摘要
为查明登封市土壤-农作物系统重金属地球化学特征及其生态风险，本文采集农作物及其根系土151件，利用生物富集系数（BCF）、相关分析和潜在生态风险指数（RI）及MapGIS空间插值法开展土壤-农作物系统重金属的迁移累积特征及风险评价。结果表明，根系土中重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的含量值分别为 11.90、0.17、62.60、24.80、0.038、29.00、26.90 及 66.90 mg·kg-1 。与郑州市土壤背景值相比，除 Cr 和 Hg外其他元素存在一定程度的积累现象。与食品中污染物阈值相比，研究区作物均未超标。根系土中重金属不易向红薯中迁移，而花生的富集能力最强；主要的潜在生态风险元素为Hg，存在潜在生态污染效应。研究区土壤重金属存在一定的累积情况，Hg为主要潜在生态风险元素且多受人类活动影响；农作物重金属含量未超标。
Abstract
In order to find out the geochemical characteristics and ecological risks of heavy metals in soil-crop system in Dengfeng City. 151 samples of crops and their root soils were collected, and the migration and accumulation characteristics and risk assessment of heavy metals in soil-crop system were carried out by using bioconcentration factors (BCF), correlation analysis and potential ecological risk index (RI) and MapGIS spatial interpolation method. The contents of heavy metals As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb and Zn in root soil were 11.90, 0.17, 62.60, 24.80, 0.038, 29.00, 26.90 and 66.90mg kg-1 , respectively. Compared with the soil background value in Zhengzhou, except Cr and Hg, other elements have accumulated to some extent. Compared with the national threshold value in food, the hevay metal contents in main crops in the study area did not exceed the standard. Heavy metals in root soil are not easy to migrate to sweet potato, but peanut has the strongest enrichment ability; The main potential ecological risk element is Hg, which has potential ecological pollution effect. There is a certain accumulation of heavy metals in the soil in the study area, and Hg is the main potential ecological risk element and is mostly affected by human activities. The content of heavy metals in crops did not exceed the standard.
Keywords
0 引言
