基于GIS的淮南矿区土壤Cu、Ni、As、Zn和Cr元素空间分布特征及来源分析
本文关键词：基于GIS的淮南矿区土壤Cu、Ni、As、Zn和Cr元素空间分布特征及来源分析
更多相关文章： 土壤重金属 地统计学 空间分布 污染来源 淮南矿区
【摘要】：重金属污染是影响土壤环境质量的重要因素,并且可以通过多种途径直接或间接危害到人类健康。矿业开采过程产生的大量废弃物可能会对周边土壤环境产生重金属污染。本文以矿业城市淮南市矿区为例,对研究区内Cu、Ni、As、Zn和Cr等5种土壤重金属元素进行分析,运用地统计学和GIS研究了土壤重金属元素的空间结构和分布特征,并对土壤重金属污染进行了评价,在此基础上对土壤重金属元素的污染来源进行了综合分析。研究结果如下：(1)采集淮南矿区土壤样品269个,测定了Cu、Ni、As、Zn和Cr等5种土壤重金属元素含量。统计结果表明5种重金属元素在研究区域内存在普遍的累积。Zn几何平均值超出淮南土壤背景值的数值最多,超标率高达66.7%,说明Zn的积累程度和分布范围最大。(2)通过半变异函数对研究区土壤重金属空间结构进行分析,研究表明重金属元素Cu和Zn符合高斯模型,Ni和Cr符合指数模型,As符合球状模型。重金属Cu和Cr块金系数小于25%,具有强空间相关性,其空间变异与土壤形成的内在因素有关。重金属Ni、As和Zn块金系数在25%-75%之间,具有中等空间相关性,与土壤形成的内在因素和人类活动等外在因素有关。(3)采用内梅罗综合指数法和潜在生态危害指数法分别对研究区土壤重金属污染进行评价。研究表明：Cu、As、Zn和Cr是主要重金属污染元素。5种重金属元素内梅罗综合污染程度主要为轻度积累和中度积累,覆盖总面积为71.78%,有12.73%的区域达到严重积累。5种重金属元素潜在生态危害程度主要集中在中度危害和高度危害,覆盖总面积为72.64%,有11.43%的区域达到了极高危害。(4)重金属污染来源研究表明：农业和矿业活动是重金属Ni、Cr、Cu和Zn主要污染来源,工业活动是重金属As的主要污染来源。砂姜黑土和黄褐土是淮南矿区内受污染最严重的两种土壤类型。淮南矿区5种重金属积累程度与矿区开采历史呈正相关。塌陷区、城镇用地和耕地是淮南矿区中污染最严重的土地利用方式,结果说明：矿业开采活动是淮南矿区土壤污染的重要来源；城市中工业生产对重金属元素的富集起到推动作用；导致耕地污染的主要原因可能是农业生产中化肥、有机肥以及农药的大量使用。
【关键词】：土壤重金属 地统计学 空间分布 污染来源 淮南矿区
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53;X751
【目录】：
- 致谢7-8
- 摘要8-9
- ABSTRACT9-15
- 第一章 前言15-22
- 1.1 研究背景和意义15-16
- 1.2 国内外研究现状16-20
- 1.2.1 土壤重金属污染来源16-18
- 1.2.2 土壤重金属空间分析18
- 1.2.3 土地利用类型与土壤重金属污染18-19
- 1.2.4 土壤重金属污染评价19-20
- 1.3 研究内容和技术路线20-22
- 1.3.1 研究内容20-21
- 1.3.2 研究技术路线21-22
- 第二章 区域概况与研究方法22-30
- 2.1 研究区概况22-25
- 2.1.1 自然条件概况22-24
- 2.1.2 经济条件概况24
- 2.1.3 土壤重金属研究概况24-25
- 2.2 样品采集与测试25-27
- 2.2.1 样品采集25-27
- 2.2.2 样品预处理27
- 2.2.3 样品重金属含量测试27
- 2.3 基础理论27-30
- 2.3.1 地统计学理论27-28
- 2.3.2 克里格法理论28-30
- 第三章 土壤重金属空间分布特征研究30-45
- 3.1 重金属含量描述性统计分析30-31
- 3.1.1 数据检验与转换结果30
- 3.1.2 土壤重金属含量特征30-31
- 3.2 重金属含量空间结构特征31-39
- 3.2.1 重金属含量空间插值模型拟合31-34
- 3.2.2 重金属含量空间结构特征34-38
- 3.2.3 重金属含量空间变异规律38-39
- 3.3 重金属含量空间分布特征39-45
- 3.3.1 土壤Cu元素含量空间分布特征39-40
- 3.3.2 土壤Cr元素含量空间分布特征40-41
