河西地区地处“丝绸之路经济带”的关键部位,是甘肃省最重要的农业区。素有“金张掖,银武威”之称的两大河西地区主要绿洲城市拥有得天独厚的自然条件及丰富的矿产资源。该两大粮食生产基地工农业发展快速,农田土壤当前面临自然来源污染物及工业废物、有机和无机肥料、杀虫剂等在内的人为污染物的威胁。由于人类活动的复杂多样,确定污染物的潜在来源已成为当前农田土壤污染研究的一大难题。农田土壤重金属容易被农作物吸收进入生态系统,却难以被微生物或化学降解,因此会持续存在于土壤中并破坏土壤环境和影响生态环境质量。因此对该地区农田土壤重金属进行来源解析和来源评价,这对有效控制重金属排放和保障农产品安全具有重要意义。在武威市、张掖市开展农田土壤重金属研究,确定其污染来源,并对来源的污染状况及健康风险进行评价,将有利于从来源方面为重金属污染的预防和控制提供参考,最终保障该地区粮食与生态安全。为了探明土壤重金属污染状况,本文在武威市和张掖市农田分别设置了92个、80个采样点,采集样品并使用DELTA手持式XRF分析仪(OLYMPUS制造)测定分析了其重金属含量。受体模型通常被用以定性源识别和定量源贡献,从而指导污染预防及控制,然而其在土壤中的应用相对较少。本文以中国西北绿洲农田土壤为研究对象,尝试利用主成分/绝对主成分因子得分模型(PCA/APCS)、正矩阵分解模型(PMF)和UNMIX模型对其进行源解析,并对比分析三种模型获得的来源种类、源贡献及模型运行效果。解析结果表明,三种模型互相印证和补充,能够准确地解释重金属污染来源,且以GPCA/APCS模型运行结果最优。在武威市,GPCA/APCS模型和UNMIX模型源解析结果表明,农业源(51.06%–61.56%)为该地区土壤重金属最主要的人为源,其次是化石燃料(煤和石油)燃烧源(27.92%–28.66%)和建筑材料相关活动源(10.52%–20.29%);在农业源中,肥料、杀虫剂使用(74.81%、67.88%)占比高于交通源(25.19%、32.12%)。PMF模型也得到了与前两个模型相似的来源、贡献率,区别在于工业排放源在其确定的所有来源中占比最高(29.91%);张掖市农田由GPCA/APCS模型和PMF模型得到的大气沉降源(钢铁产业及交通源和皮革、金属加工产业源)的贡献率最大,分别为62.70%和53.13%,两模型得到的矿山活动源的贡献率最小,分别为15.85%和19.18%。因此,综合利用三模型使结果更具说服力。本文对由更优的GPCA/APCS模型解析得到的来源对重金属的贡献进行模糊综合评价及健康风险评价。结果显示,武威市农田土壤交通排放的Pb和化肥、杀虫剂使用过程产生的Cu模糊综合评价等级较高;张掖市农田由皮革产业、金属加工产业产生的Cr,钢铁产业、交通源产生的Ni模糊综合评价等级较高。基于重金属来源的健康风险评价结果显示,武威市农田土壤由化石燃料(煤和石油)的燃烧产生的Cr,张掖市农田由皮革产业、金属加工产业产生的Cr和由钢铁产业、交通排放产生的Pb在其所有来源中健康风险最高。因此,对研究区农田进行重金属污染预防和控制时应当重点关注以上来源产生的重金属。