土壤是人类生存和发展所必需的重要资源，土壤质量关系到农业生产活动、食品安全及生态环境质量等众多与人类活动相关的要素（兰玉书等， 2021；张云等，2021；王蕊等，2022）。近年来，随着国内工业化、城市化进程的加快，土壤环境问题日益严重。重金属具有毒性强、生物累积及难降解等特点（陈晓鸿等，2020；袁余洋等，2021），在进入土壤后，能长期存在于土壤中，存在较大的潜在危害。土壤除了能够给植物提供生长所必需的营养元素及有益元素外，重金属元素也可以以离子的形式通过植物根系被植物吸收，并进一步由农作物籽实进入食物链，对食品安全及人体健康造成威胁（赵秀芳等，2020a；包凤琴等，2023；刘腾和蒋炜，2024）。土壤重金属含量与农作物间并非简单的线性相关关系，通过对土壤-作物系统中重金属的迁移转化规律研究，有利于农田重金属精准防控及粮食食品安全保障，同时了解土壤向作物转移特点是设计有效修复技术的前提。目前，针对土壤-农作物系统重金属迁移已开展了大量研究，重庆岩溶地质高背景区开展的研究表明镉元素在水稻田、玉米地及红薯地有较为明显的富集，但其在农作物中的生物有效性较低（余飞等，2023）；通过对珠江三角洲西部典型乡镇的稻米与根系土研究发现，土壤污染风险较低，重金属在土壤-稻米系统中的迁移主要受到土壤重金属含量、理化性质的影响（曹宁等，2020）； 而在河南省新乡县开展的污灌区土壤-小麦系统调查中发现 Cd、Pb、Cr 元素含量值超过河南省土壤背景值，在部分小麦籽粒样品中 Cd、Pb、Cr 及 Ni 含量超过食品安全标准（王伟全等，2022）。登封市旅游业较发达，“天地之中”历史建筑群于2010年成功申报为世界文化遗产。旅游业的发展不仅提高了经济收入，同时随着人流量及车流量的增加，环境污染问题也进一步加剧。同时，登封市煤炭资源丰富，居民生活及取暖以煤炭为主，由于其较高的排放强度、较低的排放高度及燃烧率，可造成大气污染源问题。大气沉降以及植物吸附导致煤烟重金属在土壤-植物-大气系统间存在较为明显的物质循环网络，进而造成地表要素的重金属富集风险，尤其对区域土壤生态和食品安全造成较大的威胁。以往对登封市的重金属研究多针对城市土壤（冯兴祥等，1991），且分析元素只有Pb、Zn、Cu、Mn、Cr这5 种元素，其分析结果表明登封市城市土壤中Cu元素污染最为严重；但对重金属在土壤-农作物系统的迁移富集特征却鲜有报道。本研究以登封市主要根系土及其农作物为研究对象，通过多元统计等方法对 8 种重金属含量分布特征进行分析，以生物富集系数、潜在生态风险评价法，对土壤-农作物系统重金属富集特征、潜在生态风险进行评价，对登封市作物安全性进行评价。并通过根系土、农作物间重金属的相关性，探讨农作物对土壤重金属吸收的影响因素，以期为区域耕地土壤重金属的生态风险防控、农产品食品安全及土地安全区划提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
登封市位于河南省中西部，距河南省省会郑州市区 28 km，地理坐标为北纬 34°35'～34°15'，东经 112°49'～113°19'。登封市属暖温带大陆性季风气候，年平均日照时数 2297 h，年均温度 14.2℃，无霜期238 d，年均降水量614 mm，四季分明。
登封市地表岩层以晚古生代地层为主，主要为灰岩、泥岩和砂岩等。其地处豫西北伏牛山脉—豫东平原的过渡带，地势起伏；地貌多以山地为主，主要分布于北部；丘陵分布于中部，而南部则为低山区。土壤类型主要为棕壤、褐土及潮土。登封市山多地少，石厚土薄，小麦、玉米为主要的粮食作物，而经济作物为花生、大豆及油菜等；研究区内煤炭资源丰富，探明储量 15.8 亿 t，为全国 100 个商品煤基地之一。
图1研究区农作物-根系土采样点位
1.2 样品采集与分析测试
农作物及根系土样品按照1个/16 km2 密度网格化布样，采样介质为耕地。登封市城区周边因耕地面积较小且成形的影响，未进行样品布置，因此部分地区样点密集。于 2021 年 6 月在研究区共采集农作物及其根系土151件（小麦59件、花生41件、红薯 27件、玉米 24件）。选择在农作物收获期的无风晴天，于评价单元中选用棋盘法、梅花点法等方法进行多点取样，小麦选取10～20个植株为一个子样采集麦穗，多点混合成一件样品；玉米类选取 2～3 个植株为一个子样，分别采集第一穗，即离地面最近的一穗，多点混合成一件样品，各子样点采集样品相加总数不少于 10 颗。农作物样品的采集量为 300～1000 g（干重样）。与作物同点采集耕作层0～20 cm的土壤，去除石块及较大的植物根系，按照植物样子样多点合并、混匀组成1个样品。
