区域一
元素 As (μg/g) Cd (μg/g) Cr (μg/g) Cu (μg/g) Hg (μg/g) Ni (μg/g) Pb (μg/g) Zn (μg/g) 区域二 元素 As (μg/g) Cd (μg/g) Cr (μg/g) Cu (μg/g) Hg (μg/g) Ni (μg/g) Pb (μg/g) Zn (μg/g) 区域三 元素 As (μg/g) Cd (μg/g) Cr (μg/g) Cu (μg/g) Hg (μg/g) Ni (μg/g) Pb (μg/g) Zn (μg/g)
平均值 6.13 283.52 67.48 48.31 90.97 17.93 67.57 231.74 pi 单污染程度 轻度污染 中度污染 中度污染 重度污染 中度污染 轻度污染 中度污染 重度污染 p综 污染级别 1.70 2.18 2.18 3.66 2.60 1.46 2.18 3.36 3.10 重度污染 平均值 7.01 382.48 51.96 124.08 624.99 19.27 90.52 270.41 pi 单污染程度 轻度污染 中度污染 轻度污染 重度污染 重度污染 轻度污染 中度污染 重度污染 p综 污染级别 1.94 2.94 1.67 9.4 17.85 1.56 2.92 3.91 13.16 重度污染 平均值 4.04 152.32 38.96 17.32 40.96 15.45 36.56 73.29 pi 单污染程度 轻度污染 轻度污染 轻度污染 轻度污染 轻度污染 轻度污染 轻度污染 轻度污染 p综 污染级别 1.12 1.17 1.25 1.31 1.17 1.25 1.17 1.06 1.25 轻度污染 11
区域四 元素 As (μg/g) Cd (μg/g) Cr (μg/g) Cu (μg/g) Hg (μg/g) Ni (μg/g) Pb (μg/g) Zn (μg/g)
区域五 元素 As (μg/g) Cd (μg/g) Cr (μg/g) Cu (μg/g) Hg (μg/g) Ni (μg/g) Pb (μg/g) Zn (μg/g) 平均值 6.26 280.54 43.63 30.19 114.99 15.29 60.71 154.24 pi 平均值 5.71 360.01 58.05 62.21 446.82 17.62 63.53 242.85 pi 单污染程度 轻度污染 中度污染 轻度污染 重度污染 重度污染 轻度污染 中度污染 重度污染 p综 污染级别 1.58 2.76 1.87 4.71 12.76 1.43 2.04 3.51 9.42 重度污染 单污染程度 轻度污染 中度污染 轻度污染 中度污染 重度污染 轻度污染 轻度污染 中度污染 p综 污染级别 1.73 2.15 1.40 2.28 3.28 1.24 1.95 2.23 2.72 中度污染 5.2 重金属元素污染原因分析 要研究该城区各重金属污染的来源，我们首先参考大了量的前人研究及相关论文，归纳出这几种元素可能的来源，然后通过这八种重金属元素两两之间的相关性分析，推测出来源相同的重金属元素，进而结合了解到的相关信息，对该城区的污染来源作了相对合理分析。 5.2.1 城市土壤中重金属污染的宏观来源 1.大气中重金属沉降
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大气中的重金属主要来源于工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等。它们主要分布在工矿的周围和公路、铁路的两侧。大气中的大多数重金属是经自然沉降和雨淋沉降进入土壤的。公路、铁路两侧土壤中的重金属污染，主要是Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu的污染为主。它们来自于含铅汽油的燃烧，汽车轮胎磨损产生的含锌粉尘等。它们成条带状分布，以公路、铁路为轴向两侧重金属污染强度逐渐减弱；随着时间的推移，公路、铁路土壤重金属污染具有很强的叠加性。经过自然沉降和雨淋沉降进入土壤的重金属污染，主要以工矿烟囱、废物堆和公路为中心，向四周及两侧扩散；由城市—郊区—农区，随距城市的距离加大而降低，特别是城市的郊区污染较为严重。此外，大气汞的干湿沉降[10~12]也可以引起土壤中汞的含量增高。大气汞通过干湿沉降进入土壤后，被土壤中的粘土矿物和有机物的吸附或固定，富集于土壤表层，或为植物吸收而转入土壤，造成土壤汞的浓度的升高。 2.农药、化肥和塑料薄膜使用
施用含有铅、汞、镉、砷等的农药和不合理地施用化肥，都可以导致土壤中重金属的污染。一般过磷酸盐中含有较多的重金属Hg、Cd、As、Zn、Pb，磷肥次之,，氮肥和钾肥含量较低，但氮肥中铅含量较高，其中As和Cd污染严重。农用塑料薄膜生产应用的热稳定剂中含有Cd、Pb，在大量使用塑料大棚和地膜过程中都可以造成土壤重金属的污染。 3.含重金属废弃物堆积
