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《中南大学》 2005年
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基于模糊数学的太原盆地土壤地球化学环境质量评价

张建东  
【摘要】:本文研究太原盆地土壤生态地球化学特征,查明太原盆地54个指标的分布特征和统计学特征。在此基础上第一次利用模糊数学综合评价法系统地、全面地、综合地评价了太原盆地土壤质量的分布状况,利用评价结果对土壤进行了污染等级分类。 根据第一层次区域调查成果,通过对比盆地内深、表基础地球化学图,研究了太原盆地地球化学特征。研究表明,盆地腹部重金属Cu、Zn、Ni、Cd、Cr、As、U、Th的含量普遍升高,沿主干公路和城镇有Pb、Hg异常的形成;pH值在城市区域和汾河污灌区普遍性降低,向边山区方向pH值明显升高,表明盆地腹部汾河污灌区有明显的土壤酸性化发展趋势,太原盆地人类经济活动已经在很大程度上改变了地表地球化学特征。 通过太原盆地土壤元素总体特征的研究,发现深表地球化学特征的继承性是主要的,地表的改造也是明显的,有些元素(Cl、Cu、Ga、Hg、I、N、P、Pb、S、Se、C、Au、Cd)的表层富集已经非常严重,造成土壤肥力下降,农作物产量和质量恶化,通过食物链影响人类健康,破坏了太原盆地本来就比较脆弱的生态环境。 对54个元素指标作因子分析,在累积方差为90%的前提下,使用主成分分析得到23个因子。这样在解释各指标变化异常时可以着重讨论综合指标因子,通过综合指标的解释反演所有指标的变换规律,为土壤质量评价指标的选择提供一定的理论依据。 依据太原盆地土壤分布特征和本次研究工作目的,选择46个着眼因素对土壤进行综合评价,根据查瓦里茨基元素地球化学分类把46个因素分为七大类:造岩元素、铁族元素、亲岩稀有稀土元素、分散元素、溶剂元素、放射性元素、亲硫元素。在利用模糊数学评价法分别进行初步评价的基础上,最后进行太原盆地土壤质量综合评价和污染等级分类。认为太原盆地土壤质量综合评价的等级为:未污染的隶属度为0.27956,轻度污染的隶属度为0.5954,中度污染的隶属度为0.06245,重度污染的隶属度为0.04494,严重污染的隶属度为0.01765。轻度污染的隶属度最大,说明太原盆地土壤质量综合评价为轻度污染。
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