(duì)生物體及人體造成嚴(yán)重的傷害。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，重金屬通過礦山開采、金屬冶煉加工、化工廢水的任意排放、農(nóng)藥化肥的過度使用、生活垃圾亂丟棄等人為污染活動(dòng)和地質(zhì)侵燭、風(fēng)化等自然釋放形式進(jìn)入到土壤和水體中，超出環(huán)境的自凈范圍，導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量惡化，造成重金屬污染，嚴(yán)重威脅著人類健康、生存環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)平衡?！叭毡舅畟R病”、“榻大米事件”、“兒童血鉛事件”等人類群體性現(xiàn)象，這些給人們的生活和健康造成巨大影響的事件，均與重金屬有著密切的關(guān)系。由于重金屬來源廣污染面積大，而且能夠長期在環(huán)境中存在并不斷積累，對(duì)人體的腎、腸胃等器官有著極大的傷害，對(duì)生態(tài)環(huán)境及水生生物產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，進(jìn)而給經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來巨大的損失，因此重金屬作為嚴(yán)重危害環(huán)境和人類健康的主要污染物，受到了人們的高度重視，而且已被許多國家列為環(huán)境優(yōu)先污染物，進(jìn)行優(yōu)先監(jiān)測(cè)、控制。銅(Cu)，是元素周期表中IB族的過渡金屬，是人體中含量位居第二的必需微量元素，為體內(nèi)多種重要酶系的輔因子，能夠促進(jìn)元素鐵的吸收和利用，能夠維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能；銅也是植物的必需營養(yǎng)元素，在用銅濃度20umol/L的營養(yǎng)液處理水稻幼苗時(shí)，水稻根系吸收營養(yǎng)元素不受影響，或有利于水稻根系養(yǎng)分的吸收，但在高銅濃度下，水稻根系吸收養(yǎng)分受到不同程度影響甚至抑制⑴。鎘(Cd)，是元素周期表中IIB族過渡金屬，在自然界中常與鋅、鉛共生。不是人體必需的微量元素。但在環(huán)境中元素鎘能夠通過食物攝取和呼吸等途徑進(jìn)入人體內(nèi)，尤其對(duì)腎臟的傷害更為嚴(yán)重;鎘對(duì)植物也會(huì)產(chǎn)生影響，影響植物體內(nèi)乙稀的產(chǎn)生，能夠植物吸收營養(yǎng)元素等多方面產(chǎn)生嚴(yán)重影響⑵。許多重金屬元素是植物和人類的必需微量元素，對(duì)植物的生長發(fā)育起著十分重要的作用，對(duì)人體物質(zhì)運(yùn)輸、合成及正常代謝有著重要影響，但是重金屬濃度過量或超過某一臨界值時(shí)，就會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生脅迫作用，對(duì)人體產(chǎn)生毒害作用。土壤重金屬污染土壤重金屬污染是指由于人類活動(dòng)，土壤中的微量金屬元素在土壤中的含量超過背景值，過量沉積而引起的含量過高，統(tǒng)稱為土壤重金屬污染。重金屬污染與其他有機(jī)化合物的污染不同。不少有機(jī)化合物可以通過自然界本身物理的、化學(xué)的或生物的凈化，使有害性降低或解除。而重金屬具有富集性，很難在環(huán)境中降解。