珠江口西岸滨线演进带土壤重金属富集机制及其溯源分析

珠江口西岸滨线演进带是不同历史时期西江、北江携带泥沙淤积的结果，也是珠三角淤积成陆的主要地区。同时也记录着自然-农耕-工业化时代，人类活动逐渐增强的过程。由于西、北江携带的泥沙有较高的重金属含量，使得该区域在经历由潮滩、湿地到陆地土壤的演变过程中，重金属元素再度富集。如何从该演进过程中，揭示土壤重金属元素的富集机制，探寻其物质来源，是本项目的核心研究问题。本项目拟通过开展该区域土壤重金属元素含量的空间变异分析，结合不同滨线演进时期土壤剖面对比研究，利用地球化学和相关地统计学理论，探讨研究区土壤重金属元素的人为来源和自然富集机制，在此基础上，对典型土壤剖面开展Pb、Sr同位素分析，进一步追溯人为来源和自然富集的具体途径。本项目的开展有助于拓展土壤环境演化的时空研究尺度，同时也为研究区土壤环境质量和生态健康评价，土壤重金属元素污染修复、治理提供科学依据。

本项目在国家自然基金项目的资助下完成。共完成研究区覆盖珠江口西岸地区的土壤表层样品和底层样品共计1500多件，同时增加采集了对应的农作物样品170件的采集和测试工作。完成学术论文5篇，其中SCI论文4篇，中文核心1篇，还有多篇审稿或撰写中。. 项目在全面分析了珠江口西岸土壤10种重金属空间分布格局，指出：珠江口西岸整个沉积区域土壤重金属含量明显高于珠三角水平；底层土壤重金属含量空间格局与区域流域分布空间上密切相关；典型自然来源重金属在表层土壤中含量的空间分布特征亦与区域流域分布呈显著相关，典型人为污染元素Pb、Hg在表层土壤中的分布特征与区域流域分布差异性明显，而典型人为污染元素Cd的表层土壤含量空间分布也与区域流域对应性明显。这些特征表明：研究区河流沉积物是土壤中主要重金属的元素的重要来源，表层土壤中Pb、Hg元素受区域人为影响显著，人为来源土壤Cd与区域流域分布亦相关。. 随着滨线演进带的扩展，底层土壤重金属元素（除Pb、Hg外）含量逐渐升高的态势。这种现象以元素（Ti、Ni、Cr、Mn和Fe2O3）表现尤为明显。土壤重金属元素表层和底层含量对比研究表明，整个滨海演进期间，土壤底层重金属含量与表层含量均具有明显的相关性。研究区近千年以来逐渐加强的矿业活动同样表现为流域性特征，与其自然的高背景空间上具有显著的相关性，使得人为来源识辨困难；在流域强烈的淋溶作用下表层土壤重金属元素向下迁移的特征明显，人为来源与自然来源的重金属进一步混合，使得污染来源识别更为复杂。. 人为富集因子分析表明：（1）研究区典型人为污染元素存在区域尺度下的整体抬升，其中Pb人为影响抬升区域为50%，Cd为55%而Hg高达90%以上；（2）表层Pb、Hg元素含量随人为富集因子的增加而增加。表明：Pb和Hg含量高的土壤属人为污染的几率大；（3）土壤Cd元素不随着人为富集因子的增加而增加，表明土壤中高Cd含量不能简单认定为人为来源污染来源。