徐 源， 師華定,*， 王 超， 費(fèi) 楊， 于靖靖， 舒 密

1.中國環(huán)境科學(xué)研究院土壤與固體廢物環(huán)境研究所， 北京 100012

2.生態(tài)環(huán)境部土壤與農(nóng)業(yè)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境監(jiān)管技術(shù)中心， 北京 100012

3.北京信息科技大學(xué)， 北京 100101

近年來，隨著城市化進(jìn)程的加快，重金屬通過污水灌溉、大氣干濕沉降、工業(yè)廢渣等途徑進(jìn)入土壤[1-2]，重金屬污染已成為當(dāng)今土壤污染中污染面積最廣、危害最大的環(huán)境問題之一[3-4]. Cd、Hg、As、Pb、Cr作為重金屬“五毒”元素，在土壤中具有移動性大、毒性高、無法降解等特點(diǎn)，在生產(chǎn)活動中容易被作物吸收富集，不僅嚴(yán)重影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，還可以通過食物鏈在人體積累，危害人體健康[5-7]. 研究土壤“五毒”元素污染的來源以及污染源的主要影響區(qū)域，對維持區(qū)域環(huán)境健康具有重要意義[8-9].

目前，土壤重金屬污染來源解析主要利用基于重金屬總量的受體模型，常用的受體模型有化學(xué)質(zhì)量平衡(CMB)模型、主成分分析/因子分析-多元線性回歸(PCA/FA-MLR)模型、正定矩陣因子分解(PMF)模型、UNMIX模型等[10-11]. 其中，PMF模型具有適用性廣、不需要測量源成分譜、能對因子貢獻(xiàn)作非負(fù)約束等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛的應(yīng)用. 例如，黃華斌等[12]利用PMF模型解析出研究區(qū)土壤重金屬的來源；董騄睿等[13]通過PMF模型解析結(jié)果與Pb穩(wěn)定同位素比值結(jié)果進(jìn)行對比分析，指出PMF模型可以較好地應(yīng)用于土壤重金屬源解析研究.

然而，單一的PMF模型的解析結(jié)果往往比較籠統(tǒng)，對污染源的判別中主觀性較強(qiáng)，且缺乏直觀視覺效果，因此較多學(xué)者將其與地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法結(jié)合運(yùn)用，進(jìn)一步得到污染源在空間上的分布狀況[14-16]. 這類研究雖對解析結(jié)果有了很大改進(jìn)，但在源成分譜未知的情況下，對于污染物的具體來源依然無法準(zhǔn)確識別. 另外，關(guān)于PMF模型對土壤重金屬的源解析研究中，目前大多僅停留在污染源大類上，如自然源、工業(yè)源、農(nóng)業(yè)源等，其中對工業(yè)源的探討并未涉及具體的重點(diǎn)污染行業(yè). 雙變量莫蘭指數(shù)方法(bivariate Moran′s I)通過指數(shù)的計(jì)算對空間內(nèi)兩種要素作比較，表征兩種要素間的空間相關(guān)性. 周俊馳[17]采用莫蘭指數(shù)對耕地土壤重金屬進(jìn)行分析，識別出研究區(qū)內(nèi)Cd、As、Hg這3種重金屬在耕地土壤中的富集與工礦開采排放關(guān)系密切；于靖靖等[18]利用莫蘭指數(shù)和廣義加性模型探討了重點(diǎn)污染企業(yè)對重金屬Cd的影響，表明依據(jù)空間自相關(guān)理論可以對特定的污染源做很好的識別. 鑒于此，該研究將地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法與PMF模型結(jié)合起來，在利用傳統(tǒng)PMF模型進(jìn)行污染源解析的基礎(chǔ)上，利用莫蘭指數(shù)表征不同行業(yè)與污染源的空間關(guān)系，明確工業(yè)源下的不同重點(diǎn)污染企業(yè)對土壤重金屬的影響，以輔助解析驗(yàn)證PMF模型的有效性，以期為區(qū)域企業(yè)管理和土壤污染治理提供參考.

