准东煤炭产业区周边土壤重金属污染与健康风险的空间分布特征

以新疆准东煤炭产业区周边土壤重金属为研究对象,土壤按照0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm分层取样,共采集156个土壤样品,测定了Zn、Cu、Cr、Pb、Hg和As共6种重金属含量,采用污染负荷指数（PLI）和美国环保署的健康风险模型评价了不同土壤深度重金属污染程度和对人体的健康风险,进一步利用多元统计分析、地统计分析和GIS技术研究了评价结果的差异显著性、空间变异结构和分布格局,并利用交叉验证方法检验了预测精度. 结果表明,Zn、Cu、Pb的含量范围为46.06~48.00、18.37~19.271、11.30~13.29 mg·kg^-1,与新疆背景值相比均未超标;Cr、Hg、As的含量范围为80.29~85.42、0.06~0.07、30.64~31.52 mg·kg^-1,与新疆背景值相比均超标,且超标率为60%以上;研究区土壤污染负荷（PLI）大小顺序为PLI_{0~10 cm}（1.35）> PLI_{20~30 cm}（1.28）> PLI_{10~20 cm}（1.25）,属于轻度污染;非致癌风险（HI）大小顺序为HI_{0~10 cm}（2.53E-01））> HI_{20~30 cm}（2.48E-01）> HI_{10~20 cm}（2.43E-01）,不存在非致癌健康风险;致癌风险（TCR）大小顺序为TCR_{0~10 cm}（2.81E-05）> TCR_{20~30 cm}（2.80E-05）> TCR_{10~20 cm}（2.74E-05）,存在可接受的致癌风险;方差分析得出不同土壤深度PLI、HI和TCR显著性水平分别为0.863、0.134、0.056,表明差异不显著;地统计分析表明,0~10 cm土壤深度Zn、Cu和As含量高值区位于产业区附近及其北部,Pb含量高值区组合成明显的“V”形高值带,Hg含量高值区位于中南部,Cr含量高值区以各产业区为中心向四周辐射状递减;PLI、HI和TCR高值区均位于研究区西北和东北方向,PLI随土壤深度增加中度污染区域逐渐减小,HI和TCR随深度增加高值区面积无明显变化. 总之,人口聚集的6个产业区附近及北部为重金属污染程度和人体健康风险高值区,特别是Cr、Hg、As污染程度较严重,As对人体健康风险贡献率最大,应当引起重视.