研究区行政区划跨如皋、通州、港闸、崇川、海门、启东等区县，见图1。

东起连兴港，西至南通、泰州交界处，南界为南通市长江行政边界，北界为江堤往外侧延伸约5 km，总面积约为1 000 km²，其中长江水域面积约400 km²，长江主岸线约166 km，洲岸53 km。南通市沿江地区生活生态空间面临较高的被挤占、破坏风险，如目前沿江地区密集分布有启东海洋装备工业园区、启东滨江化工园区、海门精细化工园区、通州经济技术开发区等工业园区。据2016 年度全省工业用地调查数据显示^[14]，20.94%的生态用地、58.03%的生活用地被化工、钢铁、纺织、交通等相关企业挤占。研究区土壤多发育于长江近代冲积物上的土壤，由于发育时间较短，淋溶作用不明显，土壤pH和碳酸钙含量较高^[7,15-16]。

研究样品共分农用地、建设用地、沿江湿地和长江底泥等四类样品，采样点位在2019 年遥感影像上布设，采样点位共计1 114 点，其中农用地764 点，建设用地100 点，沿江湿地130 点，长江底泥120 点。样品采集方法参照《土地质量地球化学评价规范》，主要概述如下：表层样品采样深度为0～20 cm，由主采样点和4 个～5 个子样等量混合组成1 件样品。样品加工和质控参照《农产品样品采集流转制备和保存技术规定》（2017）。重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn等测试参照《全国土壤污染状况详查土壤样品分析测试方法技术规定》（2017），采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定，检出限分别为0.03、0.4、0.6、0.3、2和2 mg/kg；As和Hg的测试参照《土壤质量 总汞、总砷、总铅的测定：GB/T 22105—2008》，采用原子荧光光谱仪，检出限分别为0.01 和0.002 mg/kg；样品测试质控由实验室按照相关规范执行，测试精度均在允许范围内。

农用地、沿江湿地及长江底泥8 项重金属超标评价标准采用《农用地土壤污染风险管控标准：GB15618—2018》筛选值^[17]；建设用地采用《建设用地土壤污染风险管控标准：GB36600—2018》筛选值^[18]，见表1。

根据《土壤环境质量评价技术规范》（2019），评价标准优先采用该区域的背景值。2007 年完成的“1：25 万南通市多目标地球化学调查”通过全市范围内获得的土壤样品计算了南通市地球化学元素的背景值^[19]，但该值是整个南通市市区域的背景值，而研究区为南通市沿江地区，成土母质与其他区域略有不同，若采用全市背景值会导致评价结果出现较大的偏差。因此，为更准确地评价重金属的累积性，本研究背景值采用本次获得的深层样品数据，经过一定的计算分析得出。由于土壤与底泥的环境存在较大差异，因此分别采用不同的背景值。土壤背景值样本选择本次采集的81 根土壤柱获得的深层样品，每柱选择140～160 cm段和160～180 cm段的两组数据，总样本数量为162 个。底泥选择22个沉积柱的140～150 cm、150～160 cm、160～170 cm、170～180 cm段数据，样本量为88 个。采用拉依达准则和狄克逊准则法进行异常点的排查，排查后的数据计算均值和标准偏差，取均值与两倍标准差之和作为评价背景值，见表2。

