高强度运输活动影响下承德钒钛磁铁矿集区土壤重金属生态风险与来源解析

来源：环境科学杂志2025年第1期北京时间：

作者：孙厚云,马峰,陈自然,朱喜,卫晓锋

单位：中国地质科学院水文地质环境地质研究所, 厦门 361021,中国地质科学院水文地质环境地质研究所, 厦门 361021,北京矿产地质研究院有限责任公司, 北京 100012,中国地质科学院水文地质环境地质研究所, 厦门 361021,北京中色资源环境工程股份有限公司, 北京 100012

摘要：以承德伊逊河红旗-大庙钒钛磁铁矿小流域为例,采集895件表层土壤（0~20 cm）与5件道路降尘样品. 通过地累积指数、生物有效性风险编码、综合生态风险指数与改进内梅罗综合生态风险指数评价了土壤重金属累积程度与生态风险,结合主成分、相关聚类、冗余分析与GIS空间分析,探究了土壤重金属空间分异对交通路网、土地利用与成土母质类型环境因子的响应特征,采用正定矩阵因子分解（PMF）模型定量解析了土壤重金属污染来源. 结果表明,表层土壤Cu、Cr、Cd、Ni、Pb和Zn超农用地土壤污染风险筛限值（GB 15618-2018）比例分别为5.70%、2.79%、1.01%、0.67%、0.11%和0.11%. 土壤重金属地累积程度由强至弱为：Cu>Ti>Cr>V>Co>Ni>Cd>Zn>Mn>As>Hg>Pb,Cu地累积指数平均值为1.23,达中等累积水平. 在路网200 m范围内,Cu、Zn、Cr、Mn、V、Ti、Co和Ni累积程度随距路网距离增大逐渐减弱；Cd累积程度在路网25~800 m范围内较为稳定,Pb、Hg和As地累积程度在距路网200 m处达到最高. 重金属风险评估编码值（RAC）由强至弱为：Cd>Mn>Ni>Zn>Hg>Co>Pb>Cu>As>Cr>V>Ti,Cd元素表现出高生物活性,RAC平均值达46.45%,其它元素总体属低风险-无风险水平. 重金属潜在综合生态风险RI值范围为51.48~1 152.39,平均值为131.12, 1.01%样品达强生态风险；内梅罗综合潜在生态风险指数（mNIER）范围为10.32~745.57,平均值达32.85, 97.43%样点属轻风险与中度风险. 高强度交通运输贡献了表层土壤44.82%、33.45%、32.27%和24.35%的Pb、Hg、Cd和Zn；成土母质自然源、钒钛磁铁矿床风化源、工业排放与燃煤降尘及矿区二次扬尘混合源、农业生产生活源、交通活动源对12种重金属的总体贡献率分别为27.46%、21.12%、19.29%、17.05%和15.08%.

关键词：钒钛磁铁矿,重金属污染,土壤,道路降尘,正定矩阵因子分解（PMF）,承德,