目前中國由于在重金屬的開采、冶煉、加工過程中,造成不少重金屬如鉛、汞、鎘、鉆等進(jìn)入大氣、水、土壤引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。如隨廢水排出的重金屬，即使?jié)舛刃。部稍谠孱惡偷啄嘀欣鄯e，被魚和貝殼體表吸附，產(chǎn)生食物鏈濃縮，從而造成公害。水體中金屬有利或有害不僅取決于金屬的種類、理化性質(zhì)，而且還取決于金屬的濃度及存在的價(jià)態(tài)和形態(tài)，即使有益的金屬元素濃度超過某一數(shù)值也會(huì)有劇烈的毒性，使動(dòng)植物中毒，甚至死亡。金屬有機(jī)化合物(如有機(jī)汞、有機(jī)鉛、有機(jī)砷、有機(jī)錫等)比相應(yīng)的金屬有機(jī)化合物毒性要強(qiáng)得多；可溶性的金屬又比顆粒態(tài)金屬的毒性要大；六價(jià)鉻比三價(jià)鉻毒性要大等等。重金屬在人體內(nèi)能和蛋白質(zhì)及各種酶發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，是它們失去活性，也可能在人體的某些器官中富集，如果超過人體所能耐受的極限，會(huì)造成人體急性中毒、亞急性中毒、慢性中毒等，對(duì)人體會(huì)造成很大的危害，例如，日本發(fā)生的水俁病(汞污染)和痛骨病(鎘污染，等公害，都是由重金屬污染引起的)。重金屬在大氣、水體、土壤、生物體中廣泛分布，而底泥往往是重金屬的儲(chǔ)存庫和最后的歸宿。當(dāng)環(huán)境變化時(shí)，底泥中的重金屬形態(tài)將發(fā)生轉(zhuǎn)化并釋放造成污染。重金屬在大氣、水體、土壤、生物體中廣泛分布，而底泥往往是重金屬的儲(chǔ)存庫和最后的歸宿，當(dāng)環(huán)境變化時(shí)，底泥中的重金屬形態(tài)將發(fā)生轉(zhuǎn)化并釋放造成污染。重金屬不能被生物降解，但具有生物累積性，可以直接威脅高等生物包括人類，有關(guān)專家指出，重金屬對(duì)土壤的污染具有不可逆轉(zhuǎn)性，已受污染土壤沒有治理價(jià)值，只能調(diào)整種植品種來加以回避。因此，底泥重金屬污染問題日益受到人們的重視。研究區(qū)域概況南四湖屬于我國淮河地區(qū)面積最大、結(jié)構(gòu)完整、保存較好的內(nèi)陸大型淡水草型湖泊，占山東省淡水面積的47%，是我國十大淡水湖泊之一。南四湖位于山東省西南部，是南陽湖、獨(dú)山湖、朝陽湖、微山湖四個(gè)相互連貫湖泊的總稱，具有排澇、防洪、灌溉、養(yǎng)殖、供水、通航及旅游等多種功能。南四湖南北狹長約120千米，東西5千米?20千米，湖面面積1266平方千米，蓄水量19.3X109立方米。我們的采樣點(diǎn)主要設(shè)在南陽湖西岸和昭陽湖西岸，大致沿京港運(yùn)河分布。其中劉官屯、安興集、大周西、車樓、車樓南主要分布在洙趙新河下游。徐莊、西姚南、韓岔口、崗頭主要分布在東魚河下游。京杭運(yùn)河流經(jīng)濟(jì)寧市市區(qū)從北注入南陽湖。洙照新河流經(jīng)荷澤市和濟(jì)寧市，上游經(jīng)過荷澤市鄆城縣縣城和巨野縣縣城。下游位于濟(jì)寧市，主要流經(jīng)鄉(xiāng)村，為經(jīng)過大城鎮(zhèn)。紅衛(wèi)河(上游名為東魚河)，流經(jīng)荷澤市和濟(jì)寧市，流域上游經(jīng)過武城縣，下游為經(jīng)過大城鎮(zhèn)。南陽湖位于南四湖的北端，南陽湖北端距離濟(jì)寧市區(qū)15公里左右，京杭大運(yùn)河經(jīng)過濟(jì)寧市注入南陽湖。獨(dú)山湖位于微山縣內(nèi)，與南陽湖相接位于南陽湖以南并有京杭大運(yùn)河通過。