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)域位于湖南省郴州市蘇仙區(qū)(112°53′55″E～113°16′22″E、25°30′21″N～26°03′29″N)，海拔150～160 m，以山地為主，崗地、水面較少，年降雨量 1 452.1 mm，屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，土地總面積為 1 342.27 km2. 該區(qū)域地處郴州市西河流域，西河是郴江的一級支流、湘江的三級支流. 蘇仙區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，素有“有色金屬之鄉(xiāng)”的美譽(yù)，有世界罕見的柿竹園多金屬礦，國有硚口鉛鋅礦，瑪瑙山錳礦，東波鉛鋅礦以及年產(chǎn)煤數(shù)萬噸的許家洞、街洞和棲鳳渡煤礦等. 發(fā)達(dá)的礦業(yè)生產(chǎn)給當(dāng)?shù)貛砹艘幌盗协h(huán)境問題.

1.2 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

利用ArcGIS 10.3在研究區(qū)范圍內(nèi)按照2 km×2 km布設(shè)302個網(wǎng)格，用GPS對302個采樣點(diǎn)精確定位. 采樣時采用梅花形布點(diǎn)法對土壤樣品進(jìn)行采集，用木鏟采集每個網(wǎng)格表層(0～20 cm)的土壤樣品至少6個，樣品混合均勻后按四分法獲取每個采樣點(diǎn)采集的土壤不少于2 kg，裝入樣品袋中帶回，并記錄現(xiàn)場土樣的相關(guān)信息及周邊土地利用現(xiàn)狀. 將采集的土壤樣品棄去雜草、礫石、動植物殘?bào)w等雜物，混勻風(fēng)干后用研缽磨碎過100目(孔徑相當(dāng)于0.15 mm)篩后保存. 采用HCl-HNO3-HF微波密閉消解技術(shù)進(jìn)行土壤樣品消解，采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)測定土壤中w(Cd)、w(Cr)、w(Pb)，采用原子熒光法測定土壤中w(As)、w(Hg). 研究區(qū)采樣點(diǎn)及主要潛在污染源分布見圖1.

圖1 蘇仙區(qū)采樣點(diǎn)及主要潛在污染源分布概況

1.3 數(shù)據(jù)處理

研究區(qū)土壤中5種重金屬元素的描述性統(tǒng)計(jì)分析、正態(tài)分布檢驗(yàn)和轉(zhuǎn)換、Pearson相關(guān)性分析，借助SPSS 19.0軟件完成；樣品污染源解析借助PMF 5.0完成；空間自相關(guān)分析借助GeoDa軟件完成；克里金插值借助ArcCIS 10.3完成.

1.4 研究方法

1.4.1正定矩陣因子分解(PMF)模型

PMF模型是由Paatero等[19]提出的一種因子分析受體模型. 該模型將采樣數(shù)據(jù)矩陣(X)分解成因子貢獻(xiàn)矩陣(G)、因子成分矩陣(F)以及殘差矩陣(E)[20-21]：

(1)

式中，a為受體樣品個數(shù)，b為所測的化學(xué)物質(zhì)種類，p為主因子數(shù)(即主要源個數(shù)).

PMF模型基于加權(quán)最小二乘法進(jìn)行限定和迭代計(jì)算，利用樣品的重金屬濃度和不確定度數(shù)據(jù)進(jìn)行各樣點(diǎn)的加權(quán)計(jì)算，使得目標(biāo)函數(shù)Q最小化. 目標(biāo)函數(shù)Q定義[20]如下：

式中，zcd為第c(c=1,2,…,a)個樣品中第d(d=1,2,…,b)個元素的含量，gck為源k對第c個樣品的相對貢獻(xiàn)，ucd為第c個樣品中第d個元素含量的不確定性大小，fkd為源k中第d個元素的含量，ecd為殘差.

1.4.2莫蘭指數(shù)

該研究利用莫蘭指數(shù)作為測度指標(biāo)，探討屬性值之間是否具有特殊的空間形態(tài)[22-23]，分為單變量莫蘭指數(shù)和雙變量莫蘭指數(shù). 其中，單變量莫蘭指數(shù)可以指出區(qū)域同一屬性值的分布是聚集、離散或者隨機(jī)模式[24-25]，雙變量莫蘭指數(shù)揭示了空間中某一要素的一個指標(biāo)與其相鄰位置要素的另一個指標(biāo)的依賴關(guān)系[18]. 二者計(jì)算方法[26-27]分別見式(3)(4).

(3)

(4)

式中，I為單變量莫蘭指數(shù)，為雙變量莫蘭指數(shù)，xi、xj分別為要素i、j的屬性值，為屬性值的平均值，是第二要素的平均值，wi,j分別為要素i和j之間的空間權(quán)重，n為要素總數(shù).

