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文檔簡介
1、城市擴張、工業(yè)化以及農業(yè)集約化的發(fā)展影響著土壤環(huán)境質量,特別是土壤中重金屬的輸入會對土壤的物理化學性質產生一定的影響,它們或被淋洗到地下水或者通過空氣懸浮物擴散,潛在的危及人類的生命健康。城市土壤中重金屬污染源不僅量多,而且種類繁多,研究城市或者郊區(qū)土壤重金屬的分布狀況和來源途徑可為保護生態(tài)環(huán)境和建設宜居環(huán)境提供一定的理論依據。
本研究首先利用景觀破碎度和多樣性指數(SHDI)理論,將研究區(qū)劃分為三個部分:城區(qū)、城鄉(xiāng)交錯帶
2、、農村,確定112樣點,每樣點按0-10cm,10-20cm,20-40cm三層分別取樣。分析了樣品中六種重金屬(Cd、Cu、Ni、Pb、Zn、Mn)和兩常規(guī)元素(Ca、Mg)的全量值,對八種金屬進行空間分布分析和因子分析(FA),得出重金屬在城區(qū)、城鄉(xiāng)交錯帶、農村的水平、垂直分布狀況以及重金屬的大致來源等結論,主要結論如下:
(1)重金屬空間分布特征。一是水平方向上空間分布,對每個研究區(qū)的三個層次均進行了描述性統計,與國
3、家背景值對比,同時也進行了研究區(qū)之間的對比。二,垂直分布,對每個研究區(qū)三個不同厚度層次上的濃度值進行了比較。結果為:重金屬Cd超出國家一級標準9倍,Cu也超出50%以上,Ni、Pb、Zn、Mn含量值與國標基本持平;城鄉(xiāng)交錯帶土壤重金屬含量值高于城區(qū)和農村。垂直結構分析表明:城區(qū)土壤中重金屬主要積聚在0-10cm,城鄉(xiāng)交錯帶和農村土壤在10-20cm呈現最高值。
(2)重金屬空間分布預測。對原始數據進行K-S正念檢驗,對不符
4、合正態(tài)分布的數據進行l(wèi)og變換,再做K-S正態(tài)檢驗。然后對比數據在不同插值方法(普通克里格法、反距離權重法、RBF神經網絡法)下的誤差,誤差越小,插值方法越合適。對于每種重金屬數據分別選出合適的變換方法和插值方法,在ArcGIS得到各重金屬的空間預測圖。對比三個層次上的預測圖,結合垂直分析的結果,得出結論如下,六種重金屬主要集中在城鄉(xiāng)交錯帶上,城區(qū),農村分布較少。重金屬在0-10cm層次上的分布非常零散,且大多分布在城鄉(xiāng)交錯帶。而Cd、
5、Cu、Ni、Pb四重金屬元素最明顯的特點是在城鄉(xiāng)交錯帶的含量較高,它們主要分布在城鄉(xiāng)交錯帶的三個集中區(qū)域。
(3)重金屬來源分析。根據Celine等的理論,因子分析(FA)中重金屬元素和常規(guī)元素的是否在同一公因子通常被用來判斷重金屬的來源,本研究利用因子分析來判斷重金屬來自人為作用還是自然母質。本研究對三個研究區(qū),分別按三個層次進行因子分析。結果表明:城區(qū)土壤0-10cm層次上重金屬主要受交通和生活等人為活動因素作用,10
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