基于GIS的土壤重金属空间分布及污染评价研究——以河北省X市为例

摘要

伴随着我国工业化、城市化的不断推进，社会经济的迅速发展，人类在日常生产生活的过程中排放出的重金属污染物，通过物质循环进入到土壤中，不仅使土壤结构和功能恶化，造成土壤质量下降，还直接危害到人类的健康和发展。因此，研究土壤重金属的污染状况及其空间分布的差异性，并进行土壤环境质量的相关评价，对城市生态地球化学评价和城市土壤污染治理具有十分重要的理论和实践意义。
　　本研究以河北省X市表层土壤为研究对象，通过实地调查收集资料、野外采样和实验室分析测试，对X市境内土壤中砷(As)、铬(Cr)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)五种重金属元素含量进行了调查研究，采集表层土壤样品685个，运用多元统计分析的方法，研究了X市表层土壤重金属含量的总体变化规律及其空间分布的差异性;并根据分析结果，通过采用单因子污染指数评价法和内梅罗综合污染指数方法并结合GIS技术，对X市表层土壤重金属的污染程度进行相关评价。主要研究结果如下:
　　(1)X市土壤重金属含量范围为:As0.72～40.55mg/kg、Cr13.87～329.82mg/kg、Cu10.24～328.56mg/kg、Pb0.69～171.26mg/kg、Zn16.00～683.84mg/kg;从变异系数上看，Pb＞Zn＞As=Cu＞Cr，其中Cr的变异程度最弱，Pb的变异程度最强。
　　(2)土壤重金属污染评价结果显示:在单因子指数污染评价中，全市地表土壤未受到As、Cr、Cu、Pb、Zn重金污染的面积分别为86.81％、66.36％、67.16％、59.67％、56.13％;X市受到此5种重金属的轻度及中度污染;除重金属As外，X全市均存在其他4种重金属污染的重度污染区，受到Cr、Cu、Pb、Zn重度污染的面积分别占全市总面积的0.54％、1.57％、2.77％、2.12％。重金属污染程度排序为:Zn＞Pb＞Cr＞Cu＞As。
　　(3)土壤重金属的综合污染评价结果显示:X市表层土壤清洁区面积占总面积的5.80％，尚清洁区面积占总面积的27.05％，轻度污染区面积占总面积55.72％，中度污染区面积占总面积9.53％，重度污染区面积占总面积1.90％。其中，X市南部的CL县的表层土壤受到重金属污染的面积最小，QL县表层土壤受重金属污染的面积最大。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 国内外研究现状

1．1．1 土壤重金属污染现状

1．1．2 土壤重金属来源

1．1．3 土壤重金属污染的危害

1．1．4 土壤重金属污染的修复

1．1．5 土壤重金属污染研究现状及评价

1．2 研究内容及技术路线

1．2．1 研究目标

1．2．2 研究内容

1．2．3 技术路线

2 研究区自然地理和地质环境概况

2．1 研究区自然地理状况

2．2 研究区资源概况

2．2．1 水利资源

2．2．2 矿产资源

2．2．3 海洋资源

2．2．4 动物资源

2．2．5 林业资源

2．3 研究区社会经济特征

3 样品采集与分析方法

3．1 土壤样品的采集及采样点布设

3．2 土壤样品的重金属含量测定方法

3．2．1 土壤样品的消煮—王水-高氯酸联合完全消解

3．2．2 重金属全量分析方法——原子吸收分光光度法、原子荧光法

3．3 土壤环境质量的评价方法

3．3．1 单因子指数法

3．3．2 内梅罗综合指数法

4 土壤重金属含量的空间分布

4．1 土壤重金属含量的统计分析

4．1．1 土壤重金属As的统计分析

4．1．2 土壤重金属Cr的统计分析

4．1．3 土壤重金属Cu的统计分析

4．1．4 土壤重金属Pb的统计分析

4．1．5 土壤重金属Zn的统计分析

4．2 土壤重金属空间分布

4．2．1 土壤重金属As的空间分布

4．2．2 土壤重金属Cr的空间分布

4．2．3 土壤重金属Cu的空间分布

4．2．4 土壤重金属Pb的空间分布

4．2．5 土壤重金属zn的空间分布

4．2．6 小结

5 研究区土壤重金属环境质量评价

5．1 土壤环境质量总体评价

5．2 土壤重金属单因子指数法评价

5．2．1 土壤表层重金属As评价

5．2．2 土壤表层重金属Cr评价

5．2．3 土壤表层重金属Cu评价

5．2．4 土壤表层重金属Pb评价

5．2．5 土壤表层重金属Zn评价

5．3 土壤重金属内梅罗综合指数法评价

6 土壤重金属污染防治措施

6．1 加强对X市土壤污染的调查，并开展高污染风险区调查

6．2 建立X市土壤污染预防和相关制度

6．3 加强环保宣传教育，提高公共的参与意识

6．4 实行优惠政策，吸引和鼓励公众投资环保事业

6．5 积极发展绿色农业，降低土壤重金属污染

6．6 加强工业污染控制措施，减少重金属污染排放

7 结论

参考文献

在读期间发表的学术论文

作者简介

致谢