含重金属废弃物种类繁多，不同种类其危害方式和污染程度都不一样。污染的范围一般以废弃堆为中心向四周扩散。重金属在土壤中的含量和形态分布特征受其垃圾中释放率的影响，且随距离的加大重金属的含量而降低。由于废弃物种类不同，各重金属污染程度也不尽相同 4.金属矿山酸性废水污染
金属矿山的开采、冶炼、重金属尾矿、冶炼废渣和矿渣堆放等，可以被酸溶出含重金属离子的矿山酸性废水，随着矿山排水和降雨使之带入水环境（如河流等）或直接进入土壤，都可以间接或直接地造成土壤重金属污染。重金属元素Cd、Zn、Pb、As的浓度，以污染源为最高，之后随着与污染源距离延长而逐渐降低。研究说明，工业快速发展地区铅高于农业环境，铅与距公路远近有关。乡
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镇企业技术、设备落后，原材料利用率低，造成其周边土壤重金属污染相当严重。
总的来说：工业化程度越高的地区污染越严重，市区高于远郊和农村，地表高于地下，污染区污染时间越长重金属积累就越多，以大气传播媒介土壤重金属污染土壤的具有很强的叠加性,熟化程度越高重金属含量越高。
5.2.2 八种重金属元素污染的普遍来源
铅污染：主要来源于各种油漆、涂料、蓄电池、冶炼、五金、机械、电镀、化妆
品、染发剂、釉彩碗碟、餐具、燃煤、膨化食品、自来水管等。
镉污染：镉主要来源有电镀、采矿、冶炼、燃料、电池和化学工业等排放的废水；
废旧电池中镉含量较高、也存在于水果和蔬菜中，在奶制品和谷物中也有少量存在。
汞污染：主要来源于仪表厂、食盐电解、贵金属冶炼、化妆品、照明用灯、齿科
材料、燃煤、水生生物等。
砷污染：主要来源于采矿、冶金、化化学制药、玻璃工业中的脱色剂、各种杀虫
剂、杀鼠剂、砷酸盐药物、化肥、硬质合金、皮革、农药等；
铬污染：主要来源于劣质化妆品原料、皮革制剂、金属部件镀铬部分，工业颜料
以及鞣革、橡胶和陶瓷原料等；
铜污染：主要污染来源是铜锌矿的开采和冶炼、金属加工、机械制造、钢铁生产
等。 冶炼排放的烟尘是大气铜污染的主要来源。
锌污染：主要污染源有锌矿开采、冶炼加工、机械制造以及镀锌、仪器仪表、有
机会合成和造纸等工业的排放。汽车轮胎磨损以及煤燃烧产生的粉尘、烟尘中均含有锌及化合物，工业废水中锌常以锌的羟基络合物存在。
镍污染：主要是由镍及其化合物所引起的环境污染。主要来源于岩石风化，大
气降尘，灌溉用水（包括含镍废水），农田施肥，植物和动物残体的腐烂等。
5.2.3 相关性分析
通过查找相关信息，我们了解到重金属元素之间往往存在一定的联系。为确定这种相关性，从而推测出可能来源于同种污染源的元素，我们使用MATLAB，
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对各种重金属两两之间相关性进行了计算、分析，计算结果见下表（程序见附录）：
下面我们根据上述相关系数表对各种重金属元素进行分类。可以观察到，Pb与Cd的相关系数为0.6603，Zn与Pb的相关系数为0.4937，Cd与Zn的相关系数为0.4312，这三种元素的相关性较大，可分为一类；Ni和Cr的相关系数为0.7158，Cu和Cr的相关性系数为0.5316，Ni和Cu、的相关性系数为0.4946，这三类元素的相关性也较大，分为一类；剩下的两种元素Hg和As之间的相关性不大，所以分别分为两类。综上所述，这八种重金属元素可分为如下四类： 第一类为Pb、Cd和Zn；第二类为Ni、Cr和Cu ；第三类为Hg ；第四类为As。可以推测出以上每一类元素具有相同的污染源，再结合5.2.1和5.2.2中的相关信息，得到如下重金属污染来源分析： 5.2.4 重金属污染原因分析 1.区域一（生活区）
从图表可知区域一中重度污染元素是Cu和Zn，单音字污染指数分别是3.66和3.36，且二者之间的相关性是0.3873，相关性较低，则它们分别由不同的原因导致污染。综合考虑区域一是生活区，则可能导致区域一污染的因素是含重金属废弃物堆积，大气中重金属沉降。 2.区域二（工业区）
从图表可知区域二中重度污染元素是Cu、Hg、Zn，它们的单因子污染指数分别是9.40、17.85、3.91，Cu与Hg之间的相关性是0.4167，相关性较低Hg与Zn之间的相关性是0.1958，相关性很低；Cu与Zn之间的相关性是0.3873，相关性较低，则该三种重度污染元素是由不同的污染源产生的。综合考虑该区是工业区，可判断造成该区污染的主要原因可能是炼汞、制造汞温度计、仪表和日光灯的工厂；铜矿的冶炼厂；含锌的化合物制造厂；重金属废弃物堆积；大气中重金属沉降。 3.区域三（山区）
从图表可知区域三是轻度污染区域，且Ni与Cr之间的相关性是0.7158，Pb与Cd之间的相关性是0.6603等几种元素之间的相关性很强，可判断它们是共同的轻度污染源造成的污染，综合考虑该区是山区可判断造成该区域轻度污染的主要原因是大气中重金属沉降。 4.区域四（主干道路）
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