根系土中 Cd、Cu、Ni、Pb 采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS，iCAP RQ 型，美国 ThermoFisher 公司）；Cr、Zn 采用等离子体原子发射光谱法（ICP-OES，PRODIGY SPEC型，美国Leeman公司）；As、Hg 采用原子荧光光谱法（AFS，AFS-3100型，美国ThermoFisher 公司）；pH 采用离子选择电极法（ISE， PXSJ-216 型，美国 ThermoFisher 公司）；农作物样品经微波消解处理后，用电感耦合等离子体质谱法 （ICP-MS，iCAP RQ型，美国ThermoFisher公司）测定其重金属含量。
土壤样品分析工作由河南省地质调查院实验室完成，在本次样品测试中，在 50 个样品中插入 4 件国家一级标准物质（GSS38、GSS45、GSS49、 GSS77），测试值与国家一级标准物质的对数差即为测试准确度；而 4 个标准物质的对数标准偏差则是精密度。土壤样品的准确度为 100%、精密度为 96.14% 以上、样品重复性检验合格率 100% 及异常点重复检验合格率 93.82%～100%。样品分析结果符合《生态地球化学评价样品分析技术要求（试行）》（DD2005-03）及《生态地球化学评价样品分析技术要求补充规定》等相关技术标准，分析数据质量可靠。
1.3 数据处理和图形制作
本研究采用 Microsoft Excel 2007计算生物富集系数（BCF）、单因子污染指数、单项潜在生态风险指数及综合潜在风险指数（RI）、SPSS16.0 对数据进行正态性检验、含量描述性统计性分析及主成分分析。使用 Origin 2021 绘制 BCF 箱形图、重金属含量相关性热图；使用 MapGIS 6.7绘制重金属空间分布图、综合潜在风险指数空间分布图。
1.4 评价方法
1.4.1 生物富集系数
生物富集系数（Bioconcentrtion Factor，BCF）可反映作物籽实从土壤中吸收重金属的能力（陈怀满，2002），计算公式为：
(1)
式（1）中，CR为农作物籽粒重金属含量，CS为其对应根系土中同一重金属含量。BCF 的分级标准为：BCF≤0.05 表示农作物无富集；0.05＜BCF≤0.1，轻度富集；0.1＜BCF≤1，中度富集；BCF＞1，显著富集。
1.4.2 潜在生态风险指数（RI）
潜在生态指数法（potential ecological risk index， RI）是一种广泛应用于土壤重金属污染和生态风险评价的方法，其对重金属种类、含量水平及毒性进行了综合考虑，根据元素的区域背景值，对重金属污染的生态风险进行分析；其计算公式如下：
(2)
(3)
(4)
式（2）～（4）中， 为重金属 i 的单项潜在生态风险指数；为单因子污染指数；ci表示重金属i的实测值， 则为参比值，在本研究中采用《河南省农耕区地球化学基准值与背景值研究》报告所提供数据 （河南省地质调查院，2020①）； 为毒性响应系数，8 种重金属响应系数分别为 As=10、Cd=30、Cr=2、Cu= Ni=Pb=5、Hg=40 及 Zn=1；重金属单项污染等级、单项潜在生态风险指数及综合潜在风险指数分级标准见表1。
2 结果与分析
2.1 土壤-农作物系统中重金属含量特征
2.1.1 根系土重金属
研究区根系土重金属含量见表2。对各元素进行 K-S 正态检验后发现，只有 Pb 元素呈正态分布，其他元素呈对数正态或偏正态分布，因此选择中位数为研究区各重金属元素背景值。变异系数（CV） 的值大小是对元素分布的一种表述，当其值越大则分布越不均匀。研究区8种重金属变异系数排列顺序为：Cr＜Pb＜Zn＜Ni＜Cu＜Cd＜As＜Hg。Hg 呈高度变异水平（CV≥0.36），其变异系数高达 1.04，表明分布极不均匀，受外源影响较大；而其他元素呈中度变异水平（0.16≤CV＜0.36）。根系土pH变化范围为 4.76～8.62（算术平均值 7.25），其中 pH≤5.5 的样点数 13 个（8.61%），5.5＜pH≤6.5 样点数 20 个 （13.25%），6.5＜pH≤7.5的样点数33个（21.85%），研究区主要为碱性土壤（pH>7.5），样点数 85 个，占比 56.29%。
研究区重金属元素背景值分别为As（11.90 mg· kg-1）、Cd（0.17mg·kg-1）、Cr（62.60 mg·kg-1）、Cu （24.80 mg·kg-1）、Hg（0.038 mg·kg-1）、Ni（29.00 mg· kg-1）、Pb（26.90 mg·kg-1）、Zn（66.90 mg·kg-1）。郑州市土壤背景值取自河南省地质调查院 2020 年度项目“河南省农耕区地球化学基准值与背景值研究”。 Cr、Hg 两元素值低于郑州市土壤背景值，而其他元素值均偏高，比值范围为 1.13~1.29 倍，结果表明研究区耕地土壤中部分重金属存在一定程度的积累现象。
