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崇明岛土壤重金属污染的空间分析及污染评价

周燕  
【摘要】: 本文以上海市崇明县为研究对象,对土壤重金属污染的空间分布特征进行了研究,并对污染状况进行了评价。土壤重金属分析项目包括镉、铜、铅、铬和锌。文章利用ArcGIS的地统计分析模块进行了空间变异分析,包括:(1)计算半方差函数并选择最佳的拟合模型及参数;(2)通过交叉验证选择合适的克里格法(Kriging)方法;(3)通过空间插值,绘制重金属含量污染空间分布图,分析空间变异规律和影响因素。文章还利用EXCEL和SPSS等统计软件对数据进行了统计和分析,研究各样点土壤重金属含量单因子质量指数、内梅罗综合指数和潜在生态危害指数,并进行了评价。研究结果如下: 1、崇明岛土壤重金属元素空间变异规律为:块金值与基台值的比值Cu>Cr>Zn>Pb>Cd。Cu和Cr的块金值与基台值的比值超过了75%,属空间弱相关。Cd、Pb和Zn元素的块金值与基台值的比值均在25%~75%,属中等程度的空间相关。 2、通过采用ArcGIS中的地统计分析模块进行分析,得到了各种模型的空间插值误差。结果显示:锌的空间插值误差较大,镉、铜、铅和铬的空间插值误差较小。 3、崇明县土壤重金属污染程度由高到低依次为:Cd>Zn>Cu>Cr>Pb。主要重金属污染为镉,平均单项污染指数为1.05,属于轻度污染。所测的土壤重金属污染综合指数在0.22~2.59之间,平均0.88,污染程度达警戒级,但总体污染状况仍属较清洁(尚清洁样点占72.39%)。以国家土壤二级标准为评价标准,通过分析对比发现,总体而言,除了Cd外,其他4种元素的主要区间都<40,说明这几种元素的生态毒性都有限。其中,Cu、Pb、Cr和Zn这四种元素的生态毒性较低,所有样点都是低风险的,而Cd生态毒性较高,其风险程度也较强。各元素按照生态风险程度由轻到重依次为Cr<Zn<Pb<Cu<Cd。 4、统计分析表明,Cd和Pb以及Pb和Cr表现出较好的相关性,Cu分别和Pb、Zn表现出较好的相关性。


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