土壤资源是不可再生资源,也是各种污染物的环境介质之一。分析土壤重金属元素的空间分布及其影响因素,并对土壤污染进行评价及防治,对提高生活质量、保障人类健康有不可估量的意义。本研究以渭河流域西咸段的土壤重金属为研究对象,通过野外实地调查、系统采集该地区土壤表层及深层样品,测得土壤重金属As、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn六种元素的含量及有机质含量和土壤粒度,结合研究区地形数据和气象数据,经测试分析及数理统计,利用方差分析、相关分析和克里格空间差值等分析方法,研究了渭河流域西咸段地区土壤重金属元素的空间分布特征及其影响因素(有机质含量、土壤粒度、坡度、坡向、高程、土地利用类型、土壤类型、土层深度、年均温、年降水量),以及土壤元素间的相关性,并在此基础上,对研究区土壤环境质量进行评价。得出以下结论：(1)土壤物理化学性质统计特征：研究区土壤As含量范围是8.14～13.79mg/kg, Cr含量范围是122.55～125.52mg/kg,Cu含量范围是23.88～25.32mg/kg, Ni含量的范围是33.49～34.43mg/kg, Pb含量的范围是24.93～29.22mg/kg, Zn的含量范围是46.57～52.13mg/kg。与全国和陕西省的土壤重金属平均含量相比较,研究区土壤Cr含量分别是全国平均水平和陕西省平均水平的2倍多,As、Cu、Ni、Pb的含量与全国平均水平和陕西省平均水平相当。六种金属元素的含量都属于中等变异程度,As含量变异程度相对较大。Cu、Pb和Zn的变化规律基本相似,都是由表层到深层含量逐渐减少。研究区土壤有机质含量范围是6.37～15.41g/kg,主要分布在表层20cm以上的耕作层,随深度增加,土壤有机质含量逐渐减少。变异系数范围在37%～52%,属于中等变异程度。研究区土壤粒度主要成分是粗粉粒,其范围在50.31%～52.79%,并且具有随深度逐渐增加的变化趋势。其他土壤粒级含量的排序为：细粉粒>中粉粒>黏粒>中沙粒>粗沙粒。(2)土壤重金属元素空间分布特征分析显示：土壤金属Cr、Cu、Ni、Pb、Zn含量高值区分布在研究区周至县及周边地区,金属As含量的高值区主要分布在咸阳北部长武县以及礼泉县、三原县。西安市的土壤金属含量普遍高于咸阳市的土壤金属含量。土壤表层金属含量与深层金属含量相差不大,除As元素外,其他金属元素在咸阳市的变化规律是由南向北逐渐减小。金属Cr、Cu、Pb和Zn具有表层富集效应,其中Pb的富集效果较强。金属Cu、Ni、Pb的土壤表层富集程度超过全国平均水平较多,金属As、Cr、Zn的表层富集程度略微高于全国平均水平。(3)土壤重金属元素相关特征分析显示：研究区各土壤层中,金属As与Pb、As与Zn、Cu与Ni、Cu与Zn、Ni与Zn之间的相关性较好,As与Cu、Pb与Ni、Pb与Zn之间的相关性比较弱。金属As、Cu、Ni、Pb、Zn与Cr元素的相关性很弱。说明As与Pb、Zn具有相同的来源,Cr与其他金属的来源不同。在不同土壤深度中,在60-70cm土层金属元素之间相关程度最佳。研究区土壤有机质含量与金属Ni、Pb、Zn、Cu之间具有显著正相关关系,As、Cr与有机质的相关关系较弱。表明有机质对于金属Ni、Pb、Zn、Cu的吸附作用相对较大,而对As、Cr的作用效果较弱。金属Pb与有机质主要在表层土壤具有较强的相关关系。土壤As、Pb、Cr和Ni的含量与各土壤粒级均具有正相关关系,Zn与各个土壤粒级的相关性不大,Cu元素只与细粉粒含量存在负相关关系。表明土壤粒径对金属As、Pb、 Cr、Ni、Zn的影响较小,质地细的土壤Cu含量较少。(4)对土壤重金属元素的影响因素分析显示：地形因素中,高程对金属As、Cu、Ni、Zn含量的影响较为显著,坡度对于Cr、Ni有显著影响,坡向因素对六种金属元素均产生显著影响。不同高程组、坡度组合坡向组间两两比较结果显示,As、Cu、Ni、Zn四种元素在不同高程组的变化规律是一致的,其顺序是300-800m组最大,<300m组的金属含量次之,>800m组最小。金属Cr、Ni含量具有随坡度增加而增加的趋势。阳坡的土壤As含量较高,阴坡及半阴坡地区的土壤Cr、Zn、 Pb、Ni含量较高。金属Cu和Ni随坡向分布的特征较为相似,说明这两种金属具有很强的相关性。研究区土地利用类型对金属As、Cu、Ni、Pb、Zn均产生显著影响,土壤类型对金属As、Cr、Cu、Ni、Zn具有显著影响,土壤深度只对金属Cu具有显著影响。不同用地类型中,土壤As元素含量排序是果园>农田>林地>未利用地；Pb元素是林地>农田>果园>未利用地；Cu、Ni和Zn元素的排序是一样的,农田>果园>林地>未利用地。气象因素中,土壤Cr含量具有随着降水减少而减少的趋势,金属Cu含量与降水、年均温之间有较好的相关性,具有随降水量和年均温增加而增大的趋势。金属Zn和As与年均温、年降水量的关系并不明显。年均温对铅元素含量也有一定影响,随温度的增加Pb含量也有增大的趋势。表明温度和降水量对Zn、As的含量影响较小,交通污染严重的地区气温也相对较高。(5)研究区土壤重金属污染评价：研究区内主要土壤类型有陕西黄绵土、陕西黑垆土、关中壤土,其综合累积污染指数分别是2.06、1.60、1.59。单因子累积污染指数顺序分别为：Pb>Cr>Cu>Ni>As>Zn; Cr>Pb>Ni>Cu>Zn>As; Cr>Pb>Cu>Ni>As>Zn,说明渭河流域西咸段已经有一定的土壤重金属累积,其中Pb和Cr的累积污染指数最大值分别达到了3.34和3.02。研究区土壤重金属污染现状评价结果为：单因子污染指数平均值顺序是Ni>Cr>As>Cu(农阳)>Zn>Cu(果园)>Pb,六种金属元素的单因子污染指数均小于0.7。土壤重金属综合污染指数为0.46。说明该地区土壤环境质量为清洁安全状态。