研究区土壤重金属含量与 pH 间相关关系不明显（图2），R2 的范围为-0.003~0.026。As、Hg 两元素与 pH值呈正相关，其他元素则为负相关。与《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》 （GB 15618-2018）相比，As、Cd、Cu、Ni这 4元素均存在一个样点值超过筛选值，但未超过管控值，其值分别为 43.60 mg·kg-1 （pH=7.82）、0.47 mg·kg-1 （pH= 5.78）、60.40 mg·kg-1 （pH=7.90）及 70.00 mg·kg-1 （pH =4.81）。结果表明研究区土壤环境质量整体处于安全水平。
表1重金属污染评价指标
2.1.2 土壤重金属空间分布
据研究区 8 种重金属空间分布情况（图3）可以发现登封市区周边、宣化镇等地各重金属含量较低，As、Cd两元素分布相似，其高值区多分布于石道乡西南部；Cr、Cu、Ni的高值区则主要分布于君召乡北部，中值区分布于东金店乡及告成镇南部，石道乡—登封市一带则为低值区；Pb元素在研究区的分布呈现北部、东部低、南部高的特点；Hg、Zn 两元素的高值区分布于告成镇、大冶镇。
表2根系土重金属含量
图2研究区根系土重金属与pH散点图
图3研究区根系土重金属空间分布图
2.1.3 农作物重金属
农作物对重金属的吸收、迁移及转化过程受土壤理化性质、作物种类等因素的影响（王玉军等， 2017），农作物重金属含量是判断土壤重金属影响及污染风险的关键指标，研究区农作物重金属含量见表3。研究区小麦中重金属含量由高至低排列顺序为 Zn>Cu>Ni>Cd>Cr>As>Pb>Hg；花生中依次为 Zn>Cu>Ni>Cr>Cd>As>Pb>Hg；而红薯和玉米中重金属含量顺序相同，均为 Zn>Cu>Ni>Pb>As>Cr>Cd>Hg；在 4 种作物中，Zn 元素含量最高，而 Hg 含量最低。
对 4 种作物中同一重金属进行 K-W 检验后得出，各重金属在不同作物中 sig 值均为 0.00，表明其差异性显著（P<0.05）。红薯中8种重金属含量值均低于其他作物种类；而花生中的 As、Cd、Cr、Cu、Ni、 Zn 含量高于其他作物；小麦、玉米整体处于中等水平，但玉米中的As、Pb高于其他作物，同时小麦中的 Hg 含量较高。除红薯外，As、Hg 两元素分布较均匀。与《食品安全国家标准食品中污染物限量》 （GB 0762-2022）相比较，研究区农作物 8 种重金属无超标样品。
2.1.4 根系土-农作物重金属相关性分析
根系土与农作物中重金属含量 Spearman 相关关系如图4所示，图中S、C分别表示土壤和农作物。在根系土中，Cr-Ni、Cu-Ni、Cu-Zn、Ni-Zn、Cr-Cu 间相关系数均超过 0.5，分别为 0.88、0.67、0.64、0.56及 0.55，表明在根系土中Cr、Cu、Ni、Zn此4种元素来源可能相同，含量间互为协同作用。农作物中Cr、Cu、 Ni、Zn、Cd 间存在较强的相关关系，Cd-Cu、Cd-Ni、 Cd-Zn 及 Cu-Zn 间相关系数均大于 0.73，特别是 Cu-Zn 间相关系数高达 0.91；但 Cu-Pb、Zn-Pb 间存在较弱的负相关关系。研究表明，在一定条件下，植物体内的Cd和Zn存在协同、拮抗和复合效应（赵秀芳等，2020b）。
农作物与成组根系土中重金属间相关性较差，土壤中的 Cr 元素与农作物中的 Cr、Cd、Cu、Ni 以及 SAs 与 CCu、CCr 间在 P≤0.01 水平上显著负相关；而 CHg 与 SCr、SNi、SZn 在 P≤0.05 水平显著正相关，表明重金属在农作物中的累积效应与元素的类别有较大关系。
表3农作物重金属含量（mg·kg-1）
图4根系土与农作物中重金属含量的相关性
2.2 重金属的生物富集系数（BCF）
