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矿区土壤重金属污染特征及环境影响因素的分析方法


技术摘要:
本发明公开了一种矿区土壤重金属污染特征及环境影响因素的分析方法,其包括:获取矿区研究区域的土壤背景值和多个采样点的重金属含量、坐标信息与环境影响因素;根据重金属含量得到重金属污染特征值;对各种土地利用类型的多个采样点的重金属污染特征值和土壤背景值进  全部
背景技术:
矿产采集、加工等活动产生的矿山废石和尾矿的长期堆放,容易使得其中含有的 重金属通过地表径流、雨水淋滤和风等自然作用不断在土体内扩散迁移,同时,矿床开采产 生的尾矿中Pb、Zn、As及伴生元素Cd、Cr和Cu经过地表水冲刷和雨水的淋虑进入到土壤并积 累起来,造成周边土壤、水环境的污染。矿区土壤重金属的主要来源是矿山酸性废水、粉尘 和尾矿。而土壤作为农作物赖以生存的介质,土壤内各种污染物含量或残留量的高低及受 污染程度直接影响到作物的质量和食用安全,由于土壤中重金属的积累可被作物负极吸 收,通过食物链间接对人们的身体健康产生潜在风险,因此需要分析重金属对矿区土壤的 影响,为矿产开采及重金属污染管理方面提供支撑条件。
技术实现要素:
为了解决上述问题,本发明提供了一种矿区土壤重金属污染特征及环境影响因素 的分析方法,其包括:获取矿区研究区域的土壤背景值和多个采样点的重金属含量、坐标信 息与环境影响因素,所述采样点为采集与各种土地利用类型对应的矿区土壤的样点,所述 土地利用类型为所述矿区研究区域具有的土地利用类型,所述环境影响因素包括自然因素 和人为因素,所述重金属含量包括:多种重金属的含量;根据所述重金属含量得到重金属污 染特征值,所述重金属污染特征值包括:均值、标准差和变异系数;对各种土地利用类型的 多个所述采样点的重金属污染特征值和土壤背景值进行分析,得到土壤重金属污染状况; 利用空间自回归分析模型对各种土地利用类型的多个所述采样点的重金属含量、坐标信息 和环境影响因素进行处理,得到重金属含量高低与所述环境影响因素间的相关性。 在如上所述的分析方法中,可选地,所述根据所述重金属含量得到重金属污染特 征值,包括:采用箱线图法对获取的所述重金属含量中的异常值进行进行识别并剔除,然后 进行K-S正态分布检验,对不呈正态分布的数据进行对数转换直到数据呈正态分布;对呈正 态分布的数据进行特征值计算得到所述重金属污染特征值。 在如上所述的分析方法中,可选地,所述分析方法还包括:对每种土地利用类型中 各重金属间的相关性进行分析,得到重金属元素间的同源关系及是否存在复合污染。 在如上所述的分析方法中,可选地,所述对多个所述采样点的重金属污染特征值 和土壤背景值进行分析,得到土壤重金属污染状况,包括:判断各种土地利用类型中重金属 污染特征值是否高于土壤背景值,若判断为是,则确定该种土地利用类型中与所述重金属 污染特征值对应的重金属为首要污染物;判断不同种土地利用类型是否具有相同的首要污 染物,若判断是,则比较不同种土地利用类型中与首要污染物对应的重金属特征值之间的 大小,得到不同种土地利用类型的总体污染轻重状况;判断各种土地利用类型中变异系数 4 CN 111553588 A 说 明 书 2/8 页 是否高于预设变异系数阈值,若判断为是,则确定该种土地利用类型中与所述变异系数对 应的重金属的污染状况严重。 在如上所述的分析方法中,可选地,所述重金属含量包括:Ni含量、Pb含量、Cr含 量、Cu含量、Zn含量、Cd含量;所述土地利用类型包括:水稻土和菜地土;所述自然因素包括: 有机质、pH、坡度、高程,所述人为因素包括:居民点距离、河流距离和矿区距离。 在如上所述的分析方法中,可选地,所述利用空间自回归分析模型对多个所述采 样点的重金属含量、坐标信息和环境影响因素进行处理,得到重金属含量高低与所述环境 影响因素间的相关性,包括:若得到的重金属含量高低与所述环境影响因素间的相关性涉 及的重金属是Cd,则采用空间误差模型对多个所述采样点的重金属含量、坐标信息和环境 影响因素进行处理;若得到的重金属含量高低与所述环境影响因素间的相关性涉及的重金 属是Cu,则采用空间滞后模型对多个所述采样点的重金属含量、坐标信息和环境影响因素 进行处理;若得到的重金属含量高低与所述环境影响因素间的相关性涉及的重金属是Ni, 则采用空间滞后模型对多个所述采样点的重金属含量、坐标信息和环境影响因素进行处 理;若得到的重金属含量高低与所述环境影响因素间的相关性涉及的重金属是Pb,则采用 空间滞后模型对多个所述采样点的重金属含量、坐标信息和环境影响因素进行处理;若得 到的重金属含量高低与所述环境影响因素间的相关性涉及的重金属是Zn,则采用空间滞后 模型对多个所述采样点的重金属含量、坐标信息和环境影响因素进行处理;若得到的重金 属含量高低与所述环境影响因素间的相关性涉及的重金属是Cr,则采用空间滞后模型对多 个所述采样点的重金属含量、坐标信息和环境影响因素进行处理。 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是: 以矿区研究区域的两种土地利用类型:水稻土和菜地土为研究对象,分析矿区土 壤重金属污染状况,应用空间自回归分析模型探索土壤重金属含量高低与环境影响因素间 的相关性,找出重金属污染规律并尝试分析其可能造成的原因。研究结果能够为今后重金 属污染研究及其影响因素分析提供可靠依据,同时揭示了矿区土壤重金属的污染规律,为 决策者在今后的矿产开采及重金属污染管理方面提供支撑条件。 附图说明 图1为本发明实施例提供的一种矿区土壤重金属污染特征及环境影响因素的分析 方法的流程示意图。
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