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植煙區(qū)土壤有效態(tài)重金屬之間的相關(guān)性

1材料與方法

1.1樣品采集

選擇典型植煙區(qū)的代表性田塊，于前茬作物收獲后、后茬烤煙起壟前采集0~20cm表層土樣共440個(gè)。具體采樣方法為：在每個(gè)取樣田塊，根據(jù)土塊的形狀按“S”形隨機(jī)布設(shè)4~6個(gè)樣點(diǎn)的土樣構(gòu)成一個(gè)混合樣品，采用四分法保留大約1kg。樣品經(jīng)自然風(fēng)干，研磨過篩保存?zhèn)溆谩?/span>

1.2樣品分析

土壤pH值采用電位法，有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀-濃硫酸外加熱法測定;有效態(tài)重金屬采用不同的提取劑，即Cu、Ni、Zn用DTPA浸提[13]，Cd、Pb用1mol·L-1NH4OAc浸提[14]，用原子吸收光譜法測定;Hg、As和Cr用0.1mol·L-1HCl浸提，Hg用冷原子吸收光譜法測定、As用二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度法、Cr用二苯碳酰二肼分光光度法。

1.3數(shù)據(jù)處理

采用Excel2003和SPSS17.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。

2結(jié)果與分析

2.1植煙土壤重金屬有效態(tài)含量的分布特征

研究區(qū)內(nèi)As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的有效態(tài)平均含量分別為0.92、0.075、0.75、1.62、0.004、1.89、1.14、1.94mg·kg-。各元素有效態(tài)含量樣品間的變異系數(shù)為48.97%~95.64%，整體屬于中等變異，其中Hg、Pb變異最為明顯，分別達(dá)到95.64%和90.56%，說明有效態(tài)含量的影響因素復(fù)雜，受人為因素等影響更大;8種元素中Hg和Pb的有效性受人為因素影響也相對較大。

2.2植煙土壤有效態(tài)重金屬之間的關(guān)系

采用相關(guān)分析、主成分分析和系統(tǒng)聚類相結(jié)合的方法，來探討該植煙區(qū)土壤有效態(tài)重金屬之間的相關(guān)性。研究區(qū)域內(nèi)，大部分重金屬元素的有效含量之間均達(dá)到顯著性相關(guān)水平。As-Cd、As-Pb、Cd-Ni、Cd-Pb、Cr-Zn、Cu-Zn、Hg-Ni、Ni-Pb之間達(dá)到極顯著正相關(guān)，表明它們可能具有同源性或是伴生關(guān)系[20];As-Ni、Cr-Cu、Cu-Hg、Hg-Zn間表現(xiàn)出顯著性相關(guān);而Cr-As、Cr-Cd、Cr-Hg、Cr-Pb、Cr-Ni、Cu-Cd、Cu-Ni的相關(guān)性不顯著。

結(jié)果表明，有效As、Cd、Ni、Pb、Zn與8種元素中大部分元素都呈現(xiàn)較高的相關(guān)性，是伴隨污染較多的元素，而有效Cr與其他元素的相關(guān)性很弱，說明該元素的累積獨(dú)特。

Kaiser-Meyer-Olkin檢驗(yàn)表明，KMO統(tǒng)計(jì)量為0.547，大于0.5說明數(shù)據(jù)適合主成分分析，顯著性水平為0意味著變量之間并不相互獨(dú)立。根據(jù)特征值>1的原則，運(yùn)用SPSS軟件對有效態(tài)8項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，用方差最大法進(jìn)行正交旋轉(zhuǎn)，得到主成分的特征值、方差貢獻(xiàn)率及其累計(jì)方差貢獻(xiàn)率?？梢钥闯?，前3個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率為59.604%，表明已包含樣本的大部分信息。

主要因子識別是通過土壤因子對主成分的貢獻(xiàn)率即主成分載荷進(jìn)行分析，載荷大的即可認(rèn)為是主要影響因子，其正負(fù)可以反映出因子的復(fù)合性。可以看出，第一主成分在有效態(tài)Cu和Zn上具有較大的正向載荷，其相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.694，呈極顯著水平。冶煉、銅鋅合金、鍍鋅等工業(yè)生產(chǎn)以及給排水設(shè)施、建筑裝飾材料等生活用料都對Cu、Zn污染有貢獻(xiàn)。第一主成分在一定程度上可以反映工業(yè)和生活污染。

第二主成分在有效Cd和Pb上均有很大的正向載荷。隨著磷肥及復(fù)合肥的大量施用，土壤有效Cd含量不斷增加，作物吸收Cd量也相應(yīng)增加。近年來，農(nóng)用塑料薄膜大面積推廣使用，由于其生產(chǎn)過程中加入了含有Cd、Pb的熱穩(wěn)定劑，也增加了土壤重金屬污染。因此，Cd和Pb在一定程度上可以作為反映農(nóng)業(yè)活動水平的因子。

第三主成分在有效Hg和Ni上有較大的正向載荷。Hg和Ni均為化石燃料燃燒后的產(chǎn)物，Hg主要來自于燃煤發(fā)電，燃燒行業(yè)中釋放汞量約占60%，火力電廠和汽車化石燃料產(chǎn)生的飛灰能使大氣中Ni含量高達(dá)120~170ng·m-3[26]，因而第三主成分可以在一定程度上解釋為大氣降塵的污染水平。