生物富集系数表示农作物对土壤重金属的吸收能力，其值大小可表示作物的抗土壤重金属污染能力及土壤中重金属迁移累积能力。研究区不同农作物重金属 BCF 值排列顺序为：Zn（0.402）>Cu （0.251）>Cd（0.231）>Hg（0.034）>Ni（0.016）>As （0.002）>Cr（0.001）=Pb（0.001），作物从土壤中吸收 Zn、Cu 及 Cd 的能力明显高于其他重金属，而对 As、 Cr、Pb的吸收能力则较差。不同作物对重金属表现出不同的吸收累积能力，各作物的 BCF 值见图5。各作物的富集能力排序为：花生>小麦>玉米>红薯。各作物对 As、Cr、Pb 的吸收能力无较大差别，但对 Zn、Cu、Cd 则差异明显，花生中 Zn 元素的 BCF 值为 0.617，而红薯中仅为 0.025。Zn 在谷物类作物可食用部份中含量较高主要是由于 Zn是籽粒中 RNA和 DNA聚合酶的重要组成元素，可直接影响核酸及蛋白质的合成（武倩倩，2014）；Cu 是农作物的营养元素，因此农作物对Zn、Cu有生长需要，故对其的吸收能力较强；而 Cd 在土壤中有较强的可移动性（余飞等，2022）。土壤中的有机质能吸附土壤中 Pb+ 的腐殖质并使其在土壤中沉积富集，从而使得植物对Pb 的吸收减少（Hakanson，1980；Cui et al.，2014）。与其他作物相比，红薯是一种低蓄积作物（Grant et al.， 1999），已有研究表明，红薯茎须根、块根须根及块根下尖端对土壤Cd的富集作用较强，而块根贮藏组织中重金属累积风险较低（赖金龙，2021）。通过对生物富集系数的研究表明不同作物对重金属的吸收存在显著差异。
图5重金属生物富集系数箱线图
研究区各作物BCF分级统计结果见表4。各农作物中As、Cr、Pb均为无富集，Cd元素中主要为中度富集，其样点数为 92 个，其次为无富集，样点数 45 个，作物种类为小麦、玉米，轻度富集、显著富集分别为3个花生样点及1个小麦样点；Cu元素中度富集样点数 98 个，占总样点数的 64.90%，无富集样点为 14 个红薯样、6个玉米样，显著富集为2个花生样；Hg元素主要为无富集样品，样点数为130个，占比86.09%，轻度富集、中度富集、显著富集数分别为 16、4 及 1 个；Ni元素共144个无富集样品且无显著富集样点。
2.3 土壤单因子污染指数评价
研究区表层土壤8种重金属元素的单因子污染等级见图6。Cr 元素污染等级较低，低污染样点数为 115 个，占总样数的 76.16%，中等污染等级样点 36 个；Ni、Pb、Zn 这 3 种元素以中等污染等级为主，样点数分别为 135、142 及 135 个；As、Cd、Cu 等元素均存在 1个重污染样点；Hg为研究区主要的重金属污染元素，重污染样点数 8 个，占总样数的 5.30%，为全区最高，并存在3个严重污染样点。
表4研究区农作物BCF分级统计
图6根系土重金属单因子污染等级图
2.4 潜在生态危害指数评价
研究区土壤重金属潜在生态风险评价结果见表5。各元素范围为0.57～334.22，其平均值从大至小排列顺序为：Hg（49.34）>Cd（35.31）>As（12.64） >Cu（6.72）>Pb（6.23）>Ni（6.06）>Cr（1.87）>Zn （1.24）。Cr、Cu、Ni、Pb及 Zn等 5元素的潜在生态风险指数均小于40，为轻微风险；As轻微等级样点150个，中等 1 个；Cd 潜在生态风险指数范围为 10.00～94.00，以轻微等级为主，占总样数的 74.17%，其次为中等等级，占比 25.17%，并存在 1 个强风险等级样点；Hg 元素潜在生态风险指数范围为 1.21～334.22，各等级风险样点均存在，但以轻微为主，占比 63.58%，强、很强、极强样点数分别占比 5.96%、 4.64%、1.32%，表明研究区存在较高的 Hg潜在生态风险。
土壤重金属综合潜在生态风险指数空间分布见图7，其值范围为 25.33～412.69，平均值 119.40。研究区各样点主要以轻微等级为主，样点数130个，占比86.09%，其次为中等生态风险，强风险样点仅3 个，全区无很强和极强样点。从空间分布上可以看出，中等生态风险区主要分布于登封市、大金店镇、卢店镇、大冶镇及宣化镇等城区周边，而强生态风险区则主要分布于卢店镇，表明其主要受人类活动影响。
综上，研究区重金属潜在生态风险居于轻微水平，产生潜在生态风险的元素为Hg；在空间上，中等生态风险区主要分布于卢店镇周边及东北部，表明人为活动存在潜在生态污染效应。
2.5 土壤主成分分析
对研究区根系土重金属进行KMO检验，其值为 0.692，Bartlett 球度检验概率为 0.000（<0.001），表明数据可进行主成分分析。对Kaiser标准化的因子进行 Varimax旋转后，共提取 3个特征值大于 1的主成分（图8）。第一主成分载荷较高的重金属元素分别为Ni（0.852）、Cu（0.851）、Cr（0.815）及Zn（0.694）；第二主成分则为Cd（0.596）、As（0.574）、Pb（0.575）；Hg 是第三主成分的组成元素，其载荷为0.836。