對(duì)南四湖各采樣點(diǎn)的描述如下：魯橋，北側(cè)有一池塘，已有十多年歷史，外圍河與池塘高差1.5米。土壤呈黑色，有貝殼出現(xiàn)，地下水位高。崗頭，土地主要為水澆地，很少出現(xiàn)干旱。土地利用類型為玉米與小麥輪作。土壤呈黑色，地下水位較低。附近有楊樹林和水渠。大周西2公里，土壤呈褐色土，表層7厘米松散，第二層10厘米硬粘，小麥玉米輪作水澆地。車樓，旁邊有水渠，種植水稻。土壤10厘米以上呈黑色，有浮萍出現(xiàn)。韓岔口，土壤呈黑色，有機(jī)質(zhì)比較豐富，小麥與水稻輪作。西姚村西南，土壤上下均為黑褐色，長期小麥與水稻輪作，翻耕兩次，一次麥種，一次麥?zhǔn)?。西姚村東南，土壤以前翻過，但今年未翻過，表面疏松，從上倒下為黑褐色，小麥和水稻輪作。車樓南,土壤呈黑色，有機(jī)質(zhì)比較豐富，小麥與水稻輪作。大周村西衛(wèi)生室，土壤沒有黑色腐殖質(zhì)，說明種植水稻時(shí)間不長。之前種植玉米、小麥、豆子，剛改過四五年水稻田。劉官屯南，位置靠近公路，土壤表層疏松，含大量根系，種植棉花。張黃土壤呈黑色，有機(jī)質(zhì)比較豐富，小麥與水稻輪作。王子亮東南1公里，土壤呈黑色，小麥和水稻輪作，麥田面積廣闊，土壤翻耕過，附近有水渠，引水灌溉。徐莊。表層土17厘米，有水草覆蓋，腐殖質(zhì)含量高，土壤質(zhì)地粘重。第二層黃泥。旁邊有河。城后村東2公里，處在王樓煤礦西，公路南。土地利用類型為水稻，連成片，不種小麥。附近有水渠。劉官莊，土壤呈黑色，小麥和水稻輪作，土壤較少翻耕。安興集，附近有洙趙新河。附近有化工廠往河里排放污水。土壤利用類型為小麥和水稻輪作。研究方法3.1采樣點(diǎn)的布設(shè)如圖1所示，在南陽湖東岸布設(shè)一個(gè)采樣點(diǎn)，在西岸京杭運(yùn)河沿線布設(shè)多個(gè)采樣點(diǎn)，在昭陽湖湖西岸布設(shè)多個(gè)采樣點(diǎn)。共布設(shè)16個(gè)采樣點(diǎn)，根據(jù)采樣點(diǎn)的空間分布特征，可將采樣點(diǎn)分為三組，第一組為位于南陽湖東岸的魯橋(35°11z29"N，116°41’09"E)，此采樣點(diǎn)距離其他采樣點(diǎn)較遠(yuǎn)，且垂直采樣較多，具有較強(qiáng)的代表性，因此作為一組。第二組為劉官莊(35°12,19"N,116°33z57"E)，安興集(35°13’08"N，116°33z25"E)，大周西2公里(35°10z31"N，116°34z44"E)，車樓(35°09’57"N，116°34’38"E)，車樓南(35°09’47"N，116°34’44"E)，張黃(35°08’17"N，116°34’44"E)，這一組位于洙照新河下游、萬福河下游與京杭運(yùn)河交匯地帶，位于南陽湖西岸。第三組為崗頭(34°59’23"N,116°43’34"E)，韓岔口(34°58’59"N，116°41’56"E)，西姚村西南(34°59’50"N，116°44’07"E)，西姚村東南(34°59’43"N,116°44’23"E)，大周村西衛(wèi)生室(33°10’33"N，116°35’03"E)，劉官屯南(35°19’39"N，116°34’02"E)王子亮東南1公里(34°59’03"N，116°42’41"E)，徐莊(35°02’56"N，116°43’16"E)，城后村東2公里(35°12’21"N，116°34’13"E)，這一組位于東魚河、復(fù)新河下游與京杭運(yùn)河交匯地帶，獨(dú)山湖西岸。

