广东省揭阳市揭东区微量元素分布特征及其影响因素分析_李慧.pdf

第 37 卷第 1 期2023 年 2 月现代地质GEOSCIENCEVol.37No.1Feb.，2023DOI:10.19657/j.geoscience.1000 8527.2023.01.22广东省揭阳市揭东区微量元素分布特征及其影响因素分析李慧1，2，温汉辉3，蔡立梅1，2，4，徐耀辉4，罗杰4，梅敬娴4，徐述邦4(1.长江大学 油气资源与勘探技术教育部重点实验室，湖北 武汉430100;2.油气地球化学与环境湖北省重点实验，湖北 武汉430100;3.广东省有色金属地质局 940 队，广东 清远511500;4.长江大学 资源与环境学院，湖北 武汉430100)收稿日期:2021-11-03;改回日期:2022-09-21;责任编辑:楼亚儿。基金项目:国家自然科学基金项目(41703108);湖北省自然科学基金项目(2015CFB603);长江大学大学生创新创业项目(Yz2020380，Yz2020385)。作者简介:李慧，女，硕士研究生，1997 年出生，矿物学、岩石学、矿床学专业，主要从事环境地球化学研究。Email:。通信作者:蔡立梅，男，副教授，1980 年出生，地球化学专业，主要从事环境地球化学研究。Email:clmktz88 。摘要:以广东省揭阳市揭东区表层土壤 B、Cu、Mn、Zn、Mo 5 种元素为研究对象，在分析微量元素含量状况和分布特征的基础上，从成土母质、土地利用方式、pH 值和有机质含量 4 个方面来分析其对土壤微量元素含量的影响。利用GIS 空间分析法、SPSS 数理统计法和相关分析法对揭东区土壤微量元素含量、空间分布特征和影响因素进行分析。结果显示:揭东区表层土壤 B、Cu、Mn 元素的平均含量分别为 18.0 mg/kg、14.5 mg/kg、313 mg/kg，含量均处于缺乏水平;Zn 元素的平均含量为 77.3 mg/kg，总体处于较丰富水平;Mo 元素的平均含量为 1.31 mg/kg，含量丰富。相关分析表明 B、Cu、Mn、Zn、Mo 均受到成土母质和土地利用方式的影响，在粉砂岩成土母质区土壤中 B 和 Mn 含量最高，凝灰岩成土母质区土壤中 Cu 和 Mo 含量最高，Zn 在第四纪沉积物中含量最高;比较各种利用方式的土壤，B、Cu 在农用地中含量最高，Mn、Zn 和 Mo 在建设用地中含量最高;土壤 pH 值与 B、Cu、Mn、Zn 含量呈极显著的正相关关系(P 0.01);土壤有机质与 B、Cu、Zn 含量呈极显著的正相关关系(P 0.001)，与 Mn 呈负相关关系。关键词:揭东区;土壤;微量元素;分布特征;影响因素中图分类号:P595;X142文献标志码:A文章编号:1000 8527(2023)01 0208 09Distribution of Trace Elements and Its Influencing Factorsin Jiedong District，Jieyang City，Guangdong ProvinceLI Hui1，2，WEN Hanhui3，CAI Limei1，2，4，XU Yaohui4，LUO Jie4，MEI Jingxian4，XU Shubang4(1.Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil and Gas esources，Ministry of Education，Yangtze University，Wuhan，Hubei430100，China;2.Key Laboratory of Oil and Gas Geochemistry and Environment of Hubei Province，Wuhan，Hubei430100;China;3.No.940 Branch of Nonferrous Metals Geological Bureau of Guangdong Province，Qingyuan，Guangdong511500，China;4.College of esources and Environment，Yangtze University，Wuhan，Hubei430100，China)Abstract:The five elements of B，Cu，Mn，Zn and Mo in the soil of Jiedong district of Jieyang City in Guang-dong Province were studied Based on the contents and distribution characteristics of these trace elements，theinfluencing factors of trace element contents in soil were analyzed from four aspects:parent material，land usemode，pH and organic matter content GIS spatial analysis，SPSS mathematical statistics and correlation analy-sis were used to analyze the content，spatial distribution characteristics and influencing factors of soil trace ele-ments in Jiedong district The results show that the average contents of B，Cu and Mn in Jiedong district are18.0 mg/kg，14.5 mg/kg and 313 mg/kg，respectively，and