基准值和背景值分别代表了土壤第Ⅰ和第Ⅱ环境元素平均值。在成土过程中,自然风化淋漓作用和人类活动的改造导致土壤表层与深层的地球化学特征产生一定的差异。土壤基准值与土壤背景值的这些差异,一方面反映了土壤成土母质类型的差异,另一方面也反映了人类活动对土壤环境的深刻影响。背景值和基准值两者之间既有联系又有区别,既表现出一定的继承性,又有不同的地球化学演化趋势。
在多目标区域地球化学调查中,土壤的背景值和基准值分别代表了土壤地表与土壤地表以下1.5~2.0m的中段元素的地球化学含量。在研究土壤地表与土壤地表以下1.5~2.0m的中段元素的不同地球化学演化趋势时,采用原生晕轴向分带研究方法,通过直观经验对比或分带性衬度系数对比,可以建立昌乐县土壤元素的分带序列。
表2-9-11为昌乐县土壤元素分带性衬度系数表,图2-9-1为昌乐县土壤元素轴向分带示意图。从图2-9-1可以看出:
图2-9-1 昌乐县土壤元素分带序列示意图
1)在昌乐县表层土壤与成土母质中,元素的地球化学背景含量与基准含量具有相同的分布规律,元素的丰度曲线变化一致。
2)运用昌乐县表层土壤和深层土壤未剔除特异值算术平均值数据,通过分带指数计算,基本可以得到一个昌乐县土壤元素的分带序列,由下而上依次为:(OrgC、N、Hg、S)—(Se、Cd、P、C)—(Au、Ag、Mo、Zr、Pb、B、Cl)—(Bi、U、Zn、Cu、SiO2、Na2O、Sn、I、K2O、Y、Ti、Be、Tl、Sr、Nb、Ni、Cr、Ge、F、Ba、W、Ga、Rb、Sc、La、Br、Al2O3、Ce、MgO、V)—(TFe2O3、Li、Co、Th、pH、Sb、As、Mn)—CaO。
3)昌乐县土壤中大多数元素的分带性衬度系数在0.9~1.1之间,反映了表层土壤元素的背景含量状况与土壤成土母质的平均含量状况基本一致。表层土壤基本保持了成土母质母岩的原始状况,表层土壤主要受土壤成土母质的影响更为明显,具较强的承继性。
4)CaO、As、Mn、Au、Co、Ni六元素的衬度系数小于0.90,反映了As、Co、Ni等元素在昌乐县土壤中趋向于向下(深部)积累和富集,表层土壤有弱贫化趋势倾向。As元素、pH的衬度系数小于0.90,反映了As元素在昌乐县土壤中趋向于向下(深部)积累和富集,表层土壤有弱酸化趋势倾向。
5)B、Zr、Bi、Mo、Ag等元素的衬度系数为1.10~1.20,在表层土壤中趋向于弱富集状态,受土壤成土母质的影响较大。在地表环境条件下,表层土壤的弱富集主要与人为活动关系密切。
6)Pb、Cl二元素的衬度系数为1.20~1.50,在表层土壤中趋向于富集状态,受工业生产、农业种植和人类生活影响明显。工业化生产和城市化建设产生了大量的工业、生活污水,污水灌溉又加剧了表层土壤的污染,是造成Pb、Cl二元素在表层土壤的明显富集原因之一。
7)Cd、Se、C三元素的衬度系数为1.50~2.00,在表层土壤中趋向于强富集状态,明显地受人类生产和生活活动影响。工业化生产、大量的燃煤开采和农业生产施肥是引起Cd、C、Se三元素在表层环境中强富集的主要原因。在昌乐县深层土壤中,Cd元素的基准含量都明显高于我国土壤C层平均值,表层土壤中Cd的强富集更应引起政府部门高度警惕。
8)P、Hg、S、N、OrgC五指标的衬度系数为2.00~3.00,在表层土壤中富集程度很高,人类的生产活动已经严重地影响了昌乐县表层土壤中P、Hg、S、N、OrgC五指标的地球化学分布与分配,使得表层土壤中营养元素含量水平得到了明显的提升。工业化生产与大量的农业生产施肥是引起Hg元素在表层环境中强富集的主要原因,在昌乐县表层土壤中,由于Hg元素的背景含量和基准含量都明显低于我国土壤A层和C层平均值,因而Hg的污染程度就显得不是很突出。
表2-9-11 昌乐县土壤元素分带性衬度系数表