圖1南四湖河流水系分布圖設(shè)置安興集、劉官屯、城后村東兩公里位于洙照新河沿岸設(shè)置大周西兩公里、車樓、車樓南位于萬福河沿岸通過比較前后這兩組采樣點(diǎn)重金屬的含量可以初步推測(cè)洙照新河與萬福河水中重金屬含量差異。設(shè)置王子亮、韓岔口、崗頭等采樣點(diǎn)位于東魚河沿岸，比較各采樣點(diǎn)重金屬的含量，可以初步推測(cè)東魚河河水對(duì)水稻土土壤重金屬含量的影響。另外設(shè)置南陽湖西岸各個(gè)采樣點(diǎn)和獨(dú)山湖各個(gè)采樣點(diǎn)位于京杭運(yùn)河沿岸，對(duì)各個(gè)采樣點(diǎn)重金屬含量分析，可以初步推測(cè)南四湖地區(qū)京杭運(yùn)河南北河段河水重金屬含量差別。設(shè)置第二，第三組采樣點(diǎn)可以對(duì)比南陽湖西岸與獨(dú)山湖西岸重金屬污染狀況差別，也可根據(jù)各個(gè)采樣點(diǎn)的重金屬含量多少和類型初步推測(cè)重金屬的來源。圖2南四湖采樣點(diǎn)分布圖■話圖2南四湖采樣點(diǎn)分布圖■話rii”：、\Yf帶f?/J圖3南四湖采樣點(diǎn)分布圖3.2采樣點(diǎn)剖面垂直方向采樣研究南四湖水稻土土壤重金屬Cu、Cd的分布狀況，不僅要研究各個(gè)采樣點(diǎn)重金屬Cu、Cd含量在水平空間的分布特征和規(guī)律，也要研究各個(gè)采樣點(diǎn)重金屬Cu、Cd含量在垂直剖面的分布特征。在實(shí)驗(yàn)過程中，由于一些采樣點(diǎn)含有重金屬很少而且在垂直方向上變化很小，這些采樣點(diǎn)可以不做分析。另外在三組采樣點(diǎn)中，每一組中采樣點(diǎn)重金屬Cu、Cd的平均含量差別較小，但是三組之間平均含量差別較大，另外有些采樣點(diǎn)點(diǎn)重金屬Cu、Cd含量過低，在分析垂直剖面方向重金屬Cu、Cd含量差別時(shí)可靠性不大，因此在分析垂直剖面方向重金屬Cu、Cd含量時(shí)，可以選擇三組中有代表性的點(diǎn)進(jìn)行分析。第一組選擇魯橋，第二組選擇車樓、大周西村衛(wèi)生室。第三組選擇崗頭、西姚村東南。3.3樣品處理采集樣品用聚乙烯塑料袋密封后編號(hào)，然后運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行預(yù)處理及分析。樣品晾干后去除雜質(zhì)并進(jìn)行研磨，過100目篩,用聚乙烯塑料袋密封標(biāo)號(hào)后放于干燥處待用。將樣品分為3批處理，第一批共25個(gè)樣品，魯橋1-25號(hào)。第二批共24個(gè)樣品：崗頭1-15號(hào)，大周西2公里16-19號(hào)，車樓20-22號(hào)，韓岔口23——24號(hào)。第三批共24個(gè)樣品：西姚南1-3號(hào)，西姚村東南4-5號(hào),車樓南6-8號(hào),大周村西衛(wèi)生室9-10號(hào),劉官屯南11-12號(hào),張黃13-14號(hào),王子亮15-16號(hào),徐莊17-18號(hào),城后19-20號(hào)，劉官屯21-22號(hào)，安興集23-24號(hào)。稱取0.5g土樣放于微波消解罐中。（消解罐編號(hào)對(duì)應(yīng)蓋子編號(hào)）根據(jù)需要每個(gè)樣品做2-3個(gè)重復(fù)。用玻璃移液管依次加入5ml硝酸和2ml鹽酸，用塑料移液管（槍）加入5ml氫氟酸，待反應(yīng)10分鐘后再蓋上蓋子，擰上外蓋。將樣品移到消解儀旁,