选用单因子指数法进行重金属超标评价，见式（1～2）：

式中，P_i为重金属i的单因子污染指数，C_i为重金属i的含量，S_i为i的评价标准（见表1），P_max为P_i的最大值。

单因子污染指数P_i划分为5个等级评价结果、分级标准及表达，见表3。

采用单因子累积指数法评价，见式（3～4）：

式中，A_i为i元素的单因子累积指数，C_i为i元素的实测含量，B_i为i元素的背景值（见表2），A_max为A_i最大值。

根据《土壤环境质量评价技术规范》（2019）将累积指数A_max划分为4个等级评价结果分级标准及表达，见表4。

根据重金属超标评价和累积性评价结果，依据表5的分类将土壤环境质量划分为 4 个类别。

对研究区表层土壤和河流底泥样品数据进行统计分析，见表6，其中pH介于6.1～9.2 之间，平均为8.2，标准偏差为0.4，变异系数为4.27%。从土地类型来看，农用地、建设用地、沿江湿地和长江底泥pH平均值分别为8.1、8.2、8.3和8.7，农用地<建设用地<沿江湿地<长江底泥，长江底泥明显高于陆区，这是由于长江南通市段毗邻长江入海口，为感潮河段，受海洋潮汐作用的影响，泥沙中有部分物质来源于海洋。总体而言，研究区陆区土壤以碱性为主，与成土母质密切相关，但在研究区西部沪苏铁路附近有一条带状中酸性土壤分布区，见图2，可能为人类工程活动引起的土壤酸化；长江沉积物酸碱度达到强碱性，受海洋作用的影响十分明显。

从全区来看，土壤和底泥沉积物中8种重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn含量的平均值分别为7.68、0.2、63、21.4、0.08、27.5、20和71 mg/kg，标准差分别为2.41、0.10、15.1、9.2、0.06、6.7、6和20 mg/kg。变异系数以Hg最大，达到73.42%，为极强变异，Cd、Cu次之，分别为50.64%和43.06%，为强变异，其他5种重金属在30%左右，反映出研究区Hg、Cd、Cu含量变化很大。4种用地类型中8种重金属含量均值差异性并不显著，但是变异系数相差较大，表现的特征不一：As、Cr、Ni、Pb、Zn等5种重金属在四类用地中变异系数相对较为稳定，差异性较小； Cd在沿江湿地和长江底泥中的变异系数大体在70%左右，而纯陆区的农用地和建设用地在40%左右；长江底泥中Hg的变异系数高达138%，而在其他类型中在70%左右；沿江湿地和长江底泥中Cu的变异系数在50%以上，在其他两类用地中均低于50%。这也反映出长江底泥和沿江湿地中重金属含量的差异性高于陆区，尤其是Cd、Hg、Cu等3种重金属。