對計(jì)算得到的莫蘭指數(shù)，利用Z分布進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)公式：

(5)

(6)

VarI=E(I2)-E2(I)

(7)

式中，E(I)為莫蘭指數(shù)的期望值，E(I2)為莫蘭指數(shù)方差的期望值. 當(dāng)Z得分大于1.96或小于-1.96時，說明該要素在95%置信區(qū)間內(nèi)呈現(xiàn)明顯的聚集或離散特征；當(dāng)Z得分介于-1.96～1.96之間時，則說明該要素在95%置信區(qū)間內(nèi)呈隨機(jī)分布.

2 結(jié)果與討論

2.1 土壤重金屬含量描述

研究區(qū)土壤中5種重金屬元素含量的描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果(見表1)顯示，w(Cd)、w(Hg)、w(As)、w(Pb)的平均值均超過了湖南省土壤環(huán)境背景值，分別是湖南省土壤環(huán)境背景值的15.0、3.2、4.6、7.3倍，表明這4種重金屬元素含量的積累受人為活動的影響，其中，w(Cd)、w(As)、w(Pb)的平均值均超過GB 15618—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值，說明可能存在土壤污染風(fēng)險(xiǎn)；w(Cr)的平均值和中值均未超過湖南省土壤環(huán)境背景值，表明Cr未受到人為活動影響或影響較小. 該研究區(qū)5種重金屬元素含量的變異系數(shù)差異較大，數(shù)據(jù)離散程度較高，表明5種重金屬元素含量的空間差異比較明顯.

表1 研究區(qū)土壤中各重金屬元素含量

2.2 相關(guān)性分析

將5種重金屬元素含量正態(tài)化處理后，采用SPSS 19.0對蘇仙區(qū)土壤中5種重金屬元素含量進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，結(jié)果(見表2)顯示，w(Cd)、w(As)、w(Pb)兩兩之間均呈顯著正相關(guān)(P<0.001)，且Pearson相關(guān)系數(shù)均在0.7以上，表明這3種元素間同源性很強(qiáng).w(Hg)、w(Pb)之間呈顯著正相關(guān)(P<0.001)，但Pearson相關(guān)系數(shù)較小，說明這兩種元素亦存在部分同源性.w(As)、w(Cr)之間呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，表明兩種元素間不存在同源性.

表2 各重金屬元素含量間的Pearson相關(guān)系數(shù)

2.3 土壤重金屬的來源解析

利用PMF 5.0對302個土壤樣品中5種重金屬元素的來源進(jìn)行解析，并給出各因子的貢獻(xiàn)率. 初步將各重金屬元素?cái)?shù)據(jù)載入后信噪比(S/N)均大于3，定義為“strong”. 運(yùn)行模型后，多次調(diào)試重金屬元素的“strong”“weak”以及改變因子個數(shù)進(jìn)行多次迭代計(jì)算，最終確定4個因子數(shù)，重金屬元素含量實(shí)測值與模擬值的擬合系數(shù)均大于0.75，實(shí)測Q值與理論Q值的偏差小于10%，解析結(jié)果較好.

圖2 研究區(qū)土壤重金屬污染源貢獻(xiàn)率

由圖2可見，因子1對5種重金屬元素的貢獻(xiàn)率各不相同，其中對Cr的貢獻(xiàn)率最高，達(dá)到88.2%. 該研究區(qū)w(Cr)平均值低于湖南省土壤環(huán)境背景值，受人為活動影響較小，因此，將因子1識別為自然源，受成土母質(zhì)影響. 因子2對Hg的貢獻(xiàn)率最高，為80.6%，其次是Pb，貢獻(xiàn)率為24.2%，二者含量相關(guān)性較強(qiáng)，表明二者存在部分同源性. 有色金屬冶煉、燃煤、金礦和汞礦活動是我國最主要的汞排放源[29]. Hg和Pb的環(huán)境遷徙性較強(qiáng)，多項(xiàng)研究指出大氣沉降是土壤中Hg、Pb元素的主要來源[30-32]，因此，將因子2識別為工業(yè)源中的大氣干濕沉降源. 因子3對Cd和Pb兩種元素的貢獻(xiàn)率較高，分別為63.2%和65.9%；Cd和Pb含量相關(guān)性較強(qiáng)，顯示同源性較強(qiáng). 金屬礦山的開采、冶煉、重金屬尾礦、冶煉廢渣和礦渣堆放等是土壤中Cd、Pb污染的主要來源[33-35]. 因此，將因子3識別為工業(yè)生產(chǎn)過程中直接排放的工業(yè)廢棄物. 因子4對As的貢獻(xiàn)率最大，為75.1%. 人為As來源眾多，且與Cd、Pb、Hg等元素來源相似，含砷礦石的開采、運(yùn)輸、加工等各環(huán)節(jié)都有損耗；另外，砷化合物作為原料的玻璃、顏料、原藥、紙張的生產(chǎn)以及煤的燃燒等過程，都可產(chǎn)生含砷廢水、廢氣和廢渣[36-37]，因此，將因子4識別為工業(yè)混合源.

