《表4 Austre Lovénbreen冰川和Pedersenbreen冰川前沿表层土壤金属元素的主成分分析》

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《北极Austre Lovénbreen和Pedersenbreen冰川前沿表层土壤中金属元素分布特征和来源研究》

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对Pedersenbreen冰川前缘的表层土壤元素进行主成分分析，提取到了两个成分，占总方差贡献率的91.663%。组分1的方差贡献率为72.089%，Ni、Pb、V、Al和Fe在组分1中表现出了高负载。同时从相关性分析的结果看出Ni、Pb、V、Al和Fe之间具有良好的相关性，因此表明了这些元素具有共同的来源。Ni、Pb、V、Al和Fe的富集因子处于没有富集的范围内，因此这些元素主要来源于母岩风化。其中Pb在P2点的略微富集说明了人为活动可能对P2点的Pb产生了影响。2006年Sun等[26]对斯瓦尔巴德Bolterskardet湖的沉积柱中的Pb含量进行研究，发现沉积柱中Pb的含量自下而上有显著增加的趋势，证明了斯瓦尔巴德当地的人为活动增加了Pb的排放。组分2中Pedersenbreen冰川前缘的表层土壤的Mn表现出高负载（0.931），相关性分析也表明Mn元素与Pedersenbreen冰川前缘的表层土壤中的其他金属元素之间没有相关性。说明Pedersenbreen冰川前缘的表层土壤中的Mn元素与该冰川表层土壤中的其他元素有不同的来源。研究表明北极地区的人类活动较为密集的区域周边的Mn含量会上升[16]。因此，Pedersenbreen冰川前缘的表层土壤中Mn元素的来源可能与当地居民日常生活的垃圾填埋和化学废弃物堆置有关。另外，组分2中Pedersenbreen冰川前缘表层土壤中的Cu和Zn在组分2中表现出较高的负载（0.647和0.636）。从相关性分析的结果来看，Pedersenbreen冰川前缘表层土壤中的Cu和Zn之间的相关性很高，而Cu和Zn与该冰川前沿表层土壤中的其他元素呈负相关。说明Pedersenbreen冰川前缘的表层土壤中的Cu和Zn的来源一致，而与Pedersenbreen冰川前缘的表层土壤中的Ni、Pb、V、Al和Fe有着不同的元素来源和岩石风化过程。有研究表明有色金属采矿和冶炼的痕量金属的排放是一些地区雪冰中Cu和Zn的重要来源[27-28]。对Svalbard群岛周边的矿区分布进行调查，发现在格陵兰岛最北的Citronen Fjord有Zn矿开采，因此从格林兰岛长距离传输的Zn可能是Pedersenbreen冰川前缘的表层土壤中Zn的潜在来源。但是已有对Svalbard采矿对周边土壤污染的研究发现，Svalbard群岛中煤矿的开采仅对矿区内的土壤重金属元素的含量有较大影响[29]。所以，经人类开采活动所排放的Cu和Zn对Pedersenbreen冰川前缘的表层土壤中的Cu和Zn的影响不大。考虑到采样点靠近海洋，海洋输入和大气沉降作用也是Cu和Zn的潜在来源。Na是评估海盐气溶胶对元素输入的潜在来源的指示元素，如果海洋气溶胶对元素的输入作用明显，那么靠近海岸的采样点土壤中的Na的含量应该要高于远离海岸线的点，但在Pedersenbreen冰川前沿的采样点中的Na没有发现这种趋势。因此，海洋气溶胶对元素的输入贡献较小。值得说明的是，如果是受到了长距离传输的作用明显，Zn和Cu在Austre Lovénbreen和Pedersenbreen冰川前沿的表层土壤大部分采样点的含量是均一的，但我们的数据中Austre Lovénbreen和Peders enbreen冰川前沿的表层土壤中的Cu和Zn元素差异较大。因此大气传输作用对这种大空间的变化影响不大，不过我们的数据难以准确量化大气传输的贡献率。Pedersenbreen冰川前沿表层土壤中的Cu和Zn的另一个可能的来源是航空煤油和车辆磨损，在Austre Lovénbreen冰川和Pedersenbreen冰川开展科学考察活动时会用到雪地车和快艇[30]，以及在Ny-?lesund的飞机场都是Cu和Zn的可能来源。考虑到Cu和Zn高值仅出现在Pedersenbreen冰川，而Zn是典型的亲Cu元素，两者在Pedersenbreen冰川具有相似的局地土壤风化和母岩输送过程，所以Zn会伴随Cu在土壤中随着元素分馏作用而富集[31]。