基于GIS的凯江流域农田重金属污染评价研究

采用单因子污染指数法(P_i)对四川盆地丘陵区凯江流域农田耕层土壤(0～20 cm)中4种重金属污染风险进行评价,并基于GIS平台,结合反比距离权重法(IDW)、径向基函数法(RBF)、普通克里格法(OK)、析取克里格法(DK)和概率克里格法(PK)分析研究区重金属的空间分布特征。结果表明,凯江流域土壤Cd、Hg、As和Pb平均含量分别为0.35、0.10、7.77 mg·kg~(-1)和22.54 mg·kg~(-1),在空间分布上土壤Cd、As和Pb总体呈现以两个高值为中心向四周递减的趋势,土壤Hg则呈现西部高、东部低的特征。单因子污染指数评价结果表明,土样Cd、As、Hg和Pb的污染超标率(P_i≥1)分别为7.5%、0.5%、0和0。前4种空间插值的分级面积统计结果表明,研究区域土壤Pb、Hg和As均无污染超标,土壤Cd超标面积(P_i≥1)为0.14%～1.06%;概率克里格法风险评估结果表明,土壤Hg、Pb分别在P_i0.3和P_i0.2条件下无高风险概率,在阈值为1.0条件下,受到As污染的高概率(0.8～1.0)区域有1.05%,0.16%的区域面积有Cd污染超标风险(P=1.0)。因此,该区部分农田土壤主要受到Cd污染。     

淄博优势玉米监测区土壤砷元素空间变异性研究

采用地统计技术研究了淄博优势玉米监测区土壤砷元素空间变异性,结果表明,淄博优势玉米监测区土壤砷元素监测数据呈对数正态分布,其经验半变异函数存在明显的各向异性,在北偏东70°方向上连续性最强。应用指数模型拟合经验半变异函数,采用普通克里格法预测了砷元素的空间分布状况,研究表明,本区域砷元素存在明显的空间异质性,污水灌溉是引起土壤砷元素空间变异性最主要的因素。     

淄博优势玉米监测区土壤砷元素空间变异性研究

采用地统计技术研究了淄博优势玉米监测区土壤砷元素空间变异性,结果表明,淄博优势玉米监测区土壤砷元素监测数据呈对数正态分布,其经验半变异函数存在明显的各向异性,在北偏东70°方向上连续性最强。应用指数模型拟合经验半变异函数,采用普通克里格法预测了砷元素的空间分布状况,研究表明,本区域砷元素存在明显的空间异质性,污水灌溉是引起土壤砷元素空间变异性最主要的因素。     

上海崇明岛土壤重金属含量空间变异特征研究

采用地统计学与GIS相结合的方法,研究分析了上海崇明岛土壤重金属砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、锌(Zn)、铜(Cu)、汞(Hg)、铅(Pb)、镍(Ni)的空间变异特征并比对国家标准分析了各元素超标概率分布状况.样本数据中的离群值是反应区域局部污染状况的重要信息,但同时离群值又对样本统计量的估计或空间插值造成一定的影响.本文尝试采用去离群值样本的插值模型与包含离群值样本数据进行插值的方式对重金属空间分布特征进行分析.另外,采用概率克立格法对研究区各元素超标概率状况进行了预测.结果表明:基于对离群值特殊处理的重金属含量的空间插值精度明显提高.研究区重金属分布特征为:崇明岛部分区域Cd含量较高;分布相对均匀,但空间向异性较大;新河码头附近、前进农场东、六滧港附近、崇明岛西北角这四大区域大部分重金属元素含量较高、且超标概率也较高.     

