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1、第卷 第期 年月 地质论评 注： 本文为安徽省科技攻关计划项目（ 编号 ） 、 安徽省优秀青年科技基金项目（ 编号 ， ） 和中国地质调查局项目（ 编号 ） 的成果。收稿日期： ； 改回日期： ； 责任编辑： 章雨旭。作者简介： 袁峰， 男， 年生。教授， 博士。主要从事成岩成矿地球化学、 环境地球化学研究和教学。 ： 。典型城镇土壤重金属元素环境地球化学基线研究 以合肥地区为例袁峰）， 张颖慧、）， 周涛发）， 李湘凌）， 张鑫）， 李晓晖），陈兴仁）， 陈永宁）， 陈富荣）， 贾十军）合肥工业大学资源与环境工程学院， 合肥， ；）合肥市斯康环境科技咨询有限公司， 合肥， ；）安徽省地质调查
2、院， 合肥， 内容提要：环境地球化学基线提供了对比及判别人类或者自然事件造成的环境扰动的标准， 其研究具有重要意义和迫切需求。本文以合肥地区为例， 研究典型城镇土壤中重金属元素的环境地球化学基线。采用标准化方法和统计分析方法分别计算了合肥地区城镇表层土壤重金属元素的环境地球化学基线值， 结果非常一致， 显示两种方法均可以很好地用于确定土壤元 素 环 境地 球化 学 基线， 确定 的 基线 值为： （ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 。对比研究显示， 获得的合肥地区城镇土壤重金属元素环境地球化学基线值均高于其背景值， 同时又低于其异常下限值， 完全符合环境地球化学基线的定义及其实际意义，
3、 可以很好的用于土壤元素环境地球化学评价。关键词：土壤； 环境地球化学基线； 金属元素； 合肥环 境 地 球 化 学 基 线 （ ） 一词最早出现在国际地质对 比计划的国际地球化学填图项目（ ） 和全球 地球化学基线（ ） 项目中， 在国际地球化学 填图计划中， 环境地球化学基线被定义为地球表层物质中化学物质（ 元素） 浓度的自然变化（ ， ） 。但随着人们对环境地球化学基线问 题研究的深入， 环境地球化学基线的定义也不断明确： 地球化学基线是将某一地区或数据集合作为参照时某一元素在特定物质中（ 土壤、 沉积物、 岩石） 的自然丰度， 并可以表述为区分地球化学背景和异常的单一的基线（ ， ）
4、。 基线不同于背景值、 丰度、 容量及标准。地球化学背景代表不包括人类活动影响在内的自然物质中元素的浓度， 与此相反， 基线则代表在人类活动扰动地区一些地点及时测量的元素浓度， 通常并不是真正的背景； 由于人类活动影响范围广， 所以背景通常比基线更难确定； 目前的倾向是将基线作为背景和异常的界限， 即低于基线的部分作为地球化学背景，高于基线的部分作为地球化学异常（ ， ） 。 元素丰度是化学元素在地球化学系统中的平均分布量， 不同的自然体系元素有不同的分布（ 中国科学院地球化学研究所， ） ， 使用元素丰度作为地球化 学基线获得的元素富集（ 贫化） 信息只是相对于该地质体而言， 往往不能揭示人
5、类活动对该地质体元素分布的扰动情况。对于土壤环境而言， 基线与容量、标准的区别十分明显， 土壤环境容量是一定环境单元， 一定时限内遵循的环境质量标准， 土壤环境质量标准是依据法律手段规定的土壤中污染物的最高允许浓度指标值及相应的监测方法（ 夏增禄， ， ） ， 均无法替代基线。 因此， 环境地球化学基线提供了对比及判别人类或者自然事件造成的环境扰动的标准， 是人们对第一环境（ 自然环境） 和第二环境（ 被扰动的自然环境） 深刻认识的体现， 其探索的是环境的目前状态，并提供将来环境扰动（ 自然或人为） 的对比标准或尺度， 对评价人类开发前后化学物质浓度的变化及环境 的 演 变 具 有 重 要 意