研究区8种重金属地球化学分布特征，见图3。

图3可知，表层土壤（含底泥）As含量一般在5～12.5 mg/kg之间，高值区（>10 mg/kg）主要布于研究区东、西两侧，中部（沪苏通大桥至青龙港段）总体含量较低，区内表层土壤As含量与南通市区域背景值相当，均未超过GB 15618—2018和GB 36600—2018中的风险筛选值。本区总体上为砷的低背景值区，在长江镇-开沙岛及启东沿江一带砷含量相对较其他区域略高，土壤中砷的来源主要是自然源和人为源，人为活动是造成土壤中砷累积的最为重要的因素^[20]，在长江镇-开沙岛、启东沿江一带分布有大量的化工园区，可能是造成砷在这些区域积累的主要原因。研究区Cd含量一般在0.1～0.3 mg/kg之间，高值区（>0.3 mg/kg），主要分布于研究区长江上游（开沙岛至苏通大桥段），且左岸高于右岸，可能与该岸段形态有关。陆区主要在如皋长江镇附近含量相对较高。农用地土壤中Cd含量最大值为0.76 mg/kg，超过0.60 mg/kg的点位有5个。与南通市区域背景值相比，在上述高值区出现了Cd的富集。据以往资料表明^[21]，从长江源头的沱沱河直至入海口，沿江及两岸平原区出现巨型Cd异常带。杨忠芳等^[22]指出长江流域Cd异常是以自然风化成因为主，局部地段叠加有人为活动释放的Cd。研究区地处长江下游，上游带来的Cd及当地工农业产生的Cd在土壤和长江底泥中出现富集，但苏通大桥以下段并未出现Cd的富集，这可能是由于此处为长江北支水道和南支水道的交叉点，目前两个水道存在“南侵北淤”的态，即南支水道处于侵蚀状态而北支处于淤积状态，受海洋潮汐作用的影响，北支水道沉积物以海洋沉积物为主。郭杰等^[23]（2021）在分析长江宜昌-湖口段近岸沉积物重金属特征时指出该段长江底泥Cd含量在0.77 mg/kg，也即在研究区上游来沙底泥已出现Cd的富集，此外，工农业活动造成的Cd也会通过支流进入长江，进而在底泥中出现累积。研究区表层土壤（底泥）Hg含量一般在0.05～0.15 mg/kg之间，高值区（>0.15 mg/kg）主要分布于五接镇东部、海门城区及临江镇附近，而长江底泥沉积物Hg含量相对较低，一般低于0.05 mg/kg，仅个别点位在0.15 mg/kg以上，陆区表层土壤Hg的含量总体上要高于长江底泥。文献[4]研究表明，汞污染的来源主要分为自然来源和人为来源，人为来源有80%是以元素汞蒸气的形式向大气排放的，主要来自于燃料燃烧、采矿、冶炼、垃圾焚烧等途径；另外有15%通过施肥、农药、生活废弃物等途径进入土壤，还有5%以工业废水的形式进入了水体。王信凯^[24]等在研究长三角典型城市农田土壤重金属累积特征时认为农业活动和工业活动会造成土壤中Hg的累积。从Hg的空间分布图上可以明显看出，研究区Hg相对高值主要分布于城镇周边的农田，因此工农业活动可能是造成Hg在区内分布不均的重要原因。Pb含量一般在10～30 mg/kg之间，高值区（>30 mg/kg）主要分布于长江镇－开沙岛周边。土壤中的Pb主要来源于大气沉降，含铅汽油的使用及电池、颜料、稳定器、塑料制品、弹药、特殊合金和焊接等工业中的应用^[25]。研究区土壤中铜、锌、铬、镍分布由于受成土母质物质来源影响，在表层土壤中分布具有极大相似性，均表现为三高两低的特点：高值区主要分布于长江镇－开沙岛、海门临江镇、启东启隆镇－大兴镇，低值区主要分布于天生港－海太汽渡段、崇海汽渡－长江口区域，总体而言长江底质沉积物含量要低于陆区土壤。据江苏省1∶25 万多目标地球化学调查资料显示^[19]，南通市地区土壤中铜、锌、铬、镍、钴分布由于受成土母质物质来源影响，在深层土壤中分布具有极大相似性，此外工农业活动会造成其在地表出现不同程度的累积。

评价结果表明，研究区8种重金属中仅少量点位Cd超标，其他7项重金属均未超标。Cd超标点位约占总评价点位数的1.65%，P_Cd指数最大值为1.37，为Ⅱ级轻微超标。农用地中Cd超标点位数有5个，占样本量的0.65%，含量最大达到0.76 mg/kg，超标点主要出现在化工园区附近。研究区表层土壤（底泥）超标评价点位分布，见图4。

图4看出，超标点位主要分布于开沙岛周边及长江上游至苏通大桥段，其中尤以开沙岛周边分布最为密集。该区域分布有化工园区、海洋装备企业、港口码头等重化工企业，可能是造成Cd超标的原因之一，此外，据相关研究表明，湿地系统中一些植物（如柳树）能把Cd吸附于根系土壤，这也可能是造成Cd的积累。总体来看，研究区表层土壤及底泥重金属相对较为安全，但是因存在个别点位的Cd超标，也应该引起足够的重视，其中农用地中Cd的超标可能导致粮食作物出现Cd污染，底泥中Cd超标可能对长江饮用水源构成威胁。

研究区虽然重金属仅存在个别点位的Cd超标，但重金属的累积性仍不可忽视，对于轻微污染区来说，开展累积性评价对于土壤安全利用是很有必要的。

（1）重金属富集指数。研究区4种用地类型中8种重金属平均富集指数统计，见表7。

从表中可以看出，Cd在沿江湿地和长江底泥中平均富集指数大于1，总体出现富集，在农用地中与背景值较为接近；Pb和Zn在沿江湿地中平均富集指数大于1，也总体出现富集；其他几种元素平均富集指数均小于1。

