通过对研究区内主要河流的河水-悬浮物-沉积物体系的分析，以及对主要农业及工业产区土壤元素及污染物的剖面特征、组合特征及演化规律的研究，发现区内元素主要受地质背景影响造成局部出现含量异常，此外某些有害元素和营养元素由于受长期人为干扰，呈现出较为明显的点状或面状异常分布。
研究区处于黄河下游流域，区内河网密布，地貌单元以冲积、冲湖积、冲海积平原为主，地势低洼，土壤在形成过程中与河流、湖泊、地形等地质因素关系密切。区内大多数土壤元素含量呈现出相似的变化特征，并且与土壤中反映土壤地质背景的常量元素如SiO2、Al2 O3具有较好的相关性，说明大多数土壤元素含量特征受地质背景控制。
通过悬浮物和过滤水采样分析初步识别水体元素来源，可以得出新万福河水引自黄河并已受到了农业种植影响，小清河过滤水和悬浮物中具有一套城市污染的元素组合特征等。由于主要河流本身元素含量特征及形成背景有所差异，在此影响下，各河流沿岸土壤元素异常原因也各有特点。
一、黄河沿岸元素异常成因分析
由山东省境内黄河上、中、下游3条土壤剖面的调查成果显示，土壤微量元素含量很大程度上受常量元素的制约，微量元素含量的剖面分布显示与Fe、Al、K、Ca、Mg含量呈共消长，而与Si、Na含量呈反消长的关系。从表4-10可以看出，黄河3条剖面表层土壤中SiO2含量比区域平均值低7.3%，Na2 O低0.44%，而Al2 O3、Fe2 O3、MgO、CaO、K2 O分别比区域平均值高0.98%、0.65%、0.67%、2.02%和0.15%。一般来说，土壤中SiO2含量越高、Al2 O3、Fe2 O3、MgO等组分越低，则土壤质地偏向于砂质、粉砂质；反之，则土壤质地偏向于粘土质。通过对黄河沿岸重金属等微量元素异常区3 条剖面的讨论，可以推断土壤常量组分是导致微量元素富集及其异常成因的重要因素。
图4-9a 徒骇河沿岸禹城（TA）剖面元素分布图
图4-9a 徒骇河沿岸禹城（TA）剖面元素分布图
图4-9a 徒骇河沿岸禹城（TA）剖面元素分布图
图4-9a 徒骇河沿岸禹城（TA）剖面元素分布图
表4-10 黄河沿岸剖面表层土壤常量组分与区域背景的对比表
图4-10 黄河表层土壤中各微量元素含量与SiO 2 含量关系图
图4-10，图4-11分别为部分微量元素与SiO2和Al2 O3含量关系的散点图。由图可见，除Hg外，各微量元素含量均与SiO2和Al2 O3含量具有非常明显的线性相关关系（与SiO2负相关，与Al2 O3正相关），只有个别离群数据点。微量元素与Na2 O含量的关系与SiO2类似，微量元素与Fe2 O3、MgO、CaO、K2 O的关系则同Al2 O3的关系类似。
图4-11 黄河表层土壤中各微量元素含量与Al 2 O 3 含量关系图
表4-11为黄河3条剖面表层土壤各微量元素与SiO2和Al2 O3线性拟合方程的回归系数。从表中可以看出As、Cd、Co、Cr、Cu、F、Mn、Mo、Ni、Pb、V、Zn等微量元素与SiO2和Al2 O3拟合系数r2，除Cd为0.7 左右，其他元素均在0.8 以上，说明这些元素与SiO2和Al2 O3具有十分密切的含量依存关系，微量元素分布明显受常量元素的制约。而从散点图上来看，Cd的回归系数稍低是由于受个别离群点影响所致。
表4-11 表层土壤微量元素与SiO 2 和Al 2 O 3 线性拟合方程的回归系数表（n＝88）