綜上，該研究區(qū)表層土壤中5種重金屬元素的來源為自然源和3類工業(yè)源，其中，自然源的綜合貢獻(xiàn)率為41.60%，因子2、3、4三類工業(yè)源的綜合貢獻(xiàn)率分別為22.05%、20.05%和16.30%.

圖3 主要污染源貢獻(xiàn)率的空間分布

2.4 污染源貢獻(xiàn)率的空間分布

為探究各污染源的主要影響區(qū)域，將PMF模型解析得到的各源對單個樣品的貢獻(xiàn)率在ArcGIS 10.3下用普通克里金插值，得到各源貢獻(xiàn)率的空間分布情況(見圖3). 因子1代表自然源，該源貢獻(xiàn)率的高值點(diǎn)主要分布在蘇仙區(qū)北部，源貢獻(xiàn)率均超過52.75%，低值點(diǎn)主要分布在蘇仙區(qū)中部，說明蘇仙區(qū)北部受人為活動影響較小，中部受人為活動影響較大，污染程度較高. 整體來看，因子1對蘇仙區(qū)大部分區(qū)域的土壤樣品都有著較大的貢獻(xiàn)，貢獻(xiàn)率大多在32.39%以上，說明因子1作為自然源對土壤樣品的影響具有普遍性. 因子2代表工業(yè)源中的大氣干濕沉降源，該源貢獻(xiàn)率的高值點(diǎn)主要分布在蘇仙區(qū)中東部，貢獻(xiàn)率大多超過36.84%. 該高值區(qū)主要地形為山地，西部和北部鄰近區(qū)域分布大量的礦山開采和重金屬冶煉企業(yè)，地理位置特殊；整體來看，該污染源對大部分地區(qū)的影響較小，貢獻(xiàn)率大多低于24.62%，說明因子2作為遷徙源具有區(qū)域聚集性. 因子3代表直接排放的工業(yè)廢棄物，該源貢獻(xiàn)率的高值點(diǎn)主要分布在蘇仙區(qū)中部及南部少部分地區(qū)，說明這些區(qū)域受工礦企業(yè)影響較大，人為污染較為嚴(yán)重. 因子4貢獻(xiàn)率的高值點(diǎn)主要分布在蘇仙區(qū)中部及北部，整體來看，該源對大部分區(qū)域影響較小，貢獻(xiàn)率較低，大多在26.43%以下.

圖4 重點(diǎn)污染行業(yè)核密度分布

2.5 因子貢獻(xiàn)率與企業(yè)密度的空間相關(guān)性

按照GB/T 4754—2017《國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類》將研究區(qū)內(nèi)342家污染企業(yè)分為四大類，其中采選業(yè)(08黑色金屬礦采選業(yè)、09有色金屬礦采選業(yè))215個，冶煉和壓延加工業(yè)(31黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)、32有色金屬冶煉和壓延加工業(yè))105個，化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)(26化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè))12個，其他行業(yè)(廢棄資源綜合利用業(yè)、倉儲業(yè)、生態(tài)保護(hù)和環(huán)境治理業(yè)等)10個. 利用ArcGIS 10.3繪制全部企業(yè)及不同行業(yè)的核密度圖，分析各污染源與不同行業(yè)間的空間關(guān)系，明晰3類工業(yè)源的具體類別. 由圖4可見，全部企業(yè)密度高值區(qū)主要分布在蘇仙區(qū)中部及西南少部分地區(qū)，其中采選業(yè)主要聚集在蘇仙區(qū)中部，冶煉和壓延加工業(yè)主要聚集在蘇仙區(qū)中部、東北部及西南少部分地區(qū)，化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)主要聚集在中北部，其他行業(yè)主要聚集在蘇仙區(qū)中部少部分地區(qū).

