Heavy Metal Content of Soil and Wheat Seeds Around Anyang: Correlation and Principal Component Analysis

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2021-0140

Abstract

Abstract:

Heavy metals, as a major class of pollutants, have received much attention in recent years. To understand the status of heavy metals in soil and wheat seeds in Anyang, 60 samples of soil and wheat seed each were collected from agricultural fields. Correlation analysis and principal component analysis were conducted to identify the distribution characteristics of heavy metal contents in soil and wheat seeds. The results show that the variation range and mean value of each element’s content in soil and wheat seeds are quite different, and the content of each element in wheat seeds is lower than that in soil. There is a significant correlation among heavy metal Cr, Mn, Fe, Ni and Cu in soil. Heavy metal Fe and Pb in wheat seeds are significantly correlated with heavy metal Cr, Mn, Fe, Ni and Cu in soil. Heavy metal Cd content in wheat seeds is significantly correlated with heavy metal Cd and Pb contents in soil. Principle component analysis reveals that heavy metal Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Cd and Pb have high loads on the first principal component, and the loads on the first principal component are much larger than those on the second principal component. The sources of heavy metal Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Cd and Pb in wheat seeds from Anyang have some similarity.

Key words: Anyang, soil, wheat seeds, heavy metal, correlation analysis, principal component analysis

CLC Number:

S512.1，X53

XUE Zhiwei, HUANG Qingqing, YANG Chunling. Heavy Metal Content of Soil and Wheat Seeds Around Anyang: Correlation and Principal Component Analysis[J]. Journal of Agriculture, 2022, 12(12): 28-33.

Figures/Tables 8

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元素		范围/(mg/kg)	平均值/(mg/kg)	标准差/(mg/kg)	变异系数/%
土壤	Cr	23.21~45.88	31.41	5.53	17.59
	Mn	205.21~469.70	287.83	63.62	22.10
	Fe	8948.00~17473.00	11397.33	1941.49	17.03
	Ni	6.41~14.14	8.56	1.93	22.54
	Cu	5.01~14.16	7.41	1.76	23.81
	Zn	17.03~43.98	23.33	4.48	19.19
	Cd	0.47~1.83	0.70	0.24	33.62
	Pb	17.04~71.63	25.76	11.50	44.65

元素		范围/(mg/kg)	平均值/(mg/kg)	标准差/(mg/kg)	变异系数/%
土壤	Cr	23.21~45.88	31.41	5.53	17.59
	Mn	205.21~469.70	287.83	63.62	22.10
	Fe	8948.00~17473.00	11397.33	1941.49	17.03
	Ni	6.41~14.14	8.56	1.93	22.54
	Cu	5.01~14.16	7.41	1.76	23.81
	Zn	17.03~43.98	23.33	4.48	19.19
	Cd	0.47~1.83	0.70	0.24	33.62
	Pb	17.04~71.63	25.76	11.50	44.65

元素		范围/(mg/kg)	平均值/(mg/kg)	标准差/(mg/kg)	变异系数/%
籽粒	Cr	0.13~1.53	0.28	0.20	74.30
	Mn	37.79~90.63	61.75	11.09	17.97
	Fe	12.86~71.02	30.42	13.72	45.11
	Ni	0.04~0.72	0.16	0.14	84.68
	Cu	1.02~3.30	1.52	0.36	23.91
	Zn	12.04~62.63	23.17	8.38	36.18
	Cd	0.02~0.28	0.05	0.04	75.68
	Pb	0.22~6.68	0.95	0.90	94.68

元素		范围/(mg/kg)	平均值/(mg/kg)	标准差/(mg/kg)	变异系数/%
籽粒	Cr	0.13~1.53	0.28	0.20	74.30
	Mn	37.79~90.63	61.75	11.09	17.97
	Fe	12.86~71.02	30.42	13.72	45.11
	Ni	0.04~0.72	0.16	0.14	84.68
	Cu	1.02~3.30	1.52	0.36	23.91
	Zn	12.04~62.63	23.17	8.38	36.18
	Cd	0.02~0.28	0.05	0.04	75.68
	Pb	0.22~6.68	0.95	0.90	94.68

元素	Cr	Mn	Fe	Ni	Cu	Zn	Cd	Pb
Cr	1.000	0.809^**	0.910^**	0.933^**	0.816^**	0.121	-0.134	-0.116
Mn		1.000	0.904^**	0.822^**	0.774^**	0.187	-0.141	-0.106
Fe			1.000	0.948^*	0.888^**	0.127	-0.157	-0.153
Ni				1.000	0.884^**	0.161	-0.080	-0.098
Cu					1.000	0.311^*	0.098	0.117
Zn						1.000	0.214	0.381^**
Cd							1.000	0.882^**
Pb								1.000