基于信息扩散模型的沣东新城区土壤重金属潜在生态风险评估

作     者：杨楠楠 韩玲 刘明 YANG Nan-nan;HAN Ling;LIU Ming

作者机构：长安大学土地工程学院西安710064 陕西省土地整治重点实验室西安710075 

出 版 物：《环境科学》 (Environmental Science)

年 卷 期：2024年第45卷第3期

页      面：1749-1759页

核心收录：

学科分类：12[管理学] 082803[工学-农业生物环境与能源工程] 080603[工学-有色金属冶金] 08[工学] 09[农学] 1204[管理学-公共管理] 0806[工学-冶金工程] 0828[工学-农业工程] 0837[工学-安全科学与工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0814[工学-土木工程] 0701[理学-数学] 120405[管理学-土地资源管理] 

基　　金：陕西省重点研发项目(2022ZDLSF07-05) 中央高校基本科研业务费专项(300102352901) 

主　　题：土壤重金属 污染评价 潜在生态风险 信息扩散 概率预测 

摘      要：我国目前大规模的新区建设导致严峻的区域土壤重金属污染形势.以沣东新城为研究靶区,进行重金属含量特征描述性统计及克里金插值分析,进一步结合潜在生态风险指数与信息扩散理论,构建基于风险评估的信息扩散模型,探讨了Pb、 Cu、 Cd和Hg的污染程度、污染风险及风险发生概率.结果表明,研究区内4种土壤重金属的含量均值远超土壤重金属背景值,分别是背景值的1.943(Pb)、 1.419(Cu)、 3.074(Cd)和3.567(Hg)倍,且重金属分布受人为干扰较大呈强变异性(CV65%).其中,Pb和Cu污染分布主要受到工业生产与建设用地开发的影响,工业活动、农业活动及交通运输是主要的Cd污染源,而工业建设是造成Hg污染的主要因素.重金属潜在生态风险指数平均值分别为9.716(Pb)、 7.095(Cu)、 92.292(Cd)和142.469(Hg),区域综合潜在生态风险指数(RI)均值为251.573,表明区域整体处于较高的潜在生态风险状态.区域Pb和Cu整体处于轻度潜在生态风险,而Cd和Hg以中风险与较高风险为主,表明Cd和Hg是区域重金属污染的主导因素.信息扩散潜在生态风险模型评估结果显示,区域综合潜在生态风险各等级的概率排序为:较高(38.98%)中度(38.55%)高(5.89%)轻微(5.15%)极高(3.56%),Cd、 Hg元素各潜在生态风险等级的超越概率远大于Pb和Cu,Hg元素各污染等级的超越概率分别为轻微(94.89%)、中度(66.85%)、较高(23.62%)、高(3.9%)和极高(2%),其中仅轻微等级的超越概率小于Cd.潜在生态风险等级的污染概率预测误差均小于5%,体现了基于风险评估的信息扩散模型的可靠性.研究结果可为样本受限地区的土壤重金属潜在生态风险监测与管控提供技术借鉴与支持.