海河流域不同行政区土壤重金属含量统计分析

为比较海河流域不同行政区之间土壤重金属含量差异，将土壤重金属含量分区统计，以探讨海河流域不同地理位置、不同人类活动条件对土壤重金属积累的影响。

（1）土壤Cu含量的比较　海河流域主要行政区中土壤Cu含量的平均值以运城市最高为31.69mg/kg，朔州市最低为18.95mg/kg。24个行政区中，北京市、朔州市、忻州市、吕梁市、大同市、晋中市、阳泉市、唐山市、长治市、太原市、临汾市共11个行政区Cu含量平均值均低于背景值，其余各行政区Cu含量平均值均高于背景值。海河流域中运城市和临汾市变异系数最高，分别为4.97和2.20，其余各行政区变异系数均小于1，张家口市变异系数最低为0.12（表5-2）。

表5-2　海河流域各主要行政区土壤Cu含量统计

对海河流域不同行政区土壤Cu含量进行聚类分析，如图5-9所示。可以看出，海河流域不同行政区土壤Cu含量可以划分为五类。运城市和天津市土壤Cu含量较高可划分为第一类；晋城市土壤Cu含量次之，可划分为第二类；临汾市、太原市、长治市、阳泉市、晋中市和保定市可划分为第三类；廊坊市、承德市、邯郸市、沧州市、秦皇岛市、北京市、邢台市、张家口市、衡水市、石家庄市和大同市可划分为第四类；吕梁市、唐山市、忻州市和朔州市土壤Cu含量最低，可划分为第五类。

图5-9　海河流域不同区域土壤Cu聚类图

（2）土壤Zn含量的比较　与背景值相比，除天津市、晋中市及阳泉市土壤Zn含量平均值略高于背景值外，其他行政区土壤Zn含量均低于背景值，显示出海河流域土壤中Zn无明显累积。其中平均最大含量为天津市，达到了89.65mg/kg，其次为晋中市，土壤Zn含量平均值为77.51mg/kg，朔州市含量最小，仅为51.16mg/kg。除忻州市、天津市、阳泉市和运城市外，海河流域各行政区中，土壤Zn含量的变异性不大，都在0.5以下，表明样点之间变化幅度较小，数据离散程度不高（表5-3）。

表5-3　海河流域各主要行政区土壤Zn含量统计

（续）

对海河流域不同行政区土壤Zn含量进行聚类分析，如图5-10所示。可以看出，海河流域不同行政区土壤Zn含量可以划分为五类。天津市土壤Zn含量最高，划分为第一类；晋中市、阳泉市、北京市和保定市土壤Zn含量次之，划分为第二类；沧州市、长治市、承德市、太原市、衡水市、邯郸市、廊坊市、邢台市、运城市、石家庄市、临汾市和晋城市可划分为第三类；唐山市单独划为第四类；吕梁市、忻州市、秦皇岛市、大同市、张家口市和朔州市Zn含量最低，可划分为第五类。

图5-10　海河流域不同区域土壤Zn聚类图

（3）土壤Pb含量的比较　与背景值相比，除石家庄市、邯郸市、邢台市和张家口市外，其他各行政区土壤Pb含量均高于背景值，显示出海河流域土壤中Pb积累比较普遍，其中平均最大含量为晋城市，达到了32.75mg/kg，其次为天津市，土壤Pb含量平均值为30.79mg/kg，张家口市含量最小，仅为17.21mg/kg。海河流域各行政区中，除天津市和运城市土壤Pb含量的变异性大于1，承德市土壤Pb含量的变异性达到0.82以外，其余各地区都在0.5以下，表明样点之间变化幅度较小，数据离散程度不高（表5-4）。

表5-4　海河流域各主要行政区土壤Pb含量统计

对海河流域不同行政区土壤Pb含量进行聚类分析，如图5-11所示。可以看出，海河流域不同行政区土壤Pb含量可以划分为四类。晋城市和天津市可划分为第一类；阳泉市、北京市、运城市、太原市和长治市可划分为第二类；廊坊市、秦皇岛市、临汾市、承德市、沧州市、保定市、唐山市、晋中市、衡水市、邯郸市、邢台市可划分为第三类；吕梁市、石家庄市、忻州市、朔州市、大同市和张家口市分为第四类。

（4）土壤Cr含量的比较　北京市、天津市、河北省（除张家口市）的全部行政区以及山西省阳泉市共13个行政区土壤Cr平均含量小于当地土壤背景值，其他区域土壤Cr平均含量则高于背景值。其中，晋城市和忻州市土壤Cr平均含量最高分别为75.45mg/kg和75.43mg/kg。24个行政区中，忻州市变异系数最高为3.15，其他地区的变异系数较低，其中衡水市和张家口市变异系数均小于0.1（表5-5）。

图5-11　海河流域不同区域土壤Pb聚类图

表5-5　海河流域各主要行政区土壤Cr含量统计

（续）

对海河流域不同行政区域土壤Cr含量进行聚类分析，结果如图5-12所示。可以看出，海河流域不同行政区土壤Cr含量可以划分为五类。晋城市、忻州市、张家口市和大同市土壤Cr平均含量最高，可以划分为第一类；长治市和运城市土壤Cr平均含量次之，可以划分为第二类；太原市、廊坊市、临汾市、天津市、邯郸市、保定市、晋中市、邢台市、沧州市、衡水市、石家庄市、朔州市和吕梁市可划分为第三类；承德市、秦皇岛市、阳泉市和唐山市可划分为第四类；北京市土壤Cr平均含量最小可单独划分为第五类。

