济源某铅锌产业区土壤重金属空间变异特征及污染评价

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屈吉鸿;梁奇;胡亚男;于福荣;李红红

【摘要】为研究铅锌产业区土壤重金属污染特征,以济源市柿滨村铅锌产业区土壤为研究对象,采用单因子污染指数评价、模糊综合评价、聚类分析、Kriging局部内插值等理论和方法,分析了土壤中Cd、As、Pb、Hg、Cu、Cr、Zn、Ni的污染程度及Cd、As、Pb 3种主要重金属污染物的空间变异特征.结果表明:Cd、As、Pb均有不同程度的超标,以Cd超标率最高,模糊数学综合评价法评价结果为三级;各种重金属元素间均存在一定的相关性;垂直方向上,Cd、As、Pb均集中分布在土壤表层(0～20 cm),由表层至深层其质量分数逐渐降低;水平方向上,Cd、Pb和As的质量分数均呈现由厂区向周边逐渐降低的趋势,扩散速度受周边地势影响明显. 【期刊名称】《华北水利水电学院学报》【年(卷),期】2016(037)002 【总页数】5页(P47-51)

【关键词】土壤;重金属;模糊数学;空间变异;污染评价【作者】屈吉鸿;梁奇;胡亚男;于福荣;李红红

【作者单位】华北水利水电大学,河南郑州450045;华北水利水电大学,河南郑州450045;河南省地矿建设工程(集团)有限公司,河南郑州450007;华北水利水电大学,河南郑州450045;华北水利水电大学,河南郑州450045 【正文语种】中文【中图分类】工业技术

第３７卷第２期２０１６年４月华北水利水电大学学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．２Ａｐｒ．２０１６收稿日期：２０１６－０１－１４基金项目：国家自然科学基金项目（４１４０２２２５）；河南省教育厅科学技术研究重点项目（１４Ａ１７０００６）；水利部公益性行业科研专项经费项目（２０１４０１０４１）。作者简介：屈吉鸿（１９７４ —），男，江西南昌人，副教授，博士，主要从事水文地质方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｕｊｉｈｏｎｇ＠ｎｃｗｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－５６３４．２０１６．０２．００８济源某铅锌产业区土壤重金属空间变异特征及污染评价屈吉鸿１，梁奇１，胡亚男２，于福荣１，李红红１（１．华北水利水电大学，河南郑州４５００４５；２．河南省地矿建设工程（集团）有限公司，河南郑州４５０００７）摘要：为研究铅锌产业区土壤重金属污染特征，以济源市柿滨村铅锌产业区土壤为研究对象，采用单因子污染指数评价、模糊综合评价、聚类分析、Ｋｒｉｇｉｎｇ局部内插值等理论和方法，分析了土壤中Ｃｄ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｈｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｎｉ的污染程度及Ｃｄ、Ａｓ、Ｐｂ３种主要重金属污染物的空间变异特征。结果表明：Ｃｄ、Ａｓ、Ｐｂ均有不同程度的超标，以Ｃｄ超标率最高，模糊数学综合评价法评价结果为三级；各种重金属元素间均存在一定的相关性；垂直方向上，Ｃｄ、Ａｓ、Ｐｂ均集中分布在土壤表层（０～２０ｃｍ），由表层至深层其质量分数逐渐降低；水平方向上，Ｃｄ、Ｐｂ和Ａｓ的质量分数均呈现由厂区向周边逐渐降低的趋

势，扩散速度受周边地势影响明显。关键词：土壤；重金属；模糊数学；空间

变异；污染评价中图分类号：ＴＶ９３；Ｘ５３文献标识码：Ａ文章编号：１００２－５６３４（２０１６）０２－００４７－０５土壤重金属污染已成为一个严重的环境问题。目前我国受到重金属污染的耕地面积约占全国面积的１／６，其中最主要的污染物是Ｃｄ，其次为Ｈｇ、Ｎｉ、Ａｓ、Ｐｂ等元素［１］。重金属具有很强的积累性，被土壤中的动植物或微生物吸收之后，对其生长产生明显的毒害和抑制作用，并随食物链最后进入人体，危害人体健康［２］。国内外在土壤重金属方面已经做了大量研究，主要包括污染评价、污染源分析、污染机理研究、修复技术研究等［３－５］。土壤重金属来源多样，如金属矿场的废弃物、交通运输、污水灌溉、化肥农药的施用、大气沉降等［６－８］。含水量、成土母质种类及有机质含量等特性的差异导致土壤层在空间上有很大的非均一性，导致土壤重金属元素有其特定的分布特征。土壤重金属元素的空间分布特征及污染评价是土壤环境质量演变、人为活动对土壤质量影响研究的基础性工作，对合理开发利用土地资源具有重要意义。土壤的重金属污染评价方法众多，如单因子污染指数法、内梅罗指数法、地积累指数法、健康风险评价方法、模糊数学法等，这些方法各有其优缺点［９］。其中单因子污染指数法是最常用也是最基本的评价方法；模糊数学法可以解决土壤重金属污染级别划定模糊的问题，并且能够在一定程度上控制评价的误差，在现今的环境评价中有着广泛的应用［１０］；聚类分析通过分类的方法将各污染因子分为不同的集合，从而得出各因子的相关程度大小；Ｋｒｉｇｉｎｇ插值法又称空间自协方差最佳插值法，是重要的地统计学分析方法之一。济源市铅锌产业具有悠久的发展历史，在促进当地经济发展的同时，也给当地的水土环境及生态安全带来了严重影响。笔者以济源市豫光金铅所在的柿滨村为研究区，采用单因子污染指数评价、模糊综合评价、聚类分析等

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