運(yùn)用GeoDa軟件分別計(jì)算重點(diǎn)污染企業(yè)及各因子貢獻(xiàn)率的單變量莫蘭指數(shù)，結(jié)果(見表3)顯示，在P<0.001顯著性水平下，研究區(qū)重點(diǎn)污染企業(yè)及各因子貢獻(xiàn)率的單變量莫蘭指數(shù)均為正，且數(shù)值較大，Z得分均大于1.96，說明不同行業(yè)及各因子貢獻(xiàn)率在區(qū)域內(nèi)的分布具有聚集性特征. 單變量莫蘭指數(shù)分析結(jié)果均通過顯著性檢驗(yàn)，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可為后續(xù)雙變量檢驗(yàn)提供理論支撐.

為探討各源貢獻(xiàn)率與企業(yè)間的空間依賴關(guān)系，將各源貢獻(xiàn)率的空間分布結(jié)果與各行業(yè)的核密度結(jié)果進(jìn)行雙變量莫蘭指數(shù)分析，結(jié)果(見表4)顯示，因子1在P<0.001顯著性水平下，與全部企業(yè)、采選業(yè)、化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)的雙變量莫蘭指數(shù)為負(fù)，表明三者對因子1的貢獻(xiàn)存在負(fù)影響. 在重點(diǎn)污染企業(yè)分布密集區(qū)域，工業(yè)源貢獻(xiàn)率較高，自然源貢獻(xiàn)率較低. 因子1與冶煉和壓延加工業(yè)、其他行業(yè)間未通過顯著性水平(P>0.1)，因其各自單變量莫蘭指數(shù)均通過顯著性檢驗(yàn)，說明要素本身在空間上呈現(xiàn)聚集特征，但因子1與二者間卻不存在空間上的依賴關(guān)系，呈空間隨機(jī)性. 所得結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了因子1作為自然源的結(jié)論.

表3 研究區(qū)重點(diǎn)污染企業(yè)及污染源貢獻(xiàn)率的單變量莫蘭指數(shù)

表4 研究區(qū)重點(diǎn)污染企業(yè)與污染源貢獻(xiàn)率間的雙變量莫蘭指數(shù)

因子2在P<0.001顯著性水平下，與全部企業(yè)和4類重點(diǎn)污染行業(yè)間的雙變量莫蘭指數(shù)均為負(fù)，表明在4類企業(yè)分布較密集的區(qū)域內(nèi)，因子2的貢獻(xiàn)率多為低值，說明因子2為非直接工業(yè)源. 因子2對Hg元素的貢獻(xiàn)最大，氣態(tài)單質(zhì)汞(GEM)、氣態(tài)氧化汞(GOM)和顆粒態(tài)汞(PBM)可以在大氣中傳輸，尤其氣態(tài)單質(zhì)汞可隨大氣運(yùn)動進(jìn)行跨界傳輸[38-39]. 宋正城[40]指出，有色金屬冶煉活動對周邊表層土壤中汞的影響最嚴(yán)重的區(qū)域并非位于冶煉廠區(qū)，而是位于冶煉廠數(shù)公里外，說明汞的積累具有空間遷移性. 所得結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了因子2作為非直接工業(yè)源中的大氣干濕沉降源的結(jié)論. 對于遷徙源，污染源與其影響區(qū)域不存在對應(yīng)的空間位置關(guān)系，難以識別到具體行業(yè)中，其詳細(xì)成因還需進(jìn)一步確認(rèn).

因子3在P<0.001顯著性水平下，與全部企業(yè)和采選業(yè)的雙變量莫蘭指數(shù)較大，表明因子3與重點(diǎn)污染企業(yè)中的采選業(yè)在空間上存在顯著正相關(guān)，在采選業(yè)分布密集的區(qū)域內(nèi)，因子3的貢獻(xiàn)率亦多為高值；因子3與其余3類行業(yè)均不具有正相關(guān)關(guān)系或相關(guān)性不明顯，所得結(jié)果進(jìn)一步明確了因子3為采選業(yè)排放的工業(yè)廢棄物，該污染源與其貢獻(xiàn)率的高值區(qū)存在對應(yīng)的空間位置關(guān)系，因此該類廢棄物指在空間上未經(jīng)遠(yuǎn)距離主動或被動運(yùn)輸轉(zhuǎn)移，直接對排放口周圍的土壤造成污染.

