基于GIS的唐山市土壤重金属空间变异特征及污染评价

摘要

随着社会经济的发展，人类在生产过程中排放出大量有害重金属物质进入土壤，使得土壤结构和功能恶化，质量下降，并且直接危害到人类的健康和发展。因此，研究土壤重金属污染状况及其分布规律并对土壤环境质量进行评价，具有重要的理论意义和实践意义。
　　本文以发达的重工业闻名的唐山市为例，通过实地采样调查分析，对土壤中Hg、Pb、Cd、As、Zn、Cu、Ni和Cr八种重金属进行分析，采用传统统计学和地统计学方法并结合克里格内插值分析唐山市土壤中重金属含量、分布特征和空间变异规律，同时采用污染指数法结合Gis技术评价唐山市土壤重金属污染状况及其分布特征，主要研究结果如下：
　　（1）通过分析八种重金属含量统计学特征表明：唐山市土壤重金属含量Pb20.918mg/kg；Cd0.060mg/kg；Cu28.811mg/kg；Zn70.598mg/kg；Ni23.377mg/kg；Hg0.025mg/kg；As9.615mg/kg；Cr83.484mg/kg。从变异系数上看，As、Zn、Pb的变异程度均属弱变异，反映了其空间分布比较均匀，受人为因素影响较弱。Cr、Ni、Cu为中等变异，Hg和Cd属强变异，说明其空间差异较大。
　　（2）分析土壤理化性质对重金属含量影响，结果表明；机械组成对重金属含量的影响程度主要取决于其不同组分内有机质含量的多少，某一粒径中的有机质含量越多，这一粒径对重金属含量的影响越显著。
　　（3）重金属空间变异特征研究表明：研究区域内8种重金属的理论变异函数拟合效果均较好，其中Pb、Cu、Ni、As、Cr符合指数模型，Cd、Zn、Hg符合球状模型。研究区域内重金属受人为活动与区域因素的共同影响，其中人为活动对 Cd的空间分布结构的影响较为突出；Zn、Hg、Cr的空间分布结构在自相关范围内主要受土壤母质影响，变程范围以外也受人类活动的干扰。
　　（4）在单项重金属污染评价中，Hg和As处于警戒线以下，无污染；Cd有少量区域处于中度污染；其余元素均存在不同面积的轻度污染；重金属污染程度排序为：Cu>Cr>Zn>Pb>Cd>Ni>As>Hg。在综合污染评价中，唐山市土壤重金属污染程度最高为轻度污染，污染区面积占总面积的39.03％，分布在唐山市南部、中南部、西北部和东北部；潜在污染（尚清洁）区面积过半，占总面积52.02%。

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1引言

1.1研究背景与研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容与技术路线

2 研究区概况与土壤理化性质分析

2.1 研究区概况

2.2 样点布设与采集

2.3 数据处理

2.4 土壤基本理化特征

3 土壤重金属含量总体特征

3.1 唐山市土壤重金属含量

3.2 不同行政区土壤重金属空间分布

3.3 土壤中重金属含量与土壤性质的关系

4 土壤重金属空间变异分析

4.1 研究方法

4.2 结果分析

5 土壤重金属污染评价

5.1 研究方法

5.2 结果分析

6 土壤重金属污染防治措施

6.1加强对唐山市土壤污染的调查，并开展高污染风险区调查

6.2建立唐山市土壤污染预防和预警制度

6.3加强环保宣传教育，提高唐山人民环境保护意识

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

作者简历

致谢