土壤环境质量主要受自然环境和人为环境双重因素控制。自然环境指各种自然条件和自然资源的总和，如地质、地貌、气候、水文和生物等。人工环境指人类在自然环境的基础上，为了不断提高物质和精神生活水平通过长期有计划、有目的的经济活动和社会活动，逐步建立起来的生存环境。长期的人类活动在改造自然环境的同时，也对环境质量造成一定的负面影响，如大量使用化肥、农药和生产生活废弃物排放会导致土壤受到一定的污染等。目前，土壤污染已成为抑制农业可持续发展一个重要因素，已引起各级政府的高度重视和农业、环境、地质、社会等学者的广泛关注。
以鲁西北平原区生态地球化学调查取得的区域性土壤元素分析测试资料为依据，参照国家土壤环境质量标准及区域土壤元素背景值，评价土壤环境质量现状及其污染程度，进行变化趋势研究与预测，将为区域农业生产和发展规划、农村产业结构调整、土壤施肥与改良、合理种植布局、发展无公害、绿色食品，以及农业生态环境保护、土地利用规划、污染治理与修复提供科学依据。
一、土壤环境质量单因子评价
土壤环境质量单因子评价以中华人民共和国国家标准（GB15618—1995）《土壤环境质量标准》为评价标准，根据土壤中pH、Cd、Hg、Cu、As、Pb、Cr、Zn、Ni等评价指标的实测资料，确定单因子环境质量分级。
重金属元素单因子环境质量评价结果如表6-1 所示。Hg、As、Cd、Pb、Zn、Cu、Cr、Ni等单因子土壤环境质量评价结果表明：鲁西北平原符合一、二级土壤环境质量标准的土壤样本数占99%以上，其中Ni、Pb元素含量无超Ⅲ类土壤存在。区内土地环境质量总体状况良好，绝大多数土地的环境质量达到Ⅰ类、Ⅱ类标准，完全能满足农业耕作土壤的环境质量要求。
土壤单因子分级区域分布特征如图6-1至图6-8所示。从分布特征来看，鲁西北平原8种重金属元素含量在大部分地区较低，其土壤环境质量类型以Ⅰ类土壤为主，分布极为广泛；Ⅱ类土壤次之，主要分布在鱼台县辖区，巨野县东、东北，东明—鄄城靠黄河一带，郓城县城及西南，梁山县北，台前县东，阳谷—莘县—聊城一带，东阿—平阴一带，禹城周边，商河—济阳之间，济南市区，高青—博兴一带，沾化西北，东营南，垦利东北一带等地段；Ⅲ类土壤及超Ⅲ类以孤点状分布，初步分析主要是由点源污染所引起。
表6-1 鲁西北平原土壤单因子评价环境质量统计表
图6-1 鲁西北平原土壤砷元素环境质量分级图
图6-2 鲁西北平原土壤镉元素环境质量分级图
图6-3 鲁西北平原土壤铬元素环境质量分级图
图6-4 鲁西北平原土壤铜元素环境质量分级图
图6-5 鲁西北平原土壤汞元素环境质量分级图
图6-6 鲁西北平原土壤镍元素环境质量分级图
图6-7 鲁西北平原土壤铅元素环境质量分级图
图6-8 鲁西北平原土壤锌元素环境质量分级图
二、土壤环境质量多因子评价
土壤环境质量多因子评价采用内梅罗指数法进行计算，评价标准仍然依据中华人民共和国国家标准（GB15618—1995）《土壤环境质量标准》，选择土壤中pH、Cd、Hg、Cu、As、Pb、Cr、Zn、Ni等为评价指标。内梅罗污染指数反映了各污染物对土壤的作用，同时突出了高浓度污染物对土壤环境质量的影响，其计算方法如下：
鲁西北平原典型生态区地质地球化学环境研究
式中pi，aver和pi，max分别是平均单项污染指数和最大单项污染指数。
单项污染指数的计算公式如下：
土壤单项污染指数＝土壤元素实测值/土壤环境质量标准值（一级）
按照内梅罗指数来划定土壤环境质量的等级，评价标准及结果见表6-2，图6-9。
表6-2 内梅罗指数评价标准表
图6-9 鲁西北平原土壤环境质量内梅罗指数分级图
通过计算，鲁西北平原表层土壤各采样点内梅罗指数平均值为0.760，其中属于清洁和尚清洁水平的采样点占总数的93.58%，土壤从整体上属于尚清洁范围。污染区域分布于济宁城区、济南城区、菏泽城区、巨野东部及北部、嘉祥北部、莘县东部、鱼台、德州北部、博兴、庆云、无棣、东营等地，其中重污染地区均以点状分布于城市或城市周边地区。
