基于地统计学模型的惠州市土壤重金属污染评价

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1、第26卷第1期矿业工程研究Vol．26No．12011年3月MineralEngineeringResearchMar．2011基于地统计学模型的*惠州市土壤重金属污染评价王利东，李朝奎，李吟(湖南科技大学地球空间信息科学研究所，湖南湘潭411201)摘要:论述了地统计学原理、地统计学的适用范围．并以广东省惠州市为例，采用地统计方法进行了土壤重金属空间变异分析、土壤重金属可视化表达和重金属污染评价．结果表明:(1)研究区锌(Zn)、铅(Pb)含量属中等程度的空间相关，结构性因素和随机性因素共同削弱了锌(Zn)、铅(Pb)，特别是锌(Z

2、n)的空间相关性;铅(Pb)的块金值(C0)较大，局部的污染造成了铅(Pb)的大量聚集;铜(Cu)属空间弱相关，其含量主要受土壤母质的影响．(2)研究区铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)都表现出连续分布的特点．其中，铜(Cu)的空间结构部分为一次趋势面，西北角上铜(Cu)元素的含量较高，东南角铜(Cu)元素的含量处于低值状态，中部有明显的中值带;锌(Zn)、铅(Pb)含量的起伏变化较大，局部的高值、低值区域分布较多;镉(Cd)表现为岛状分布，并有零星高值分布．关键词:重金属;地统计学;空间变异;半方差函数;克里克插值中图分

3、类号:X53文献标识码:A文章编号:1674－5876(2011)01－0065－06［8］土壤是环境要素的重要组成部分，其环境质量直度的空间异质性，然而传统的评价方法把土壤看成接关系到人类的健康和安全．近年来，随着工业的日益了均质体，同时没有考虑采样点的空间坐标，难以对土［9］发展，土壤重金属污染问题再一次给人们敲响了警钟．壤重金属的空间变异特征进行深入研究．地统计模研究土壤的重金属污染，可为制定土壤环境治理对策型不但能够揭示重金属的空间变异特征，而且能对土和环境保护提供科学的决策依据．壤种元素的空间分布进行定量描述，因此在土壤重金

4、对于土壤重金属的污染评价，国内外学者作了大属中得到了广泛的应用．DonatoSollitto等以南斯拉夫量的研究，总结出了多种评价方法和模型，但基本上可地区为研究对象，运用多元地统计方法对区域重金属以分成两大类:传统的评价模型和地统计模型．传统的污染空间变化进行了分析，认为地统计学是辨明土壤［10］评价模型以数理统计为基础，分为指数法和综合评价重金属污染的原因的一种有效途径．刘勇等为探明法．指数法易于计算，己在土壤重金属评价中得到了广汾河太远段土壤中Hg，Cr的污染情况，在GIS支持下，［1］泛，其中的内梅罗指数法是当前国内外进行综合

5、污运用地统计学方法，测定分析了汾河太原段两岸土壤染指数计算的最常用的方法之一．综合评价法综合考中重金属的含量和空间分布特征，并采用单因子法对［11］虑了土壤污染因素的权重，使评价更具有科学性，概况土壤中Cr，Hg的污染进行了评价．此外，利用地统起来有模糊综合评价法、层次分析质量评价法、灰色聚计模型对不同尺度上土壤重金属污染评价也做了大量［12－15］类法、主成分分析法、特尔斐法、神经网络法和物元分的研究，相关的研究总结在文献中．本文以广东［2－7］析法等等．土壤是一个时空连续的变异体，具有高省惠州市为例，采用地统计模型对其土壤重金属污

6、染*收稿日期:2011－01－03基金项目:中国环境科学研究院土壤环境质量信息管理系统建设资助项目(D10870)通信作者:李朝奎(1967－)，男，湖南汉寿人，教授，研究方向:地理空间信息获取处理与应用．E－mail:chkl_hn@163．com65进行评价，给出了评价结果，为相关部门提供科学决策1．2模型的应用分析依据．地统计模型的强大分析功能主要在于它与地理信息系统(GIS)的结合．GIS在数据的统计模型的建立和1地统计学原理制图方面都具有强大的功能，这对地统计学的空间结地统计学是20世纪60年代创立并发展起来的一构分析是一种

7、很好的辅助工具，因为GIS可以直观地门边缘学科，起初是为了解决从普查勘探到矿山开采反映土壤重金属的空间变异特征．应用GIS地统计学过程中矿床储量计算和误差估值问题．经过多年的发模块来分析并模拟土壤重金属的空间分布模式与结展，地统计学的应用拓宽到土壤、农业、气象、生态、森构，进行空间插值，能非常容易地使插值图可视化．在［16］林和环境治理等多个方面．土壤重金属污染研究过程中土壤和环境学家们还可以1．1地统计学模型利用GIS将地统计学得出的空间插值图与地形图、利地统计学是一种区域化变量的分析方法，其主要［19］用方式专题图等融合起来，发现

8、更多的隐藏信息．目的是结合采样点提供的信息对未知点进行估计和模1．2．1土壤重金属空间变异分析［17］拟．半方差函数是地统计学中的主要工具，一方面土壤重金属的空间变异的研究是对土壤中重金属是利用半方差函数对参数的空间分布