把壓力傳感器插入消解罐中，啟動(dòng)消解儀，確定不纏線后，關(guān)上門，設(shè)置設(shè)置參數(shù)最高溫200°C，最高壓4000MPa。待消解儀反應(yīng)達(dá)到參數(shù)時(shí)，關(guān)閉消解儀。消解之后，放到通風(fēng)處。冷卻后，用蒸餾水洗到干鍋里面。用電熱板在120C下加熱將酸感除。待干裂后用2%的硝酸將干鍋內(nèi)的物質(zhì)洗到50ml試管中定容到25ml。注意期間要用濾紙過濾。將樣品移到原子吸收分光光度計(jì)旁，采用火焰法分別測(cè)量重金屬Cu、Cd的含量。4結(jié)果與分析4.1重金屬平均含量與水平空間分布特征表1南四湖各采樣點(diǎn)重金屬Cu、Cd的含量魯橋崗頭大周西村車樓韓岔口西姚南西姚村東南車樓南Cu(mg/kg)36.5436.0235.5732.135.3328.7627.6631.44Cd(mg/kg)0.280.320.330.240.230.250.190.26附表1南四湖各采樣點(diǎn)重金屬Cu、Cd的含量大周村西劉官屯南張黃王子亮徐莊城后劉官屯安興集Cu(mg/kg)26.3127.1827.5628.3324.3629.5130.2225.89Cd(mg/kg)0.20.220.250.250.190.210.260.24根據(jù)對(duì)16個(gè)站點(diǎn)，73個(gè)樣本的檢測(cè)得出各采樣點(diǎn)重金屬的濃度。各采樣點(diǎn)重金屬銅、鎘的平均含量如表格1所示。由表格1數(shù)據(jù)和圖4柱狀圖顯示各采樣點(diǎn)Cu的含量明顯高于Cd的含量。另外，魯橋、崗頭、大周西村衛(wèi)生室、車樓、韓岔口Cu的含量相對(duì)較高，其中魯橋、崗頭、大周西村衛(wèi)生室Cd的含量相對(duì)較高，而西姚村東南、車樓南、張黃、王子亮、徐莊、安興集重金屬Cu、Cd的含量都相對(duì)較低，表現(xiàn)出較明顯的相關(guān)性。圖4南四湖各采樣點(diǎn)重金屬Cu含量比較-5圖4南四湖各采樣點(diǎn)重金屬Cu含量比較-5S宰」-hxsY一一童圖5南四湖各采樣點(diǎn)重金屬Cd含量比較二魯橋與其它采樣點(diǎn)相距較遠(yuǎn)，其重金屬Cu、Cd含量高的原因可能與其它采樣點(diǎn)不同，至少Cu、Cd與其它采樣點(diǎn)同源的可能性不大，魯橋附近沒有較大的入湖河流，近期接受上游城鎮(zhèn)Cu、Cd污染的可能性較小。但是魯橋采樣點(diǎn)距南陽湖最近，推測(cè)Cu、Cd含量較高是南陽湖水引起或可能是當(dāng)?shù)爻赏聊纲|(zhì)Cu或Cd含量高有關(guān)。推測(cè)由于部分河流通過濟(jì)寧市后直接注入南陽湖，城市產(chǎn)生的重金屬污染物隨之進(jìn)入南陽湖，導(dǎo)致湖水重金屬Cu、Cd含量升高。崗頭位于紅衛(wèi)河下游沿岸，距離京杭運(yùn)河相對(duì)較遠(yuǎn)，崗頭采樣點(diǎn)重金屬Cu、Cd含量高可能是由于東魚河上游城鎮(zhèn)排放污水導(dǎo)致。而且同樣位于東魚河沿岸的韓岔口采樣點(diǎn)重金屬Cu、Cd的含量也很高，距離韓岔口采樣點(diǎn)較近而與紅衛(wèi)河相對(duì)較遠(yuǎn)的王子亮西南樣點(diǎn)重金屬Cu的含量較低,基本可以確定崗頭、韓岔口采樣點(diǎn)重金屬Cu、Cd含量高是由于東魚河含重金屬Cu污水導(dǎo)致。東魚河上游靠近成武縣，又位于單縣與金鄉(xiāng)縣之間，這些縣鎮(zhèn)的工廠排放的廢水很可能排放進(jìn)東魚河。東魚河的下游靠近魚臺(tái)縣，因此接受來自魚臺(tái)縣的污水。車樓采樣點(diǎn)與大周西村衛(wèi)生室采樣點(diǎn)的重金屬Cu含量也非常高，而且這兩個(gè)采樣點(diǎn)相距很近且都距離萬福河較近，猜測(cè)重金屬Cu含量高與萬福河有關(guān)。而位于車樓、大周西村衛(wèi)生室南北兩側(cè)的劉屯官莊、安興集、張黃采樣點(diǎn)的重金屬Cu含量不高，進(jìn)一步證明了萬福河是導(dǎo)致采樣點(diǎn)重金屬Cu污染的原因。