基于APCS-MLR和PMF模型的石煤矿区及周边区域农田土壤重金属污染来源解析

来源：环境科学杂志2025年第1期北京时间：

作者：董天浩,潘淑芳,张仁杰,姜立恒,郭焱,纪雄辉,谢运河

单位：湖南省农业环境生态研究所, 长沙 410125,中国农业大学土地科学与技术学院, 北京 100193,农业农村部长江中游平原农业环境重点实验室, 长沙 410125,农田土壤重金属污染防控与修复湖南省重点实验室, 长沙 410125,湖南省农业环境生态研究所, 长沙 410125,农业农村部长江中游平原农业环境重点实验室, 长沙 410125,农田土壤重金属污染防控与修复湖南省重点实验室, 长沙 410125,湖南省农业环境生态研究所, 长沙 410125,农业农村部长江中游平原农业环境重点实验室, 长沙 410125,农田土壤重金属污染防控与修复湖南省重点实验室, 长沙 410125,中国农业大学土地科学与技术学院, 北京 100193,中国农业大学土地科学与技术学院, 北京 100193,湖南省农业环境生态研究所, 长沙 410125,农业农村部长江中游平原农业环境重点实验室, 长沙 410125,农田土壤重金属污染防控与修复湖南省重点实验室, 长沙 410125,湖南省农业环境生态研究所, 长沙 410125,农业农村部长江中游平原农业环境重点实验室, 长沙 410125,农田土壤重金属污染防控与修复湖南省重点实验室, 长沙 410125

摘要：为了探究石煤开采带来的农田土壤重金属污染风险,对某石煤矿区及周边区域农田土壤进行了采样分析及污染源解析.结果表明：①该石煤矿区及周边农田土壤重金属污染风险很高.按内梅罗综合污染指数确定的轻污染风险以上的采样点占比为61.6%,其中重污染风险采样点占比达21.9%.研究区土壤Cd污染很严重,超出风险筛选值和风险管制值的采样点占比分别为71.5%和18.5%.②土壤Cd、Zn、Ni、Cu和As之间,As、Hg和Pb之间,Cr与As和Ni,Hg与Zn、Ni和Cu,均存在极显著正相关关系.Cd与Cr和Pb的相关性均不显著,其余重金属元素组合均存在显著正相关关系.③基于不同受体模型对研究区进行土壤重金属污染来源解析,识别出3个污染来源,即石煤开采源,大气沉降源和自然源.APCS-MLR模型判定土壤Cd、As、Cu、Zn和Ni主要受石煤开采源影响,Pb和Hg主要受大气沉降源影响,Cr主要受自然源影响；3个污染源的贡献率依次为43.2%、31.5%和25.3%.PMF模型的源解析结果与之总体上相同,但判定土壤Cd和Hg均受石煤开采-大气沉降混合源影响；3个污染源的贡献率依次为45.0%、34.5%和20.5%.研究表明,石煤矿区及周边区域农田土壤有较大的重金属污染风险,联合使用两种受体模型能够更合理地判别各土壤重金属主要的污染来源.

关键词：土壤重金属,石煤,源解析,APCS-MLR模型,PMF模型,