海口中心在热带海岸带地区土壤重金属蓄积风险评估及来源精准解析方面取得新进展

土壤中的重金属因其高毒性、隐蔽性、持久性、生物积累性和广泛发生而成为全球关注的问题，一方面，土壤中的重金属积累会对土壤养分循环以及作物产量和质量产生负面影响，另一方面，土壤重金属可以通过食物链威胁人体健康或通过吸入和皮肤接触进入人体。沿海界面是连接陆地和海洋生态系统重要纽带，是全球营养和能量循环中最活跃的地区，为人类生存和发展提供重要的栖息地和生态系统服务。随着工业化、城市化和农业的快速发展，重金属频繁由陆地迁移至海洋。其中，沿海界面土壤作为重金属蓄积带将严重威胁人类健康。由于受海洋和陆地人类及自然活动的双重影响，海岸带土壤重金属赋存特征势必与农田、城区、工业用地等不同。特别是热带沿海地区，其土壤不但重金属背景值高，矿物风化程度大，土壤更呈酸性。这意味着热带沿海土壤重金属释放与累积风险更高，迫切需要调查其土壤重金属来源、分布和风险特征，以为热带沿海土壤重金属风险预防与控制提供基础数据。 

为深入了解热带沿海环境条件及地质背景下土壤重金属的来源及生态风险，中国地质调查局海口海洋地质调查中心（简称“海口中心”）生态与环境团队以海南岛东部典型热带海岸带地区为研究区域，选取8种重金属，列举出来为研究对象，研究土壤重金属的空间赋存特征和生态风险，并利用基于GIS和土地利用类型分类识别的正定矩阵因子分析模型（PMF）进行来源解析。 

研究结果显示，海南岛东部沿海界面土壤重金属总体含量较全国土壤背景值低，呈清洁水平，但也面临着累积风险。重金属分布空间特征与土地利用类型关系方面，Zn、Pb、Cd、Hg高值区主要分布在城区和密集路网，而Cr、Ni和Cu的分布则以林地为主。As的高值主要集中在农田。来源解析表明，Zn、Pb和Cd具有混合来源，包括运输和农业活动，Cr、Ni和Cu来源于土壤母质，Hg和As分别起源于煤炭燃烧和农业活动。总体而言，人为活动对重金属的蓄积贡献率相对较大，占比为63.6%，但土壤母质的贡献（36.4%）也不容忽视。 

研究结果将有助于热带地区沿海土壤重金属蓄积风险预防。鉴于海岸界面是连接陆地和海洋生态系统最活跃的地方，进一步研究陆地-海洋界面中土壤重金属的迁移和转化过程以及环境驱动因素对于理解海岸带土壤重金属风险具有重要意义。另外，该研究针对沿海界面土壤重金属残留提出了风险评估和来源精准解析的系统方法，可为热带海岸带地区重金属蓄积风险评估和控制提供方法参考。 

相关研究结果以“Soil heavy metals in tropical coastal interface of eastern Hainan Island in China: Distribution, sources and ecological risks”为题发表于环境科学期刊《Ecological Indicators》（JCR一区Top期刊，IF=6.9）。该研究由海口中心生态与环境团队傅开哲、宋艳伟、符国伟等合作完成，得到中国地质调查项目（“海澄文”海岸带自然资源综合调查：DD20230414，海南岛昌化江流域生态修复支撑调查：DD20220956）的资助。 

论文全文链接：https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2023.110659