宁夏平原由黄河冲积而成,是我国重要的商品粮基地,也是沿黄经济区的主要组成部分,该地区的经济发展不仅关乎国家西部地区的经济大开发,对我国的产业布局及国际合作至关重要。然而,近年来,宁夏平原地区农业和工业的快速发展所带来的重金属污染问题也日益凸显。本文以宁夏平原的引黄灌区农田(A区和B区)和石嘴山工业园区(C区)为主要的研究区域,分别采集了引黄灌区的水体样品、表层土和不同植物根际土壤样品以及玉米样品,分析样品中重金属(As、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Sn、V、Zn)的含量水平及污染特征。并通过线性回归方法研究重金属在水体—根际土壤—玉米(根、茎和叶)中的相互作用,探究农田种植系统中重金属的污染来源及迁移规律。同时,采用绝对主成分分析多元线性回归和正交矩阵因子分解两种模型对两种土地利用类型(引黄灌溉农田和工业园区)的土壤中重金属进行来源解析,对比两种模型的优劣,并针对源解析结果对引黄灌溉农田和工业园区土壤重金属污染问题提出相应的治理建议。研究结果表明:引黄灌区所有水样均处于安全级别,且该地区的黄河干渠、支渠、排水渠水样中重金属含量无明显区别。而受上游农业和工业排污的影响,黄河宁夏段下游水样中重金属含量最高。不同植物根际土壤中Cd、As、Zn、Pb、Ni、Cr、Mn、Sn和Cu的含量均超过宁夏土壤环境背景值,且Cd和As已达到严重和重度生态危害程度。玉米中As、Cd、Cr和Pb含量超过《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762-2012)的标准限值。在引黄灌区农田水体—根际土壤—玉米(根、茎和叶)的种植系统中,水体和根际土壤是玉米中重金属的直接来源。水体及根际土壤中的重金属能够促进玉米根部、茎部和叶部对重金属的吸收。同时,同种重金属在玉米不同部位的富集、转运能力不同,且在玉米同一部位,不同重金属的富集能力也存在差异。此外,在水体或土壤中未超过国家相关标准的重金属,也会对植物产生一定的毒害作用。通过对比PCA-MLR和PMF两种源解析模型的统计学参数以及对土壤的源解析结果,我们发现,PMF模型统计学参数均优于PCA-MLR,且PMF对复杂协变源的区分及识别更具优势。根据源解析结果,对于污染程度较轻且污染来源较简单的引黄灌区农田,两种模型的分析结果均有一定的指导意义。而对于污染程度较重且污染来源复杂的工业园区,PMF模型更具优势。引黄灌区农田土壤的重金属污染主要来源于农业污染(贡献率57%=农药17%+化肥14%)和引黄灌溉(贡献率26%)。农药化肥的利用率低导致的过度施用是研究区农田土壤中As、Cd、Cu和Pb含量严重超标的主要原因,对此,针对不同农田类型,科学测算施用方案并推进测土配方施肥是至关重要。此外,由于引黄灌溉带来的泥沙,增大了宁夏平原土壤重金属的本底值,因此,对黄河沉积物重金属污染的控制,采用“限制排放量”来代替“限值排放标准”,加大对沿黄企业污染排放量进行严格控制及监管是非常必要的。石嘴山工业园区土壤重金属污染主要来源于当地各种工业生产(贡献率59%)和大气污染(贡献率31%)。其中,钢铁制造业对该地区重金属污染的影响最大,当地政府应将土壤重金属污染的管控具体到工厂生产的各个工序中,保证整个工序的清洁生产。此外,该地区的大气污染主要来源于园区繁忙的工业运输,因此,运输车辆及物料的规范化和道路绿化需要引起重视。