三、典型生态区主要生态环境问题分析
（一）典型生态区生态与环境问题
通过在典型生态区开展的生态地球化学调查与评价工作结果显示，在鲁西北平原区，确实存在着一定的环境生态问题，具体问题有水环境污染、土壤污染和地方病流行等方面。
1.土壤污染
在本次研究所选择的东营石油开采区、小清河流域等地，土壤污染现象较为明显，且不同地区土壤污染特点有所差别。
石油开采区，土壤污染物以有机污染物为主。例如所有采样井附近的土壤中，均表现出饱和烃、芳烃、非烃和沥青质的含量最大值存在于井口处，井口中心附近有机物含量明显高于外围区域。从剖面变化规律看，总体上饱和烃、芳烃、非烃和沥青质的含量随取样深度的增加而减少。此外，土壤中个别取样点所含部分污染物的浓度值已超过土壤环境质量一级标准所规定的标准值，但均还未超过土壤环境质量二级标准所规定的标准值。
研究同时反映出土壤中的微量元素与有机污染物存在相互影响，土壤中Cr、Pb、Zn元素受油田开发过程中落油污染的影响较大，而As、Cu 和Ni 元素受落油污染的影响较小。
城市周边环境中土壤污染以重金属污染物为主。小清河流域沿岸在历城区、博兴县及部分乡镇驻地周围土壤质量较差，污染物以As、Cd、Cr、Ni等重金属离子为主。
土壤污染使土壤退化加剧，土壤肥力降低或严重丧失，生物多样性减少。
2.水环境污染
已有浅层地下水化验分析结果表明，评价区内的浅层地下水按卫生部颁布的《生活饮用水水质卫生规范》中的标准，已有多项指标超标，如济宁某地的浅层地下水氟化物含量高达8mg/L，是饮用水水质限值的8倍。当地居民长期饮用这种多项指标超限的地下水，对身体造成极大的危害，严重威胁人民的身体健康。浅层地下水水质总的分布特征是：鲁西黄河冲积扇区以适宜饮用的Ⅰ级水为主，鲁北黄泛平原区以较适宜饮用的Ⅱ级水为主，逐渐过渡到滨海平原不宜饮用的Ⅲ级水和不能饮用的Ⅳ级水。鲁北中东部乐陵—东营冲积和冲海积地层交接地带及滨海地带水质大多为不宜饮用的Ⅲ级水与不能饮用的Ⅳ级水，主要超标物为石油、挥发酚、COD、Cd、Pb和固型物等。
河流多已遭受污染，主要超标项目为COD、BOD、NH3-N、NO3-N、酚、氨氮和石油类，污染程度属重度—极严重污染。
3.地方病
地方病调查显示鲁西北平原区地方性氟中毒仍未得到有效控制，病区的饮水氟含量水平和群体的尿氟水平普遍较高，高氟的危害仍然十分严重，防治形势严峻。
郓城、嘉祥、东昌府和博兴4县（区）中66个乡、镇有32个被认定为高碘地区，高碘乡、镇人口数或称受高碘危害人口达141.7万人，其中28个乡、镇又被确定为地方性高碘甲状腺肿病区。
郓城、嘉祥、东昌府以及博兴4县（区）中存在水As超标样，且检查出可疑地As病患者。
（二）环境问题成因分析
通过典型生态区的生态地球化学研究发现区内的环境问题受人为干扰影响，但同时与地质背景也有一定关系。
土壤污染主要集中在城市及工业集中区，区内河流存在较为明显的重金属及有机物富集，主要污染源来自城市燃煤、工业冶金、建筑及机动车尾气。一方面大量的污染物质通过污水排放进入河流，在通过渗透进入河流周围土壤。此外大气降尘、人工施肥等因素也使得大量的重金属元素在土壤表层富集。
但同时河流侧渗作用的研究也表明，黄河、小清河、徒骇河沿岸重金属元素异常，由重金属与常量组分存在显著相关性判断重金属异常主要与土壤质地有关，河流侧渗不是主要异常成因，这也意味着地质背景从一定程度上控制着区域的环境问题。最为明显的实例就是区内地方病分布与地质背景之间的联系，地甲病、地氟病的分布区域均存在较高的碘、氟高背景值，而且相关性研究也表明，地氟病与地质环境中的地下水及土壤环境关系密切，地甲病与当地饮用高碘的浅层地下水有关。
因此在鲁西北平原区的生态环境研究中需要关注地质背景与环境生态问题的联系，以系统的观点研究元素在各个圈层中的迁移及转化规律。