图5-12　海河流域不同区域土壤Cr聚类图(www.xing528.com)

（5）土壤Hg含量的比较　除张家口市和唐山市外，海河流域其他各行政区土壤Hg平均含量均高于当地背景值，其中阳泉市土壤Hg平均含量最高达0.28mg/kg，张家口市土壤Hg平均含量最低，为0.02mg/kg。海河流域土壤Hg变异系数较高，除沧州市、邢台市、廊坊市、衡水市和张家口市外，其他地区土壤Hg变异系数均在0.5以上，其中天津市土壤Hg变异系数最高为2.13，张家口市土壤Hg变异系数较低，仅为0.05（表5-6）。

表5-6　海河流域各主要行政区土壤Hg含量统计

对海河流域不同行政区域土壤Hg含量进行聚类分析，结果如图5-13所示。可以看出，海河流域不同行政区土壤Hg含量可以划分为三类。阳泉市土壤Hg平均含量最高，可以划分为第一类；北京市和天津市可划分为第二类；运城市、长治市、晋中市、太原市、临汾市、石家庄市、承德市、邯郸市、忻州市、朔州市、保定市、邢台市、晋城市、衡水市、吕梁市、沧州市、廊坊市、秦皇岛市、大同市、唐山市、张家口市可划分为第三类。

（6）土壤As含量的比较　在海河流域各行政区中，晋城市、长治市、临汾市、运城市、晋中市、阳泉市、吕梁市和天津市土壤As含量均高于当地土壤背景值，其中晋城市土壤As平均含量最高，为15.14mg/kg，其余各行政区土壤As含量均低于当地土壤背景值，秦皇岛市土壤As含量最低为6.31mg/kg。从表5-7中也可以看出，海河流域土壤As变异系数普遍较小，除邯郸市和朔州市土壤As变异系数较高，分别为0.54和0.53，其余各行政区变异系数均小于0.5。

图5-13　海河流域不同区域土壤Hg聚类图

表5-7　海河流域各主要行政区土壤As含量统计

（续）

对海河流域不同行政区域土壤As含量进行聚类分析，结果如图5-14所示。可以看出，海河流域不同行政区土壤Hg含量可以划分为六类。晋城市土壤As含量最高可划为第一类；长治市、临汾市和运城市等地区土壤As含量次之，划分为第二类；沧州市、邯郸市、廊坊市、晋中市、衡水市、阳泉市和吕梁市划分为第三类；天津市、忻州市、保定市、太原市、邢台市、张家口市、朔州市、承德市、大同市和石家庄市划分为第四类；北京市和唐山市划分为第五类；秦皇岛市土壤As含量最低，单独划分为第六类。

图5-14　海河流域不同区域土壤As聚类图

（7）土壤Cd含量的比较　海河流域各主要行政区土壤Cd含量统计结果如表5-8所示。可以看出，除大同市、朔州市、忻州市和阳泉市外，海河流域各行政区土壤Cd平均含量均在背景值以上，其中北京市土壤Cd平均含量最高为0.22mg/kg，是北京市土壤Cd背景值0.074mg/kg的2.9倍，朔州市、大同市和张家口市土壤Cd平均含量最低为0.10mg/kg。海河流域土壤Cd变异系数的变化性较大，运城市变异系数最高为3.04，达到了强变异性，表明运城市土壤Cd含量分布的不均匀性。

表5-8　海河流域各主要行政区土壤Cd含量统计

对海河流域不同行政区土壤Cd含量进行聚类分析，结果如图5-15所示。可以看出，海河流域不同行政区土壤Cd含量可划分为四类。北京市和天津市土壤Cd含量较高，可划分为第一类；晋中市、衡水市、运城市、沧州市、廊坊市和太原市土壤Cd含量次之，可划分为第二类；保定市、邢台市、邯郸市、承德市、石家庄市、唐山市、晋城市、临汾市、长治市、吕梁市和阳泉市可划分为第三类；忻州市、秦皇岛市、朔州市、大同市和张家口市划为第四类。

（8）土壤Ni含量的比较　除长治市外，海河流域各行政区土壤Ni含量均在背景值以下，24个行政区中秦皇岛市土壤Ni平均含量最低，为22.08mg/kg。海河流域土壤Ni变异系数较小，其中唐山市变异系数最大也仅为0.38，其他各行政区土壤Ni变异系数均在0.35以下，为中等变异性，表明海河流域土壤Ni含量分布较为均匀（表5-9）。

图5-15　海河流域不同区域土壤Cd聚类图

表5-9　海河流域各主要行政区土壤Ni含量统计

（续）

对海河流域不同行政区域土壤Ni含量进行聚类分析，结果如图5-16所示。可以看出，海河流域不同行政区域土壤Ni含量可划分为五类。长治市、天津市和晋城市土壤Ni含量较高，可划分为第一类；临汾市、运城市、太原市和保定市可划分为第二类；阳泉市、沧州市、邯郸市、廊坊市、邢台市、衡水市、晋中市、大同市、承德市、吕梁市、张家口市和石家庄市可划分为第三类；忻州市和北京市可划分为第四类；唐山市、朔州市和秦皇岛市可划分为第五类。

图5-16　海河流域不同区域土壤Ni聚类图