- 3.3.3 土壤Ni元素含量空间分布特征41-42
- 3.3.4 土壤As元素含量空间分布特征42-43
- 3.3.5 土壤Zn元素含量空间分布特征43-45
- 第四章 土壤重金属污染评价45-58
- 4.1 土壤重金属污染评价标准与方法45-47
- 4.1.1 土壤重金属污染评价标准45-46
- 4.1.2 土壤重金属污染评价方法46-47
- 4.2 重金属含量污染评价47-55
- 4.2.1 土壤重金属元素污染程度评价48-53
- 4.2.2 土壤重金属内梅罗指数法污染评价53-55
- 4.3 土壤重金属潜在生态风险评价55-58
- 第五章 土壤重金属污染来源分析58-72
- 5.1 淮南矿区5种土壤重金属主要来源58-60
- 5.2 土壤重金属元素因子分析60-62
- 5.2.1 土壤重金属元素相关分析60
- 5.2.2 土壤重金属元素因子分析60-62
- 5.3 自然因素(土壤类型)对土壤重金属分布的影响62-65
- 5.4 人为因素对土壤重金属分布的影响65-70
- 5.4.1 不同开采历史煤矿区污染分布65-67
- 5.4.2 不同土地利用类型污染分布67-70
- 5.5 重金属污染环境管理70-72
- 第六章 结论与展望72-74
- 6.1 结论72-73
- 6.2 展望73-74
- 参考文献74-79
- 攻读硕士期间发表的论文79
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 康登;均压通风在淮南矿区的使用与经验[J];煤矿安全;1990年06期
2 楼兴永;张孟邻;;淮南矿区煤质变化规律及利用途径[J];煤炭加工与综合利用;1990年04期
3 沈思良;;淮南矿区沉陷治理工程实践与探索[J];矿山测量;2008年05期
4 刘琳琳;杨文旺;;淮南矿区近年来煤矿事故统计分析及其防范控制对策[J];中国安全生产科学技术;2014年06期
5 李小龙;郭靖;胡安焱;陈剑宵;;淮南矿区塌陷情况分析及治理对策[J];资源·产业;2006年02期
6 赵一清;汪云甲;汪炜;;淮南矿区地质环境累积效应综合评价[J];煤炭工程;2011年02期
7 陈兆炎;淮南矿区岩溶地表塌陷问题的探讨[J];淮南矿业学院学报;1990年02期
8 彭向峰,于双忠;淮南矿区原岩应力场宏观类型工程地质研究[J];中国矿业大学学报;1998年01期
9 王锦;;淮南矿区水资源开发存在的问题及对策[J];能源环境保护;2006年05期
10 徐良骥;严家平;高永梅;;煤矿塌陷水域水环境现状分析及综合利用——以淮南矿区潘一煤矿塌陷水域为例[J];煤炭学报;2009年07期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 林晓波;;淮南矿区工作面无线电坑透技术的应用实践[A];2010年度淮南矿业集团煤炭学会学术交流会论文汇编（二）·地质专业[C];2010年
2 程功林;赵伟;孙茂也;;淮南矿区地质技术创新与发展[A];纪念矿井地质专业委员会成立二十周年暨矿井地质发展战略学术研讨会专辑[C];2002年
3 沈思良;;淮南矿区沉陷治理工作实践与探索[A];全国“三下”采煤学术会议论文集[C];2008年
4 唐永志;;淮南矿区深部大型矿井建设关键技术[A];矿山建设工程技术新进展——2009全国矿山建设学术会议文集（上册）[C];2009年
5 李玉林;;断裂及裂隙带的大变形转动场分析及应用[A];煤田地质与可持续发展——中国煤炭学会、中国地质学会煤田地质专业委员会2001年学术年会论文集[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 吕游 本报记者;淮南矿区护矿斗争[N];淮南日报;2011年
2 孟建兵 安士凯;淮南矿区：动态监测沉陷区[N];中国煤炭报;2014年
3 记者 丁继民;三一重装EBZ200H掘进机创淮南矿区岩巷掘进新记录[N];中国煤炭报;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 郭e，
本文编号：975968
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/975968.html