因子4在P<0.001顯著性水平下，與4類重點(diǎn)污染行業(yè)間的雙變量莫蘭指數(shù)均為正，其中與化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)的雙變量莫蘭指數(shù)最大，表明4類重點(diǎn)污染行業(yè)對因子4的貢獻(xiàn)率均有正向影響，在重點(diǎn)污染企業(yè)分布密集的區(qū)域內(nèi)，因子4的貢獻(xiàn)率亦多為高值，進(jìn)一步說明因子4為各行業(yè)的工業(yè)混合源，且以化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)排放的工業(yè)廢棄物為主.

該研究首先對研究區(qū)土壤中5種重金屬元素進(jìn)行污染源大類的定性識別，并計(jì)算出每個污染源的貢獻(xiàn)率，然后依據(jù)污染源貢獻(xiàn)率與企業(yè)密度間的空間關(guān)系，將工業(yè)源細(xì)分到具體的重點(diǎn)污染行業(yè)上，對于存在相似貢獻(xiàn)的工業(yè)源，亦有很好地表征和識別. 秦治恒等[41]利用空間自相關(guān)方法，發(fā)現(xiàn)湘江流域中土壤Cd含量分布與污染企業(yè)的位置存在很強(qiáng)的相關(guān)性. 于靖靖等[18]基于莫蘭指數(shù)和廣義加性模型發(fā)現(xiàn)包含蘇仙區(qū)在內(nèi)的湘江子流域重點(diǎn)污染企業(yè)影響區(qū)中，采選業(yè)對土壤中Cd的影響最大. 這兩項(xiàng)研究都利用了空間自相關(guān)理論對特定污染源的定性識別，但尚未對污染源的貢獻(xiàn)量進(jìn)行探討，陳雅麗等[42]統(tǒng)計(jì)了近10年關(guān)于土壤重金屬污染源解析的研究成果，統(tǒng)計(jì)結(jié)果指出，對湖南省而言，工業(yè)活動及其產(chǎn)生的大氣沉降是土壤中重金屬累積的主要來源. 其中，在礦產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的湖南省，Cd主要受采礦業(yè)的影響，Hg主要受工業(yè)活動產(chǎn)生的大氣沉降影響，Pb一方面來自工業(yè)活動，另一方面是含鉛灰塵的沉降進(jìn)入表層土，As在工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)受土壤母質(zhì)和工業(yè)活動的影響，Cr主要受土壤母質(zhì)影響. 筆者所得結(jié)果與上述研究結(jié)果基本一致. 對比可知，PMF模型與莫蘭指數(shù)結(jié)合的方法，一方面可以定量解析出各污染源的影響程度及主要影響區(qū)域；另一方面可以達(dá)到明確相關(guān)重點(diǎn)污染企業(yè)對土壤中5種重金屬元素的影響，從而有針對性地提出區(qū)域企業(yè)管理、重點(diǎn)污染源監(jiān)管及土壤環(huán)境治理策略.

3 結(jié)論

a) 研究區(qū)5種重金屬元素受4類源影響. 其中，自然源是Cr的主要來源，對Cr的貢獻(xiàn)率為88.2%；大氣干濕沉降是Hg的主要來源，對Hg的貢獻(xiàn)率為80.6%；采選業(yè)排放的工業(yè)廢棄物是Cd和Pb的主要來源，對Cd和Pb的貢獻(xiàn)率分別為63.2%、65.9%；以化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)排放的廢棄物為主的工業(yè)混合源是As的主要來源，對As的貢獻(xiàn)率為75.1%.

b) 研究區(qū)中部受重點(diǎn)污染企業(yè)影響嚴(yán)重，且主要以采選業(yè)排放的廢棄物為主；此外，中部偏北地區(qū)主要以化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)廢棄物為主；中部偏東地區(qū)受大氣干濕沉降影響嚴(yán)重，該地區(qū)連接3條支流上游，應(yīng)警惕河流輸送和污水灌溉等活動引起的面源污染；西北部地區(qū)受重點(diǎn)污染企業(yè)影響較小.

c) PMF模型與莫蘭指數(shù)相結(jié)合的方法，使解析結(jié)果從工業(yè)源大類明晰到不同重點(diǎn)污染行業(yè)上，不僅能更好地識別有相似貢獻(xiàn)的工業(yè)源，而且可以輔助優(yōu)化驗(yàn)證PMF的有效性.