3 讨论
3.1 不同农作物对重金属的迁移转化能力
不同农作物对重金属的富集作用存在较大差异。相较其他重金属元素，花生、小麦对 Cd、Cu、Zn 的富集作用明显，土壤中Cd、Cu、Zn这3种元素可以较多的被小麦吸收（范健等，2016）。作物对 Cu、Zn 两元素的富集主要是由于其为作物生长必需元素，在植物叶绿素形成、呼吸作用和光合作用中均发挥着重要作用，因此作物对其主动吸收且在作物体内积累（胡宁静等，2010）。Cd含量略高于郑州市背景值，但花生、小麦对其有明显富集作用，多为中度富集，因为有研究表明 Cd 具有较强的活性和迁移能力，易被植物吸收（张素荣等，2021），但土壤与作物中的 Cd 无明显相关性。土壤重金属全量代表的是该元素各种形态，而其生物可利用性及毒性则取决于形态分布（周国华，2014），相比于全量，重金属有效态更能被作物吸收及累积，表明登封市耕地中Cd 元素中有效态组分占比不高，多为稳定态。在本研究中，仅对土壤重金属全量进行了测试分析，为查明研究区土壤中重金属在作物中的迁移转化，下一步需对耕地土壤重金属进行形态分析。
表5根系土重金属潜在生态风险评价分级统计
图7根系土重金属综合潜在生态危害指数评价
图8研究区土壤重金属PCA成分
3.2 研究区土壤重金属主要潜在污染物及其来源
土壤重金属来源主要包括两个方面，一是自然来源，即成土母质的矿化过程；二是人为因素，如农业生产中的化肥施用、污水灌溉、工业生产活动及交通运输等（贾佳瑜等，2021；杨志忠等，2024）。研究区主要的潜在生态风险Hg元素，其较大值与较小值间相差较大且变异系数高达 1.04，局部区域含量高于研究区土壤背景值，表明受后期人为活动的干扰影响较大。研究表明，Hg 的来源主要包括农药、工业排放和大气自然沉降，其中，大气中 Hg的自然沉降是土壤中含量的主要影响因素（周文龙等， 2023）。登封市煤炭资源丰富，居民生活及取暖多使用燃烧，对研究区不同作物根系土进行主成分分析（PCA）分析可以看出，在小麦根系土、花生根系土中Hg来源与其他元素均不相同，而在红薯根系土及玉米根系土，Hg与Cd有较弱相关性，从重金属空间分布图中可看出 Hg中等生态风险区主要分布于乡镇周边，可能因研究区居民燃烧释放含汞废气并通过大气沉降进行土壤。Cr、Cu、Ni 元素主要为地质自然来源（王定勇等，1998；刘孝严等，2022），且研究区此 3 元素变异系数均小于 0.36，属中度变异水平，表明其主要来源于成土母质风化。农田土壤Zn 的主要来源则是交通排放，含铅锌汽油的使用、汽车表面电镀层及轮胎的磨损均是Zn的来源，而交通活动同样会造成 Pb 的累积，因此，研究区 As、Pb 元素来源主要为交通。
综上，重金属从土壤到作物的迁移累积是一个复杂的过程，不仅与土壤中重金属的含量有关，同时受作物种类、重金属元素形态、元素间的相互作用影响。作物中的重金属来源不仅是土壤，还包括灌溉水及大气沉降物；同时重金属具有隐蔽性、滞后性等特点，使得采集的土壤和根系土样品在测试时会出现重金属含量不一致现象，因此下一步应在研究区开展重金属溯源分析。
4 结论
（1）研究区表层土壤呈碱性，Cr、Hg两元素值低于郑州市背景值，而其他元素值则偏高，比值范围为 1.13～1.29 倍。全区无超过管控制样点，土壤环境质量整体处于安全水平。
（2）研究区不同农作物重金属 BCF值排列顺序为：Zn>Cu>Cd>Hg>Ni>As>Cr=Pb，而各作物的富集能力排序为：花生>小麦>玉米>红薯。各作物对 Zn 元素的吸收差异明显，花生中Zn元素的BCF值为红薯中的 24.68 倍。与国家安全限量值相比，各作物中的重金属含量均偏低，表明研究区农作物具有较高的安全性。
（3）重金属在农作物中的累积效应受元素类别影响较大。根系土中 Cr、Cu、Ni、Zn此 4种元素来源相同，而农作物中Cr、Cu、Ni、Zn、Cd间存在较强的相关关系，但农作物与相对应根系土中重金属间相关性较差，多呈负相关关系。
（4）研究区主要的潜在生态风险元素为Hg，强、很强、极强样点数分别占比5.96%、4.64%、1.32%；其他 7 元素则主要为轻微风险或中等风险；空间分布上显示，强生态风险区主要分布于卢店镇周边及东北部，表明人为活动存在潜在生态污染效应。
注释
① 河南省地质调查院 .2020. 河南省农耕区地球化学基准值与背景值研究报告[R].