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邯郸市工业区周边土壤重金属污染特征和来源解析

重金属；空间分布；源解析；污染评估；受体模型

邯郸市是位于河北省南部的典型重工业城市，长期的工业活动导致周边的环境存在潜在的污染风险，尤其是重金属。因此针对邯郸市工业区进行土壤重金属污染来源解析和评估，对有效控制重金属排放和保护区域环境具有重要意义。本研究在邯郸市工业区周边开展，对污染状况进行评估，并采用受体模型解析了土壤重金属污染来源。

本研究以邯郸市工业区的冶炼厂为中心，采用放射状布点法布设了56个采样点，并测定了Fe、Cd、Cr 、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn、As等9种重金属元素含量。结果显示表层土中这9种重金属平均含量分别为土壤背景值的1.32、17.62、1.92、1.30、1.15、1.26、1.40、4.79和2.36倍，底层土中9种重金属分别为背景值的1.32、15.13、1.78、0.95、1.13、1.24、1.45、4.15和2.39倍。表层土和底层土中均为Cd超标倍数最大，其次是Zn。不同重金属空间分布存在差异，主城区和冶炼厂周边重金属含量较高。富集因子分析结果表明Cr、Pb、Ni、Cu和Mn属于轻度富集；Zn和As属于中度富集；Cd属于高度富集，土壤中的Cd 受人为污染源影响严重。

单因子污染指数评价结果显示研究区域Cd属于重度污染等级，Zn属于中度污染等级，As属于轻度污染等级，其他重金属元素属于轻微污染等级。地累积指数评价结果表明Cd处于重度污染状态，Cr、Zn和As处于轻度污染状态，其余元素处于无污染状态。潜在生态风险评价结果显示，按重金属元素来说，研究区域Cd的生态风险最高；生态风险空间分布显示，钢铁冶炼厂东南部生态风险最高；研究区域RI平均值为620.61，说明地区存在很强的潜在生态风险。根据富集因子、单因子污染指数、地累积指数和潜在生态风险指数计算的综合污染指数结果表明Cd、Zn和As的IPI值均大于0.5，处于重污染水平。

本研究利用Unmix、正定矩阵因子分析法（PMF）和绝对因子-多元线性回归模型（APCS-MLR）受体模型进行源解析，并对比分析这三种受体模型获得的来源种类、源贡献及适用性。解析结果表明，三种模型互相印证和补充，能够较为准确地解释重金属污染来源。但从源解析结果和模型适用性角度来看，PMF模型运行结果最优。总的来说，工业排放源（48.33%-58.04%）为该研究区域土壤重金属最主要的污染源，其次是交通源和自然源。