龙口市北部平原土壤重金属空间分布特征分析

以龙口市北部平原农田为试验区,野外采集63个农田土壤样本,基于实验室测定的样本重金属含量数据,利用空间插值分析方法,分析了试验区土壤重金属的空间分布特征。结果表明,6种重金属均有不同程度的富集现象,土壤重金属平均值表现为MnZnCrPbAsHg;Pb、Cr和Mn3种元素污染最为明显。普通克里金空间插值结果显示,研究区域内土壤中As和Cr元素的高值区域均位于其东北部;Hg元素最高值位于东北部和中部;Pb含量高值区域位于研究区东北部和西南部;Zn元素空间分异差异不大;Mn含量的最高值位于研究区西北部,并表现为向东南部逐渐递减。     

淮南土壤Pb含量的指示克里格估值研究

以淮南市表层土壤重金属Pb含量为例,针对其存在趋势与偏态分布的特点,利用指示克里格法研究了土壤Pb含量大于特定阈值的条件概率分布,分析了该地区土壤中Pb含量的空间分布特征。结果表明:研究区表层土壤Pb含量总体不高,但不同部位Pb含量差异较大。指示克里格法适用于原始数据呈非正态分布的土壤属性。该研究结果为该地区土壤环境质量评价和重金属污染防控提供科学依据。     

秦皇岛庙沟铁矿区域土壤重金属污染分布特征研究

在庙沟铁矿4个区域(排土场、尾矿库、采矿场和生活区)采集土壤样品50个,以Cd、Cu、Pb、Zn为目标元素,采用ICP-AES电感耦合等离子体原子发射光谱法测定元素含量,借助反距离加权插值法揭示该区域表层土壤中重金属元素的空间分布特征,并通过内梅罗综合指数法对区域重金属污染进行评价。结果表明,4种元素富集程度为CdCuPbZn,且Cd、Pb、Zn 3种元素间在空间分布上具有相似性和伴生规律;庙沟铁矿4个区域的综合污染评价指数分别为采矿场1.67、排土场2.63、尾矿库1.81、生活区1.41;由于常年主导风向的影响,矿区土壤重金属元素在东北西南一线的呈带状分布,尾矿库区域重金属的平均含量及污染程度均为下风向的东北方向最大,上风向的西南方向最小。     

冶炼企业影响的土壤-水稻系统中重金属分布特性及污染评价

以苏南某冶炼厂原址场地附近土壤、水稻为对象,研究了土壤及水稻籽粒中重金属(Cu、Pb、Cd)污染状况及其迁移、累积特征.结果表明.研究区土壤重金属综合污染指数均大于3,污染等级超过5级,属重度污染且各重金属间污染程度呈现Cd>Cu>Pb的特征,水稻籽粒中重金属Pb、Cd超标严重.在迁移、累积方面.表层土壤重金属呈现出由东南向西北方向扩散的趋势,且向下迁移及在水稻籽粒中累积的趋势明显,各重金属在水稻籽粒中富集能力的大小顺序为Cu>Cd>Pb.     

基于ArcGIS的污染场地土壤铬空间格局分析

以某铬盐生产废弃场地为例,运用空间数据管理平台ArcGIS以普通克里格插值法、趋势分析法评估污染物铬（Cr）在场地土壤中的空间分布格局并实现其可视化表达.普通克里格插值分析表明场地污染物Cr主要集中在中上层土壤且Cr污染在各层中部污染较其他区域严重,Cr在场地中的空间分布与原厂工艺布局关联度较高;趋势分析与克里格插值空间分析结果具有较好的一致性,场地空间数据分层统计,合理地利用了空间插值分析中区域变量的自相关假设,提高了评估成果的可靠性.     

高斯序贯模拟与克里格插值2种土壤重金属污染分析方法的比较

[目的]探讨克里格插值和高斯序贯模拟2种方法在土壤重金属污染分析中的差异,以期为土壤重金属污染分析方法的选择提供参考依据。[方法]以山东聊城某县重金属铜采样数据为研究对象,利用克里格插值和高斯序贯模拟2种方法进行土壤重金属铜的空间分布建模模拟。并选择30个采样点作为交叉验证数据集,对2种插值方法进行对比分析。[结果]克里格方法和高斯序贯模拟在均值段和极值段的模拟各有优势,研究者应根据试验数据的特点及应用目的对二者进行选择使用。[结论]土壤重金属污染分析是土壤治理、生态修复的前提,该研究结果对于根据不同目的需求来选择不同的插值、模拟方法具有重要意义。     

高斯序贯模拟与克里格插值2种土壤重金属污染分析方法的比较(英文)