另一方面，B、Se的回归系数r2均在0.4左右，表明其含量与SiO2和Al2 O3的含量具有一定的关系，但同时还受到其他因素的影响。Hg、P、N、S等元素的回归系数r2较小，S元素甚至只有0.024，说明这些元素受常量元素影响很小。从元素生物、环境地球化学属性特征来分析，Hg、P、N、S等元素既是表生环境中最典型的污染元素，同时P、N、S还是最典型的生命元素。
本次调查测定的深层土壤微量元素含量中，除Hg、Se、N、S、B、P与SiO2线形拟合方程的回归系数较小外，其他元素均＞0.8（表4-12），说明深层土壤中这些元素含量主要受土壤SiO2含量的控制，从某种程度上讲，主要受土壤质地的制约。
表4-12 黄河各剖面深层土壤微量元素与SiO 2 回归方程参数表（n＝126）
通过对山东省境内黄河上、中、下游沿岸重金属等微量元素异常地段元素剖面分布及统计参数特征可以看出，呈异常分布的微量元素主要有As、Cr、Co、Cr、Cu、F、Mn、Mo、Ni、Pb、V、Zn等元素，异常衬度均不大，显示受常量元素控制的特点。由此推断，这些异常的形成主要与不同时间及空间范围内沉积物组成特征（砂质与黏质组成比例）有密切关系，砂质成分高、黏质成分低的地域或土壤层位，微量元素含量相对较低，反之微量元素含量呈高背景或异常分布。
与其他微量元素相比，Hg、N、Se等元素与SiO2和Al2 O3等土壤常量组分含量的线性回归系数较小，反映了土壤质地对这些元素的影响较小。从元素含量散点图可见，表层土壤中Hg、N、Se等元素与SiO2和Al2 O3的相关性不明显，但深层土壤剔除个别异常点之后，Hg、N、Se等元素与SiO2和Al2 O3具有较好的线性关系，由此推断表层土壤中这些元素受到了较为明显的人为作用影响，或者与这些元素活跃的表生地球化学活动性有关；深层中S和B与土壤质地有某种非线性关系，但表层土壤中S和B与土壤质地的关系变得错综复杂，推断与这两种元素具有强烈的表生地球化学活动性（均为重要生命元素）和强烈的人为扰动有关；无论是表层还是深层土壤，其P含量与土壤质地均无关，反映了P元素独特的地球化学性质。Hg、N、Se、S、B、N等元素与土壤质地的关系不如其他微量元素明显，表现出某种特异性，但这些元素在黄河沿岸3条剖面上均未形成大规模、高强度异常，多为单点异常或低衬度异常。
综合黄河沿岸3条剖面微量元素异常特征，不难得出黄河沿岸土壤微量元素异常与土壤主成分（一定程度上反映了土壤质地）有较为密切关系，富含黏粒质的土壤条件为多种微量元素的富集提供了有利条件，而人为污染、黄河侧渗则提供了微量元素来源。
二、小清河沿岸元素异常成因分析
由小清河沿岸两条剖面土壤元素含量的水平和垂向分布可见，XA剖面上微量元素受城镇污染水体和济南钢铁厂污染的影响较大，表现为Hg、Se和Cu等元素明显的地表富集，邻近小清河和济南钢铁厂样点异常强度大；XB剖面微量元素呈不连续异常分布，微量元素异常与常量元素分布的关系类似于黄河沿岸剖面，显示受土壤质地制约的特点。
表4-13对比了两条剖面表层和深层土壤元素含量的平均值，从表中数据可以看出，XA剖面表层土壤中的Hg和Se元素含量显著高于XB剖面、黄河沿岸剖面及区域表层土壤平均值，Cd、Cr、Cu、P等元素也相对较高，显示出XA剖面受到了较为强烈的人为污染叠加影响。
表4-13 XA 和XB 剖面元素平均含量表
续表
注：SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O含量单位为%；其他微量元素含量单位为10-6。
