对全国土壤重金属空间分布图进行分省统计,获得各省农田土壤重金属含量的平均值,同时查阅文献[141]得到我国各省、 自治区、 直辖市(重庆市背景值数据来源于文献[142])土壤重金属元素背景值作对比,见表2,并将农田土壤重金属含量的平均值与各省土壤重金属含量背景值作差,得到超出背景值重金属含量分布,图 4所示.
表2(Table 2)表2 各省行政区土壤重金属含量背景值1)/mg ·kg-1Table 2 Soil heavy metal background values in administrative area of different provinces/mg ·kg-1行政区CdCrCuPbZn北京市0.07468.1023.6025.40102.60上海市0.13870.2027.2025.0081.30天津市0.09084.2028.8021.0079.30重庆市0.13376.1423.8325.4875.83黑龙江省0.08658.6020.0024.2070.70云南省0.21865.2046.3040.6089.70吉林省0.09946.7017.1028.8080.40四川省0.07979.0031.1030.9086.50安徽省0.09766.5020.4026.6062.00山东省0.08466.0024.0025.8063.50山西省0.12861.8026.9015.8075.50广东省0.05650.5017.0036.0047.30江苏省0.12677.8022.3026.2062.60江西省0.10845.9020.3032.3069.40河北省0.09468.3021.8021.5078.40河南省0.07463.8019.7019.6060.10浙江省0.07052.9017.6023.7070.60湖北省0.17286.0030.7026.7083.60湖南省0.12671.4027.3029.7094.40甘肃省0.11670.2024.1018.8068.50福建省0.07414.0022.8041.3086.10贵州省0.65995.9032.0035.2099.50辽宁省0.10857.9019.8021.4063.50陕西省0.09462.5021.4021.4069.40青海省0.13770.1022.2020.9080.30宁夏回族自治区0.11260.0022.1020.9058.80内蒙古自治区0.05341.4014.1017.2059.10新疆维吾尔自治区0.12049.3026.7019.4068.80西藏自治区0.08176.6021.9029.1074.00广西壮族自治区0.26782.1027.8024.0075.601) 由于资料限制,不含台湾省、 香港、澳门和海南省土壤背景值; 重庆市土壤背景值来源于文献[142]; 所统计背景值为A层土壤重金属元素含量表2 各省行政区土壤重金属含量背景值1)/mg ·kg-1Table 2 Soil heavy metal background values in administrative area of different provinces/mg ·kg-1 图 4土壤各重金属含量与背景值之间的差值Fig.4Difference between soil heavy metal contents and background value in 30 provinces各省份平均土壤重金属含量显示,云南省和四川省各种重金属的含量均最高,除Cr和Cd外其他重金属在中国南部土壤含量均较高. Cu在中国北部的辽宁省也存在高分布,除个别省份外,土壤Cr和Cd含量在中国其他区域均较高分布. 各农田土壤重金属含量最高的省份分别是:云南省Pb 118.29 mg ·kg-1,辽宁省 Cd 2.59 mg ·kg-1,广东省 Cu 66.70 mg ·kg-1,云南省 Zn 228.82 mg ·kg-1,上海市 Cr 79.78 mg ·kg-1.
从背景值看,云南省、 四川省、 贵州省、 福建省和广东省均是Pb的高分布区,与插值统计的结果相同,表明土壤成土母质对高土壤重金属Pb含量起着重要作用. 各省农田土壤Pb、 Zn和Cr含量与各省背景值在空间分布上基本相同,但土壤Pb、 Zn值明显普遍偏高. 同样,Cd在中国西南部和西北部分布较高,内蒙古、 山东和辽宁偏高外,其他区域与背景值高值分布基本相同. 土壤Cu含量在西南部背景值和插值结果均有高值分布,且土壤Cu的背景值在中国西部区域较高,而在插值结果显示分省土壤Cu均值含量次高值则分布在中国东部区域,表明土壤Cu的空间分布在某种程度上受到人为活动的干扰.
图 4插值结果分省平均值与各省份背景值的差值分布,除土壤Cr外其他4种重金属的插值结果均明显高于背景值,说明中国农田土壤均遭受到不同程度不同重金属的富集. 其中Pb和Cd在全国范围内均高于各省土壤重金属含量背景值,说明Pb和Cr在全国范围普遍存在人为引入的重金属富集. 图 5表示各省份重金属平均含量超过背景值部分与背景值的比率. 其中广西、 四川、 辽宁和云南Pb超过背景值比较高,其超出背景值部分分别达到了背景值的1.33, 1.42, 1.59和1.91倍; 而Cd含量则超过背景值更高,除上海、 江苏、 贵州和山西,其他省份Cd含量超出背景值部分均达到了背景值的1倍以上,其中西藏、 广西达到10倍以上,辽宁达到23.02倍. 土壤Cu含量除山西、 山东,Zn除西藏外,全国其他区域均高于背景值. 吉林、 辽宁和广东Cu超出背景值部分均达到背景值的1倍以上,广东达到2.92倍,Zn在四川、 云南和广东超出背景值部分均达到背景值1倍以上,广东超出2.22倍. Cr在全国区域基本不超标,只有福建省土壤Cr平均值超出背景值2.80倍.
图 5土壤各重金属含量与背景值之间的差值Fig.5Difference between soil heavy metal contents and background value in 30 provinces我国西南部地区Pb的富集更为严重,而Cd在全国均有一定的富集,但南部地区较为明显,其中Pb最高超出背景值77.69 mg ·kg-1,超出云南省背景值1.91倍,Cd最高超出背景值2.49 mg ·kg-1,超出辽宁省背景值23.02倍. 农田土壤Zn在中国南部污染严重,最高超出背景值139.12 mg ·kg-1,超出云南省背景值1.55倍,Cu最高超出49.70 mg ·kg-1,超出广东省背景值2.92倍.