[目的]探讨克里格插值和高斯序贯模拟2种方法在土壤重金属污染分析中的差异,以期为土壤重金属污染分析方法的选择提供参考依据。[方法]以山东聊城某县重金属铜采样数据为研究对象,利用克里格插值和高斯序贯模拟2种方法进行土壤重金属铜的空间分布建模模拟。并选择30个采样点作为交叉验证数据集,对2种插值方法进行对比分析。[结果]克里格方法和高斯序贯模拟在均值段和极值段的模拟各有优势,研究者应根据试验数据的特点及应用目的对二者进行选择使用。[结论]土壤重金属污染分析是土壤治理、生态修复的前提,该研究结果对于根据不同目的需求来选择不同的插值、模拟方法具有重要意义。     

太行山南麓金属冶炼区土壤环境质量评价

以太行山南麓典型金属冶炼区为例,对其周边农田土壤—小麦系统重金属Pb、Cd、As和Hg含量进行了测定分析,依据相关质量标准,按照单因子污染指数法、地积累指数法及其综合指数法对土壤环境质量进行评价,利用克里格插值法对土壤重金属污染的空间变异特征进行了分析,并依据土壤—小麦系统重金属相关性,确定最终评价结果。结果表明,研究区土壤各重金属含量均值均超过当地土壤背景值,重金属Cd和Pb超标严重,且各重金属含量空间变异程度较大;单因子污染指数法评价结果表明研究区重金属污染程度CdPbAsHg,污染指数分别为4.58、3.57、0.99和0.18,其综合污染指数3.97,属重度污染;地积累指数法评价结果为CdPbHgAs,污染指数分别为4.06、2.53、1.47和0.31,地积累综合污染指数3.25,属强污染水平;2种评价方法中关于重金属Hg评价结果存在差异,依据土壤—小麦系统间重金属相关性,最终确定以单因子污染指数法及其综合污染指数法评价结果为研究区土壤环境质量评价结果。     

太原城区周边土壤重金属分布特征及生态风险评价

以太原市城区周边土壤为研究对象,分析了土壤重金属Cu、Zn、Ni、Cr、Pb、Cd、Hg和As的污染特征及其空间分布特征,并通过对研究区的污染源进行资料收集和实地调查,探究了污染源与土壤重金属污染间的关系。结果表明:研究区土壤重金属元素Zn、Cr、Hg、Pb、Cd的均值都超过了山西省土壤背景值,元素Ni、Cu和As与背景值相差不大;从Hankson生态风险评价来看,研究区的综合生态风险程度处于中等水平,Hg和Cd的风险较为明显,其达到中等风险强度以上的样点分别有74.1%和30.8%;从空间分布来看,研究区的南部土壤重金属元素Pb、Hg、Cd、Cu、Zn、Ni和Cr的含量较高,As含量较高的区域集中分布于东北部;化工类污染源和矿石类污染源是造成研究区重金属污染的两个主要污染源。     

基于克里格插值的兰州市土壤全氮和有机质空间变异研究

用普通克里格法对兰州市土壤全氮和有机质的空间变异趋势及分布规律进行了分析.结果表明,土壤表层全氮和有机质的含量分布具有较高的空间变异性,且变异趋势较为一致.土壤全氮和有机质高值区主要分布在中偏南部分地区,且存在高度相关性.     

红壤耕地重金属含量空间变异与污染不确定性分析

为江西省鹰潭市余江区后续耕地土壤重金属污染治理与修复提供参考,采用地统计学法和内梅罗综合污染指数法,分析余江区124个土壤样点6种重金属(Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、As)含量的空间分布特征和污染的不确定性。结果表明:Cd在土壤中的含量高于国家Ⅱ级标准,超标严重,其他重金属的含量均低于国家I级标准;普通克里格插值结果显示,Cu和Zn存在轻微污染且占比面积极小,Cd污染较严重;指示克里格插值结果显示,Cd和Cu的污染面积比重分别为36. 04%和1. 87%,其他重金属无污染现象;就单项污染而言,Cu和Zn均有极小比重的不确定区域,Cd的污染及不确定区域约占50%,综合污染和不确定区域面积近30%。     

