复垦村庄土壤重金属污染风险评估方法比较研究

发布时间：2017-08-21 14:38

  本文关键词：复垦村庄土壤重金属污染风险评估方法比较研究

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【摘要】：土壤重金属是衡量土壤质量的重要指标,重金属具有空间变异特征,不同的预测方法在不同的研究尺度上并不是普遍适用的,不同的研究区也往往具有各自特异的属性。黄土高原煤炭基地,由于长期大面积、高强度的开采,导致矿区土壤、植被、水资源等受到严重破坏,采煤区生态环境不断恶化,加之城镇化步伐不断加快,有大量村庄被或即将被废弃,村庄复垦工作迫在眉睫。因此,对煤炭基地复垦村庄土壤重金属含量进行预测,对不同的评估方法进行比较研究以提高预测精度,为重金属污染风险评估提供方法依据,为北方压煤村庄复垦提供参考。本文以山西省泽州县西郜村为研究区域,主要开展了以下几方面的研究:(1)对国内外有关区域土壤重金属含量预测及评估方法进行综合性介绍与回顾,探讨不同研究方法与研究内容的侧重点,明晰本文的研究切入点;(2)通过对研究区土壤数据的统计性描述分析,预先确定空间插值方法的内部参数;(3)分别采用反距离加权插值法、克里格插值法、径向基函数插值法和全局多项式插值法,在选取四种方法最优模型参数的基础上,对研究区56个样点的汞、砷、铅、镉、铬、铜进行空间插值,并采用交叉验证法及分区符合度方法对插值结果进行精度验证;(4)从预测精度等方面确定不同土壤重金属元素含量的最优分布模型及内部参数,并制作各土壤重金属元素含量的空间分布效果图,确定污染评估方法。通过上面四个步骤的综合分析,可有如下五个结论:(1)汞、砷、铅、镉、铬、铜六种土壤重金属元素的平均含量较低,除铅属二级标准外,其余均属一级标准。(2)汞和砷的最优拟合模型为高斯模型,铅、镉和铜的最优拟合模型为球形模型,铬的最优拟合模型为指数模型。(3)汞、铅、镉和铬四种重金属元素污染风险评估最优插值方法都为径向基函数插值法,砷元素为反距离加权插值法,铜为对数正态克里格插值方法。(4)1950年以前的宅基地所在区域土壤重金属含量最低,1950年到1990年宅基地所在区域土壤重金属含量居中,1990年以后宅基地所在区域土壤重金属含量最高。(5)土壤重金属的污染受土壤属性、工业生产、交通运输、居民生活垃圾、农业生产喷洒的化肥农药以及污灌等各方面的影响。
【关键词】：复垦村庄 土壤重金属 空间插值 风险评估
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X825
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 研究背景10-12
• 1.1.1 现实背景10-11
• 1.1.2 理论背景11-12
• 1.2 研究目的12-13
• 1.3 研究意义13-14
• 1.4 研究内容与技术方法14-16
• 1.4.1 研究内容14
• 1.4.2 研究方法14-16
• 1.5 国内外研究现状16-20
• 1.5.1 土壤重金属污染调查与评价16-17
• 1.5.2 土壤重金属污染评估方法研究17-18
• 1.5.3 土壤重金属污染的来源及防治措施18-20
• 1.6 技术路线20-21
• 第2章 研究区概况及采样设计21-26
• 2.1 研究区概况21-23
• 2.1.1 自然地理情况21-22
• 2.1.2 社会经济情况22
• 2.1.3 土地利用情况22-23
• 2.1.4 土壤类型23
• 2.2 采样设计23-26
• 第3章 土壤重金属含量现状分析26-36
• 3.1 土壤重金属含量的描述性统计分析26-28
• 3.2 土壤重金属正态分布性检验与样本离群值判断28-36
• 3.2.1 正态分布性检验28-30
• 3.2.2 样本离群值判断30-32
• 3.2.3 最优变异函数模型的选择32-36
• 第4章 污染风险评估方法比较36-56
• 4.1 反距离加权插值法36-39
• 4.1.1 均方根误差36-37
• 4.1.2 指数37-39
• 4.1.3 比较结果39
• 4.2 克里格插值法39-44
• 4.2.1 均方根误差40-41
• 4.2.2 平均误差41-43
• 4.2.3 比较结果43-44
• 4.3 径向基函数插值法44-48
• 4.3.1 均方根误差44-46
• 4.3.2 平均误差46-47
• 4.3.3 比较结果47-48
• 4.4 全局多项式插值法48-52
• 4.4.1 均方根误差48-50
• 4.4.2 平均误差50-52
• 4.4.3 比较结果52
• 4.5 四种评估方法比较52-56
• 第5章 空间插值预测56-64
• 5.1 土壤重金属空间预测56-59
• 5.2 土壤重金属数量预测59-61
• 5.3 复垦中可采取措施61-64
• 5.3.1 加强管理措施，，提升管理手段61
• 5.3.2 工程复垦措施61-62
• 5.3.3 化学复垦措施62
• 5.3.4 生物复垦措施62-64
• 第6章 结论与讨论64-67
• 6.1 结论64-65
• 6.2 讨论65-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-73
• 附录73

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本文编号：713492