6、 义 又 有 迫 切 的 需 求（ ， ； ， ； ， ） 。经过十余年的探索， 尤其是全球环境 地球化学基线填图研究的开展， 目前已在环境地球化学基线理论研究及实际应用中取得了重要进展（ ， ； ， ；成杭新等， ； ， ； ， ； ， ； ， ； ， ；陈明等， ； ， ； ， ； ， ； 滕彦国等， ， ） 。但是， 对于土壤元素环境地球化学基线的识别及判别方法、 基线的影响因素、 不同地质背景和地理景观区的地球化学基线等，仍需深入研究。本文以合肥地区为例， 研究典型城镇土壤中重金属元素的环境地球化学基线。 样品采集、 分析测试及数据基本统 计分析 样品采集、 分析测试 本文的研究区为合
7、肥地区的典型城镇大兴镇和义城镇（ 图） 。大兴镇是合肥地区的工业城镇， 区内有安徽氯碱化工、 造纸厂、 水泥厂等主要企业， 处于南淝河的上游， 万多目标区域地球化学调 查显示大兴镇土壤中 、 、 、 、 、等元素呈异常分布。义城镇地区位于合肥地区最南端，以农副产品加工、 畜禽养殖、 生态园林为主， 区内已形成了农田林网、 公共绿地等布局有序的生态园林格局， 万多目标区域地球化学调查显示义城 镇土壤中仅 元素有异常。土壤样品为表层土壤（ ） ， 采用网格化 方法采集（ 图） ，个点 。样品自然风干后过 目筛重量大于 待测。样品总数为 个， 其中大兴镇 个、 义城镇 个。土壤样品送国土资源部合肥矿
8、产资源监督监测中心分析。 元素含量的测定采用无火焰原子吸收光谱法（） 测定， 检出限为 ； 、 、 元素含量采用等离子光谱法（ ） 测定， 检出 限为 、 检出限为 、 检出限为 ， 测试结果见表。 数据基本统计分析 大兴镇和义城镇土壤重金属元素含量统计特征见表。可见， 大兴镇土壤重金属元素的空间异质性明显， 土壤 、 、 、 的空间异质性极大， 分 别从最低的 、 、 、 ， 到最 高的 、 、 、 ， 最高值分图研究区土壤采样点分布图 别是最低值的 、 、 、 倍， 平均值分别 为 、 、 、 ， 其 中， 、 、 的 变 异 系 数 分 别 为 、 、 ， 显示外来污染影响较大。义城镇土
9、壤 的空间 异 质 性 明 显 （ 变 异 系 数 较 高 ） ， 而 、 、 的空间 异 质 性 不明 显 （ 变 异 系 数 均较 低） ； 土壤 含量最高值是最低值的倍， 平均值为 ； 显示外来污染对 元素的影响较大。 元素环境地球化学基线本文分别采用标准化方法、 统计分析方法确定合肥地区城镇土壤重金属元素的环境地球化学基线。 标准化方法 标准化方法的基本思想是将地球化学过程中的惰性元素作为标准， 用活性元素与惰性元素的相关性来判断活性元素的富集情况， 并消除粒度及其它因素的影响。根据活性元素（ 污染元素） 与惰性元素的相关性， 建立二者之间的线性回归方程， 即基线模型（ ， ； ， ； 滕彦国等， ； 宣昊等， ） ：犆犪 犆犫 其中，犆表示样品中活性元素（ 污染元素） 的测 量浓度，犆表示样品中惰性元素（ 标准元素） 的测量 浓度，犪、犫为回归常数。将该式通过 的统计检 验 ， 落在 置信区间以内的样品代表基线的范第期袁峰等： 典型城镇土壤重金属元素环境地球化学基线研究表 合肥地区土壤测试结果数据犜 犪 犫 犾 犲 犛 狅 犻 犾 狋 犲 狊 狋 狉 犲 狊 狌 犾 狋 狊犱 犪 狋 犪狅 犳犎 犲 犳 犲 犻 犪 狉 犲 犪样号 （） （） （） （）样号 （） （） （） （）大 兴 镇 土 壤