关中西部某铅锌冶炼区周边耕地土壤重金属污染特征及评价

通过野外采样和实验室分析,研究关中西部某铅锌冶炼区周边耕地土壤中重金属元素的含量,并进行了污染评价。结果表明,该铅锌冶炼区周边耕地土壤中Pb、Zn、Cu、Cd、Cr、Hg、As、Ni的平均含量分别为47.95、128.53、26.13、1.09、91.5、0.164、12.2 mg·kg^-1和27.1 mg·kg^-1,除了Ni元素,均高于陕西省土壤元素背景值。评价结果表明,该铅锌冶炼区周边耕地土壤已经达到了中重度污染程度,其中重金属Pb、Hg和Zn污染较严重,耕地土壤重金属复合污染较严重。     

樱桃种植区土壤及樱桃重金属富集状况研究

为研究西北干旱樱桃种植区樱桃重金属富集状况及其与土壤重金属含量之间的关系,采用内梅罗指数法和富集系数法对土壤及樱桃重金属富集状况进行评价。结果表明:以《土壤环境质量标准》作为评价标准,发现樱桃种植区土壤未受到严重的重金属污染;从土壤重金属空间分布格局来看,种植区东北部土壤重金属污染较西南部污染严重;樱桃各部位(叶片、果皮、果肉)中Cd、Cu、Pb、Zn、Cr等5种重金属元素的含量差异较大,叶片和果皮中Pb、Cr、Cd超标,果肉中Pb、Cd超标;樱桃不同部位的重金属富集量存在较大的差异,总体趋势为叶片果皮果肉;不同重金属元素被樱桃同一器官吸收富集的能力存在较大的差异,在叶片部位重金属元素富集能力大小依次为CdCuPbZnCr,在果皮部位重金属元素富集能力大小依次为CdCuZnPbCr,在果肉部位重金属元素富集能力大小依次为CdCuPb=ZnCr;Cd在樱桃叶片、果皮、果肉的富集系数均为最大,具有较强的潜在生态风险。     

贵州省典型铅锌矿区土壤重金属污染状况评价

在贵州DD、DX典型铅锌矿区共采集土壤表层样品27件,针对不同采样点和不同片段的整体研究,采用单因子污染指数法和N.L.Nemerow综合污染指数法对研究区域重金属污染进行研究,结果表明,矿区土壤中重金属污染程度有较大差异,其中Cu、As、Cr等重金属元素无或轻污染;Cd、Zn、Hg、Pb等重金属元素对该区土壤环境已造成污染;2个研究区域土壤中重金属综合污染已相当严重。     

遵义市土壤锌空间分布特征研究

为了解遵义市土壤锌空间分布现状及其影响因素,在遵义市采集了701个表层土壤样本,分析了样品中的锌含量。利用GS+软件构建半变异函数模型,采用普通克里格法预测了遵义市土壤锌含量空间分布特征,并进一步探讨土壤理化性质对土壤锌含量及其空间分布的影响。结果表明,遵义市土壤全锌含量变幅为40.51~315.74 mg·kg^-1,平均值为107.9 mg·kg^-1,土壤锌含量高值区和低值区主要集中在遵义市东南部和西南部。土壤全锌含量与pH无显著相关关系,与有机质和海拔高度呈极显著正相关关系。研究表明,遵义市土壤锌的分布地域差异明显,造成这种差异的主要因素是成土母质、有机质和海拔高度。     

普通克里格评估土壤污染物空间分布精度控制研究

从数据的统计特征分析、异常值筛选及处理、实验半变异函数计算及拟合等方面对普通克里格计算过程中的精度控制问题进行了初步研究,并以天津市东南郊区土壤砷(As)空间分布评估为例,分析了在多步骤精度控制下普通克里格法估计土壤污染物空间分布的可靠性.结果表明,研究区土壤As表现出了明显的累积特征,且监测值为正态分布,异常值较少且为局部异常值,实验半变异函数表现出明显的各向异性.在较严格的精度控制下,普通克里格估值的最优无偏特性可以得到较好的体现,其对土壤As的空间分布的估计精度可以达到较高的水平.