XB表层土壤中多数微量元素平均含量与黄河表层土壤相差不大，但XB剖面表层土壤中的SiO2和Na2 O比区域表层土壤平均值低得多，而Al2 O3、Fe2 O3、MgO、CaO和K2 O则高于区域平均值；XB剖面深层土壤中SiO2和Na2 O低于黄河深层土壤，Al2 O3、Fe2 O3、MgO、CaO和K2 O高于黄河深层土壤，微量元素含量也高于黄河深层土壤，反映了微量元素含量受常量元素制约的特点。
通过对剖面土壤元素含量的回归分析可以发现：XA剖面表层土壤中多种微量元素与SiO2含量无显著线性关系。剔除个别高值点后，As、V、Mn、Ni和Co等元素与SiO2的线性关系较好，但多数微量元素与SiO2的线性关系仍不好；值得注意的是，除Cd等少数元素外，XA 剖面深层土壤微量元素与 SiO2的含量关系也很差，甚至差于表层土壤。
野外采样时发现，该剖面沿线的农田大多引用小清河水灌溉，推断深层土壤中微量元素与SiO2含量间的异常关系，一方面可能与引用小清河污染水灌溉后，污染元素由地表淋渗至深层土壤有关；另一方面，污染的小清河水也可能通过侧渗等方式而影响到河流两侧农业浅层地下水质量及深层土壤元素含量。
由表4-14可见，XB剖面表层土壤中的微量元素与SiO2含量的线性关系较好，某些元素如As、Cd、F与SiO2含量的线性关系甚至优于黄河表层土壤。XB剖面深层土壤的微量元素与SiO2含量的线性关系也较好，但多种元素如As、Cu、Mn、Mo与SiO2含量的线性关系不如表层土壤，而且同黄河深层相比，各微量元素与SiO2回归系数也普遍明显低于黄河深层土壤。通常情况下，深层土壤受人为污染扰动影响相对较弱，其含量应更接近自然背景，与土壤主成分及质地的关系应该优于表层土壤。XB剖面深层土壤微量元素与SiO2含量间线性关系较差，其原因可能是该剖面附近农田普遍使用小清河和支脉河水灌溉，推断可能与XA剖面类似，灌溉水中的微量元素淋滤至深层土壤所致。
表4-14 小清河XB 剖面、黄河剖面微量元素与SiO 2 线性拟合的回归系数表
综上所述，小清河济南剖面（XA剖面）受到了较强烈的人为作用影响，Hg、Se和Cu等元素强烈表层富集以及多数微量元素与土壤SiO2、Al2 O3主成分（反映了土壤质地）关系较差是其证据；而小清河下游XB剖面表层土壤受到的人为叠加影响较小。深层土壤微量元素含量特征显示，两条剖面均有一定程度的人为叠加影响，济南（XA）剖面所受人为影响大于东营（XB）剖面，推测与小清河水农田灌溉以及河水与浅层地下水的交互影响有一定关系。
三、徒骇河沿岸元素异常成因分析
图4-12与图4-13为徒骇河表层和深层土壤中部分微量元素与SiO2含量散点分布图。由图可见：
图4-12 徒骇河沿岸禹城剖面表层土壤中微量元素与SiO 2 含量关系图
1）与黄河沿岸剖面情况类似，徒骇河禹城剖面表层土壤中大部分微量元素与SiO2含量呈显著的负相关关系。
2）除As、Ni等元素外，深层土壤与SiO2的相关性比表层土壤更为明显，且此剖面深层土壤中Hg与SiO2也呈现出较好的线性关系。
3）与黄河沿岸几条剖面相比较，无论是表层土壤还是深层土壤，徒骇河TA剖面上大部分微量元素与SiO2的相关性都要低于黄河，这预示着徒骇河剖面微量元素含量除了与土壤主成分及质地控制外，还可能与人为污染等其他作用有关。
4）徒骇河TA剖面与小清河两条剖面相比较，微量元素与SiO2的相关性则要好一些，特别是比小清河济南（XA）剖面要好得多。
黄河、徒骇河、小清河几个剖面微量元素与土壤SiO2等常量组分的相关关系，较好地反映了各剖面人为污染叠加作用的强弱程度。
图4-13 徒骇河沿岸禹城剖面深层土壤中微量元素与SiO 2 含量关系