the contents are all in a deficient level The ave-rage content of Zn is 77.3 mg/kg，which is generally at a relatively rich level The average content of Mo is1.31 mg/kg，which is abundant Correlation analysis shows that B，Cu，Mn，Zn and Mo are all affected by theparent material and land use patterns The contents of B and Mn are the highest in soil derived from siltstone，Cu and Mo are the highest in soil derived from tuff，Zn is the highest in soil derived from Quaternary sedimentsThe contents of B，Cu are the highest in farmland soil and Mn，Zn and Mo are the highest in construction landSoil pH has a positive correlation with B，Cu，Mn and Zn(P 0.01)Soil organic matter is positively correla-ted with B，Cu and Zn(P 0.001)and negatively correlated with MnKey words:Jiedong district;soil;trace element;distribution characteristics;influencing factor0引言微量元素是土壤的重要组成部分，其含量可以在一定程度上表征土壤质量的高低。多种微量元素是植物内酶和辅酶的重要组成部分，其在土壤中的含量高低很大程度上影响植物的生长发育。此外，土壤微量元素还会通过食物链影响人体健康。土壤微量元素空间分布的差异，会引起作物对微量元素的非均衡吸收，进而影响人体内微量元素含量的平衡1 3。土壤微量元素含量主要来源于成土母质，此外，还受到人为因素的影响，长期农药化肥的施用，工业废气、燃煤和燃油烟尘的排放等过程都会导致其含量发生改变4 6。土壤中微量元素全量是其贮量指标，虽然不能反映其有效态含量，但可通过调节土壤 pH 值、有机质含量等方法来促进其向有效态转化，提高其有效性7。本文基于广东揭阳市揭东区农业地质与生态地球化学调查结果，探究区域土壤中 B、Cu、Mn、Zn、Mo 的分布特征及其影响因素，为该地区土壤肥力的有效管控和土壤生态环境的保护提供科学依据。1材料与方法1.1研究区概况揭东区(1160716 1163739E，232340 234627N)位于广东省揭阳市东北部，区域总面积为 700 km2，地处粤东四市中心地带。该区域年均气温 21.5，年均降雨量为 1 722.6 mm，属亚热带季风性海洋气候。揭东区农业资源丰富，有竹笋、芋头、炒茶等特色农产品，其中炒茶种植面积已达 2 334.5 hm2，2021 年炒茶、竹笋产业被纳入第一批市级农业产业链创建范围。区内地形地势条件复杂，由北至南依次分布山地、丘陵、盆地、平原，地势西高东低。全区成土母质主要包括第四纪沉积物、粉砂岩、花岗岩、凝灰岩 4种类型，土地利用方式主要有农用地、建设用地、未利用地 3 种。1.2样品采集与处理结合研究区的土地利用方式和地形地貌条件，按照 1 km 1 km 的网格单元共布设采样点 212个。农业区样点布置在农田、菜地、林(果)地、草地及山地丘陵土层较厚的地带，采样避开施肥期和明显污染地带;城镇区选择在公园、林地以及其他空旷地带采集长期堆积的土壤。采样时去除表面杂物，采样深度为0 20 cm。在主采样点周围采集3 5 个样点，等量混合后作为最终土壤样品。采用GPS 对样点进行定位，定点误差小于 10 m。样品经充分干燥后过 20 目尼龙筛，混匀后取 500 g 装瓶，送实验室进一步加工后测试相关指标。称取样品 4 g，采用 X 射线荧光光谱法，先将粉末进行压片处理，X 射线荧光光谱仪直接测定Zn、Cu、Mn 含量;称取 0.2 g 样品与 0.2 g 光谱缓冲剂研磨均匀，装双份样品，采用原子发射光谱法(ES)，摄谱时间 35 s，重叠摄谱，用 A、B混合液洗相，使用 9 W 型自动测微光度计进行测光，测光时以 Ge 为内标，用乳剂特性曲线扣除背景，测定 B 含量;采用等离子体质谱法(ICP MS)，称取样品 0.25 g 到 50 mL 聚四氟乙烯坩锅中，用 HCl、HNO3、HF、HClO4分解样品，赶尽HClO4，王水溶解残渣后放入 25 mL 的塑料比色管中定容，10%王水介质，分别放入 1 mL 至 10 mL比色管中，3%HNO3定容，使用 ICP MS 进行测定，浓度直读法测定 Mo 含量;采用硫酸、重铬酸钾氧化分解，硫酸亚铁铵滴定，测定有机碳，通过有机碳换算得到有机质含量。称取样品 10 g，加入 25 mL 蒸馏水，搅拌 1 min，静置 30 min，离子选择电极酸度计(pHs 2F)测定 pH 值。上述各种分析方法的各元素检出限均满足或优于 多目标区域地球化学调查规范(1 250 000)(DD200501)要求。902第 1 期李慧等:广东省揭阳市揭东区微量元素分布特征及其影响因素分析图 1揭东区样点分布图Fig.1Distribution map of sampling sites in Jiedong district1.3数据处理与分析方法利用 SPSS 20.0 对含量数据进行描述性统计、K S 正态分布检验和相关分析。在 GS+软件