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《昆明理工大学》 2012年
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基于GIS和地统计学的土壤重金属空间分布的插值与污染评价研究

李东升  
【摘要】:土壤在生态系统中处于重要地位,因为它是矿物、水、空气和生物发生反应的场所。重金属在土壤中的累积问题不断受到人们关注,因为它可能会造成食品安全问题导致潜在的健康风险,对土地生态系统造成破坏。本文以云南省会泽县者海镇面积约99平方千米的地区土壤作为研究对象,对土壤中铅(Pb)、锌(Zn)、铜(Cu)、砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)六种重金属运用GIS、统计学与地统计学做了重金属的空间分布特征的研究。在此基础上参考了土壤环境质量评价方法采用单因子指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤中的重金属的污染进行评价,并将评价的结果用可视化的方式表示出来,并分析其可能的原因。主要内容如下: (1)运用统计学的方法发现Pb和Zn之间有较高的空间相关性,而Cr、Cu和其它元素之间没有什么相关性。通过主成分分析将六种重金属大致分成四类。通过聚类分析清楚地得出四类的分类情况:铅(Pb)、锌(Zn)为一类,铜(Cu)为第二类,砷(As)、镉(Cd)为第三类,铬(Cr)为第四类。 (2)运用地统计学的方法通过对六种重金属元素块金值和基台值的比值进行比较,发现锌(Zn)、铅(Pb)、铜(Cu)的比值高于75%,所以随机素引起的空间变异程度占主导地位,人为污染对土壤的影响较大。铬(Cr)比值在25%到75%之间,随机性因素和结构性变异—起引起了空间变异,人为污染和自然风化因素共同对土壤产生影响。砷(As)、镉(Cd)比值低于25%,结构性变异所引起的空间变异性的程度占主要地位,自然风化因素对土壤的影响较大。锌(Zn)、铅(Pb)最有效步长间隔与变程基本接近,铜(Cu)、铬(Cr)最有效步长间隔比变程小很多。锌(Zn)、铅(Pb)、铬(Cr)在各向异性上呈东北向西南方向变化,砷(As)、镉(Cd)、铜(Cu)在各向异性上呈东西方向上的变化。 (3)针对不同的重金属的数据的分析情况,对铅(Pb)、锌(Zn)、铜(Cu)、铬(Cr)使用普通克里金插值法,对砷(As)、镉(Cd)采用反距离插值法进行插值。在插值时采用单项污染指数法和内梅罗综合污染指数法对该区域土壤重金属进行评价分析。从各种重金属的插值含量图可以看出铅(Pb)和锌(Zn)存在各种程度的污染,其中重度污染的面积也不小,主要集中在中部地区,这可能与该地区自上世纪50年代开始就存在的对当地的铅锌矿的开采有关。对于铜(Cu)和铬(Cr)来说,基本上是无污染的,只有极少部分地区是轻微污染。对于砷(As)和镉(Cd)来说存在中度污染和极少部分的重度污染,主要集中在中部地区。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:P208;X53

【参考文献】
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