（2）单项重金属累积特征。平均富集指数仅能反映样本总体富集情况，并不能反映也个体之间的差异，本文对8 种重金属单项累积性进行了评价，评价结果如下。

1）8种重金属均出现不同程度的累积，其中Cd和Hg出现4个累积等级，见图5，Cd约77%的点位无明显累积，约18%的点位为轻度累积，中度和重度累积分别占3.5%和0.9%；Hg约80%的点位无明显累积，轻度、中度、重度累积分别占16%、2.5%和1%。Pb和Zn出现3 个累积等级，无明显累积点位均超过90%，仅个别点位出现中度累积，轻度累积点位在5%～8%。As、Cu、Cr和Ni出现两个累积等级，该4种重金属无明显累积点位一般在90%以上，轻度累积点位在10%以下，无中度和重度累积点位。

2）Cd累积点位主要分布于研究区西部沿开沙岛周边湿地底泥和长江镇部分农田一带，此外，在长江南通市港段至苏通大桥段底泥中出有部分点位累积，海门和启东零星出现一些累积点位，累积程度也相对较低。

3）Hg累积点位与Cd不同，主要分布于长江镇－五接镇农田及青龙港段至崇启大桥沿江农田中，而长江底泥的累积性相对较低，这也说明Cd和Hg的累积可能为不同类型的人类活动引起的。

4）As、Pb、Cu、Cr、Ni、Zn等6 种重金属累积有一定的共性，累积点位主要分布于研究区西部长江镇－五接镇－开沙岛一带和青龙港段至大兴镇之间，农用地和底泥均有点位累积，但累积程度相对较低。

综上所述，研究区主要出现累积的重金属为Cd和Hg，其他重金属累积相对较小，主要累积区域分布于研究区西部长江镇－五接镇－开沙岛一带以及狼山段附近江域。

（3）多项重金属综合累积特征。研究区表层土壤（底泥）出现了较为明显的累积，累积点位约占42%，其中轻度累积约占34%，中度和重度分别占5.8%和1.9%。重金属综合累积区主要分布于长江镇－五接镇－开沙岛、长江沪苏通公铁大桥－苏通大桥段（尤以南岸侧更为明显）、海门临江镇及启东大兴镇、启隆镇一带。总体而言超过40 %的区域出现重金属的累积，主要为Cd和Hg的累积，虽然这些区域尚未达到重金属超标，但出现较为明显的重金属累积也务必引起足够的重视，见图6。

在重金属超标评价和累积性评价基础上，按表5进行土壤（底泥）环境综合评价，结果表明，研究区土壤环境识别出3个类别，见图7。

图7可知：Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅳ类，没有Ⅲ类区域；以Ⅰ类和Ⅱ类为主，占比分别为58%和40%；Ⅳ类区域相对较少，仅占约2%。

Ⅰ类：主要分布于研究区中东部，未出现重金属超标，也未出现明显积累，土壤环境相对安全，可保障农业生产安全及长江饮用水源安全。

Ⅱ类：主要分布于研究区西部一带及长江上游，重金属虽未超标，但已出现明显积累。研究区西部农用地及长江上游段出现了重金属明显累积，应进一步开展调查监测工作，并查清污染来源，通过相应安全利用方式遏止重金属的累积趋势，以保障农产品生产安全及饮用水源安全。

Ⅳ类：主要分布于研究区西部一带，以长江底泥为主，重金属同时出现超标和累积，需要启动详细调查与风险评价，确定是否需要修复或治理。

（1）研究区农用地、湿地底泥、长江底泥等土壤环境质量整体上处于相对安全状态，但局部区域存在重金属Cd超标，最大超标倍数为0.37，应启动详细调查与风险评价，同时制定相应安全利用措施。

（2）研究区重金属累积较多的为Cd和Hg，累积点位占比20%以上，最大累积指数>3，应查清并管控污染源，遏止土壤污染物累积趋势，以保障农业生产和长江饮用水质安全。

（3）在重金属污染中低风险区，重金属累积性是不可忽视的，超标评价应与重金属超标评价相结使用，进而为土壤污染控制、改善措施制定等提供依据。