萬福河流經(jīng)金鄉(xiāng)縣，金鄉(xiāng)縣的有機(jī)化工廠、高新技術(shù)工廠較多,這些企業(yè)都會(huì)向外排放含重金屬的污水。城后、劉官屯、安興集采樣點(diǎn)位于洙照新河沿岸，這些采樣點(diǎn)的重金屬Cu、Cd的含圖圖7南四湖部分采樣點(diǎn)重金屬Cu含量在垂直剖面方向比較量較低，說明洙照新河河水中重金屬Cu、Cd含量較低，推測(cè)上游排放污水較少。另外，車樓、車樓南米樣點(diǎn)的重金屬Cu含量較高而重金屬Cd含量較低，表現(xiàn)出較低的相關(guān)性。說明這兩個(gè)采樣點(diǎn)周圍土壤Cu污染較嚴(yán)重，Cd污染較輕。圖6南四湖各采樣點(diǎn)重金屬Cu、Cd含量比較Cu、Cd屬于生物毒性較弱的重金屬，根據(jù)采樣點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)，得出南四湖水稻土Cu、Cd平均含量大致為5.6mg/kg、0.512mg/kg。Cd的含量高于環(huán)境背景值，Cu的含量與環(huán)境背景值相近。由此可見南四湖表層沉積物中，重金屬Cd相當(dāng)程度的富集，特別是魯橋、崗頭、大周村西三個(gè)地點(diǎn)富集程度很大，表明南四湖水稻土土壤的該類重金屬污染較為嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境受到破壞。從空間變異特征來看，由表4可以看出，重金屬Cu的變異系數(shù)較小，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為15.36%，說明重金屬Cu在各個(gè)采樣點(diǎn)的分布比較均勻。重金屬Cd的變異系數(shù)較大，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為32.44%，說明重金屬Cd在各個(gè)采樣點(diǎn)的分布不均勻，其中魯橋、崗頭、大周西村衛(wèi)生室三個(gè)地點(diǎn)的重金屬Cd含量較高，說明污染源靠近三個(gè)地點(diǎn)的可能性較大。各個(gè)采樣點(diǎn)Cu的含量在空間上沒有明顯的差異，個(gè)別點(diǎn)，韓岔口、崗頭的含量較高而王子亮、西姚村東南含量不高可排除是紅衛(wèi)河污染導(dǎo)致。重金屬來源可能在采樣點(diǎn)附近。魯橋、崗頭、大周西村衛(wèi)的Cd含量較高。魯橋的Cu、Cd含量高可能是位于上游的魯橋四村產(chǎn)生的重金屬污染導(dǎo)致。4.2采樣點(diǎn)垂直方向重金屬Cu、Cd含量分布特征與分析表2南四湖部分采樣點(diǎn)重金屬Cu、Cd含量采樣點(diǎn)重金屬第一層第二層第三層魯橋Cu(mg/kg)38.7837.5638.42Cd(mg/kg)0.310.250.26車樓Cu(mg/kg)34.631.8831.71Cd(mg/kg)0.250.220.19大周西村Cu(mg/kg)35.6630.2235.04Cd(mg/kg)0.350.270.21崗頭Cu(mg/kg)35.7436.5535.08Cd(mg/kg)0.340.30.32西姚村東南Cu(mg/kg)32.4726.4930.22Cd(mg/kg)0.20.230.22對(duì)南四湖各個(gè)采樣點(diǎn)采樣時(shí)，從上層垂直向下取，每個(gè)3厘米取一個(gè)樣，這樣可將南四湖各采樣點(diǎn)剖面大致分為層，第一層為耕作層，第二層為犁底層，第三層母質(zhì)層。