北京市顺义区表层土壤重金属地球化学特征研究

发布时间：2020-10-09 22:13

　　土壤是陆生系统的重要组成部分,为我们提供赖以生存的物质基础,故土壤质量好坏与人类生活质量紧密相关。随着城市化和工业化的快速发展,城市周边土壤重金属含量也受到人为活动的强烈扰动,而且城郊是城区重要农产品产区。因此,研究城市周边土壤重金属地球化学特征和土壤环境质量对于确保土壤环境安全和人体健康具有重大的理论和现实意义。本文以北京顺义区为研究对象,通过多元统计和地统计学分析方法,系统地对顺义区表层土壤8种重金属地球化学特征,包括空间分布、来源和生态危害评估展开研究。主要研究结论如下:摸清顺义区表层土壤重金属含量水平和空间分布特征。顺义区表层土壤8种重金属V、Cr、Ni、As、Cd、Zn、Pb和Hg平均浓度分别是68.2、52.1、22.9、8.3、0.153、68.3、23.8和0.046mg/kg,均没有超过国家土壤质量二级标准。空间分布图显示V、Cr、Ni和As的“热点”主要坐落在研究区西北部、东北部以及中部,与岩石风化初始产物Fe_2O_3和Al_2O_3/SiO_2高值空间分布一致;而Cd、Zn和Pb浓度高值随机分布在研究区内;Hg高值主要零散出现在研究区西部。对顺义区表层土壤重金属进行源解析。通过半变异函数、皮尔森相关分析以及主成分分析显示V、Cr、Ni和As主要来源于成土母质,Cd、Zn和Pb主要受工业活动、农业生产和汽车尾气影响;而Hg的来源与上述来源不同,大部分来源与煤燃烧和工业活动产生的大气沉降有关。此外,聚类分析和冗余分析结果表明元素V、Cr、Ni和As与来自成土母质Fe_2O_3和Al_2O_3紧密相关;Cd、Zn和Pb主要与农业活动和农业种植产生的P、N和TOC有关。人为贡献率计算结果也支持上述源解析的结果。最后,对顺义区土壤进行环境质量评价。利用单因子污染指数、地累积指数和潜在生态危害指数(RI)对顺义区土壤环境质量进行评价。研究显示以上三种方法大部分数值都较低,意味着整个顺义区基本处于低等生态危害。本文的研究结果可以为与顺义区相似区域的土壤重金属地球化学特征提供重要的参考信息。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X53;X142
【部分图文】：

路线图,研究技术,路线图,顺义区

12图 1-1 本文的研究技术路线图1.4 工作安排与完成工作量本文通过与北京市地质勘察技术院合作，在 2016 年完成野外土壤采样，土壤样品是在国家地质测试中心完成数据测试分析工作，随后根据实验结果对数据进行处理并绘制所需表格和图表，然后根据理论与现实研究结合方法，对特大城市北京周边的顺义区土壤重金属进行研究。主要通过多元统计和地统计学分析方法，系统地对顺义区的土壤重金属地球化学特征，包括空间分布、可能来源以及

分布图,顺义区,采样点,分布图

中国地质大学（北京）硕士学位论文降水的 75%集中在夏季。2.2 采样方法研究区土壤采样是以 GPS 进行野外定点采集。按 0.5×0.5 公里网格为一个采样单元进行采样布设，一共采取了 4127 个表层（深度 0-20cm）土壤样品。表层土壤采样点在农田、菜地、林地等分布均匀，除机场和河流等小部分地区外无法采集，都进行了样品采集。最终采样点坐标如图 2-1。为了最大限度缩小抽样误差，每个样品由 5 个 10m 范围内的子样均匀混合组成，每个样品重约 1kg。使用不锈钢铁楸取样，并将取好的样品放在聚乙烯塑料袋中储存。

半变异函数,基台

第 2 章研究区概况和样品分析Sill）：随着采样点间距离 h 增大时，半变异函数会达到，这个常数值就称为基台值。若半变异函数值超过基台随采样点间隔距离而发生改变时，空间相关性消失。（Partial Sill）：代表基台值与块金值的差值。nge）：当半变异函数的取值由初始的块金值达到基台值示在某种观测尺度下，空间相关性的作用范围，其大小学中常用半变异函数理论模型有球状模型、指数模型、块金效应模型等。运用 GS+软件对研究区土壤重金属进行

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