当前世界环境

介绍

土壤重金属污染是世界性的问题，在陆地生态系统中，土壤是最重要的汇^1,2一般认为来源于地质、自然或人为因素，如农用化学品和矿物肥料、工业废物、污水污泥等。^{3、4、5、6所示}由于人口增长、城市化、农业活动，农业土壤中的重金属污染是令人关切的问题，造成了各种健康影响^7、8而且它们在深层的高浓度会污染地下水^9、10因为它们在土壤中的流动性。因此，对土壤重金属污染进行评价就显得尤为重要。

研究区域

梅瓦特地区是哈里亚纳邦的半干旱地区(图1)，占地约1500平方公里。公里。人口1089406(2011年人口普查)¹¹是我国主要农业区之一，常年地表水资源稀少，地下水是灌溉和生活用水的主要水源。这个地区种植的主要作物有:小麦、小米和芥菜，蔬菜作物如洋葱、番茄、茄子、辣椒等。梅瓦特的年降雨量很低，只有577毫米，一年只有23-35天。

方法

Nagina区块存在盐度过高的问题，而Tauru区块水位正在下降¹²盐度问题也影响着半干旱地区的水质。¹³Nagina区块的盐度区正在向Aravali山脉的淡水区扩展。¹⁴鉴于此，农业土壤样本从Ulheta、Karhera/Ghagas和Tauru三个地方采集，覆盖Nagina和Tauru两个街区。采集深度分别为0- 30cm、30-60cm、60-90cm、90- 120cm、120- 150cm。土壤样品风干，研磨，分析As, Fe, Mn。Cd, Ni, Cu和Zn的ICP-OES(制造:岛津)在中央分析设施，CSSRI (ICAR)， Karnal。

该仪器基于发射原理，涉及到测量待测元素的特征辐射强度。氩气作为样品载气，通过与线圈内射频发生器产生的振荡磁场相互作用，帮助产生等离子体。样品被喷雾器吸入并注入等离子体中，使样品中被激发的中性原子或离子发出特定波长的辐射。发射的辐射是由光管通过分光计的入口狭缝观察，分光计照亮了diï€的光栅。辐射被分成其组成波长，并入射到一个光电倍增管上。光电倍增管产生与入射光强度成正比的信号。该信号然后由测量系统进行处理。它用于估计存在于水、土壤和植物提取物中的50多种元素。通过PC机一次抽吸测量仪器校准过程中选择的所有元素。

Ulheta的土壤质地为壤土到砂壤土，Karhera/Ghagas的土壤质地为砂壤土到粉质壤土，Tauru的土壤质地为砂壤土。主成分分析(PCA)，一个多变量评估技术，大的变化解释，但变量的数量减少到组的个人和这种技术已被用于估计重金属污染的时空格局。¹⁵

图1：研究区域显示 采样点。 点击此处查看图片

结果与讨论

所有3个地点所有样品的平均浓度如表1和图2所示。Mewat土壤中As、Cd、Ni、Cu、Fe、Mn和Cu的平均含量分别为0.0271 ppm、0.0272 ppm、0.1182 ppm、41.1 ppm、511.5 ppm、567.9 ppm和18.8 ppm。在所有地点中，Ulheta报告的砷、镉和镍的最大值分别为0.0316 ppm、0.0306 ppm和0.1528 ppm，Karhera的最大值分别为0.0282 ppm、0.0288 ppm和0.1192 ppm，Tauru的最小值分别为0.0216 ppm、0.0222 ppm和0.0826 ppm。结果表明，As、Fe、Mn、Cd、Ni、Cu在30～60cm深度范围内含量较高。

图2:土壤深度分布 不同地点的重金属污染。 点击此处查看图片

相关

三个采样点的相关矩阵如表2-4所示。砷（As）与镉和镍在所有地方都有强/完全正相关。在乌尔赫塔，铁和铜之间有很强的正相关关系；镍和锰；在乌尔赫塔，锰与砷和镉也呈高度正相关（表2）。

Karhera,良好和积极的相关性的观察铁和Cd,而高负相关的铁被发现铜(表3)。铁有很强的正相关与Mn在Tauru(表4)。相关的变化可能是由于这些不同来源的重金属的贡献。

表2:Ulheta重金属之间的相关性。

黑体表示显著性水平下的显著值(对角线除外)=0.050(双尾检验)

表3:Karhera/Ghagas重金属的相关性。

黑体表示显著性水平下的显著值(对角线除外)=0.050(双尾检验)。

表4：金牛座重金属之间的相关性。

黑体表示显著性水平下的显著值(对角线除外)=0.050(双尾检验)。
．
重金属的深度分布

3个地点的重金属深度分布如图3-5所示。Ulheta, Tauru高达30%的深度,重金属浓度急剧增加,但之后逐渐增加在观察(图6、7),而在Karhera / Ghagas,浓度,铁、锰和铜是发现不断增加深度但趋势不相同的Cd,镍和锌。

主成分分析(PCA)

表5、6、7代表了PCA的统计，包括特征值、方差百分比和累积方差。在Ulheta只有1个因子(表5)和2个因子(表6和7)特征值大于1。在Ulheta因子1解释了84.787 %的方差(表3)，在Karhera因子1和2解释方差分别为61和21.656%，而在Tauru因子1和2解释方差分别为72.876和15.967%。

图3:乌尔赫塔、梅瓦特土壤中重金属的深度分布。 点击此处查看图片

图4:Mewat地区Karhera/Ghagas土壤中重金属的深度分布。 点击此处查看图片

图5:重金属在梅瓦特Karhera/Ghagas土壤中的深度分布。 点击此处查看图片

表5:总方差(Ulheta)。

图6:基于重金属浓度和采样深度的Ulheta主分量轴坐标。 点击此处查看图片

图3、图4和图5显示，ïfirst两个主成分提供了土壤金属污染时空变化的总体视图。在乌尔赫塔地区，pc1对Fe、Cu、As、Cd、Ni、Mn的影响为84.79%，对Zn的影响为负;pc2对Zn、Fe、Cu、As、Cd的影响为10.58%，对Ni、Mn的影响为负(图6)。

在Karhera中，除Cu外，其余重金属对pc1的贡献率为61%，对pc2的贡献率为26.66%，对Cu、As、Cd、Ni和Mn的贡献率为负(图7)。

在Tauru中，PC 1受As、Cd、Ni、Zn的影响为72.88%，受Cu、Fe、Mn的影响为负，PC 2受所有重金属的影响为15.97%(图8)。

表6:总方差(Karhera/Ghagas)

图7：主分量轴坐标 根据重金属浓度和 在Karhera/Ghagas采样深度。 点击此处查看图片

图8：主成分坐标 轴是基于重金属浓度的 以及在金牛座的取样深度。 点击此处查看图片

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