魯橋采樣點(diǎn)共劃分了21個(gè)小層，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相似性將1-6小層劃分為第一層，7-9小層劃分為第二層，10-21小層劃分為第二層。統(tǒng)計(jì)處各層重金屬的平均含量。車樓采樣點(diǎn)共采集了三層，每層相隔3厘米。大周西村衛(wèi)生室采樣點(diǎn)共采集了三層，每層相隔3厘米。崗頭采樣點(diǎn)共采集了15個(gè)小層，將1-5層劃分為第一層，將6-8層劃分為第二層，9-15層劃分為第三層，然后計(jì)算每一層重金屬的平均含量。西姚村東南共采集了3個(gè)層次，每層相隔3厘米。根據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算，得出數(shù)據(jù)如表4所示。11Eg竿11Eg竿3二易畤一.回工二：nt/XgL51015202530354045CtL^112^112900.050.10.150.20.250.30.350.4ch圖8南四湖部分采樣點(diǎn)重金屬Cd含量在垂直剖面方向比較如表6、表7所示，南四湖各個(gè)采樣點(diǎn)在垂直剖面上重金屬Cu、Cd的含量表現(xiàn)出一定的規(guī)律性。就重金屬Cu來看，魯橋采樣點(diǎn)剖面各個(gè)層次含量差別不大，第一層耕作層含量最高，第二層含量最低。車樓采樣點(diǎn)、大周西村采樣點(diǎn)、崗頭采樣點(diǎn)、西姚南采樣點(diǎn)也是第一層耕作層重金屬Cu平均含量最高。而第二層與第三層重金屬Cu的含量在每個(gè)采樣點(diǎn)大小不同。其中車樓、崗頭采樣點(diǎn)Cu第二層含量要高于第三層，魯橋、大周西村、西姚村東南采樣點(diǎn)Cu第二層含量要低于第三層。就重金屬Cd來看，魯橋、車樓、大周西村、崗頭采樣點(diǎn)第一層平均含量都比較高，而第二、第三層重金屬Cd含量大小在各個(gè)采樣點(diǎn)大小不同。其中魯橋、崗頭第三層含量要高于第二層，車樓、大周西村、西姚村東南采樣點(diǎn)含量第二層高于第三層。第一層重金屬Cu、Cd含量普遍較高原因可能是重金屬來源于河流或湖泊，而來源于母巖的可能性小。另外西姚村東南采樣點(diǎn)重金屬Cd含量第三層要高于第一層，可能是由于重金屬Cd含量多少主要受到母巖的影響。第三層重金屬含量高于第二層可能是由于受到母巖的影響較大，犁地層部分重金屬淋溶散失。4.3重金屬空間來源的相關(guān)性分析相關(guān)性分析可以反映變量之間的依存關(guān)系，相關(guān)系數(shù)大于0.5為顯著相關(guān)，低于0.5為低度相關(guān)。利用SPASS16.0軟件分析南四湖重金屬Cu、Cd的空間來源的相關(guān)性。結(jié)果如表3所示。有表3可以看出，重金屬Cu—Cd的之間的Pearson相關(guān)系數(shù)較大，為0.669，說明Cu和Cd具有很好的相關(guān)性，可能具有相同的來源。表3南四湖水稻土土壤重金屬Cu、Cd間的的相關(guān)系數(shù)CorreiationsCuCdCuPearsonCorrelationSig.(2-tailed)N116.669**.00516CdPearsonCorrelationSig.(2-tailed)N.669**.00516116**.Correlationissignificantatthe0.01level(2-tailed).4.4結(jié)論根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出南四湖水稻土各采樣點(diǎn)中土壤重金屬Cu、Cd的含量存在較大的差異性，對(duì)實(shí)驗(yàn)分析后得出各個(gè)采樣點(diǎn)重金屬Cu、Cd含量在空間上具