矿区复垦土壤重金属含量分布与光谱特征研究_以徐州市柳新矿区为例_董霁红

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1、第４１卷第５期中国矿业大学学报Ｖｏｌ．４１Ｎｏ．５２０１２年９月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＳｅｐ．２０１２矿区复垦土壤重金属含量分布与光谱特征研究———以徐州市柳新矿区为例董霁红１，于敏２，赵银娣１，张珏３，ＴＯＹＯＨＩＳＡＦｕｊｉｔａ４（１．中国矿业大学环境与测绘学院，江苏徐州２２１１１６；２．常熟市国土资源局海虞分局，江苏常熟２１５５００；３．工学院大学情报学部，日本东京１６３－８６７７；４．东京大学工学系，日本东京１１３－８６５６）摘要：以徐州柳新矿区复垦土壤为研究对象，采用传统采样检测方法分析了Ｃｄ，Ｃｕ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ｃｒ

2、等重金属元素在土壤中的含量，借助ＩＳＩ９２１ＶＦ系列野外地物光谱辐射计和ＩＲ９８１短波红外地物光谱仪野外测量样点土壤的光谱，提取其光谱特征，并对光谱特征参数与土壤中重金属含量进行相关性分析，建立了利用土壤光谱反射率估算土壤重金属含量的预测模型．结果表明：通过分析土壤反射光谱特征能间接反映土壤重金属含量．从而实现土壤重金属含量的间接测定，为土壤重金属污染的调查与监测提供一种简单、快速的测定方法．关键词：复垦土壤；重金属；反射光谱；相关性；预测模型中图分类号：Ｘ５３文献标识码：Ａ文章编号：１０００－１９６４（２０１２）０５－０８２７－０６Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄ

3、ｓｐｅｃｔｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｃｏｎｔｅｎｔｉｎｒｅｃｌａｉｍｅｄｓｏｉｌｏｆｍｉｎｉｎｇａｒｅａｓ：ＡｃａｓｅｓｔｕｄｙｏｆＬｉｕｘｉｎｍｉｎｉｎｇｄｉｓｔｒｉｃｔｉｎＸｕｚｈｏｕｃｉｔｙ１，ＹＵＭｉｎ２，ＺＨＡＯＹｉｎ－ｄｉ１，ＺＨＡＮＧＪｕｅ３，ＴＯＹＯＨＩＳＡＦｕｊｉｔａ４ＤＯＮＧＪｉ－ｈｏｎｇ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＳｐａｔｉａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ，Ｊｉａｎｇｓｕ２２１１１６，Ｃｈｉｎａ；２．ＨａｉｙｕＳｕｂｓｔａ

4、ｔｉｏｎｏｆＣｈａｎｇｓｈｕＬａｎｄａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓＢｕｒｅａｕ，Ｃｈａｎｇｓｈｕ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１５５００，Ｃｈｉｎａ；３．ＦａｃｕｌｔｙｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ，ＫｏｇａｋｕｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｏｋｙｏ，１６３－８６７７，Ｊａｐａｎ；４．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｈｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｏｋｙｏ，Ｔｏｋｙｏ，１１３－８６５６，Ｊａｐａｎ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴａｋｉｎｇＬｉｕｘｉｎｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎｄｉｓｔｒｉｃｔａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ，ｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｓｕｃｈａｓＣｄ，Ｃｕ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ｃｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ

5、ａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｓｏｉｌａｎｄｗｈｅａｔｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ，ｗｉｔｈＩＳＩ９２１ＶＦｓｅｒｉｅｓｆｉｅｌｄｓｐｅｃｔｒａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓａｎｄＩＲ９８１ｓｈｏｒｔｗａｖｅｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｔｏｏｂ－ｔａｉｎｔｈｅｓｐｅｃｔｒａｌｏｆｓｏｉｌ．Ｂｙｅｘｔｒａｃｔｉｎｇｔｈｅｓｐｅｃｔｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｏｉｌ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅ－ｔｗｅｅｎｈｅａｖｙｍｅｔａｌｃｏｎｔｅｎｔｓａｎｄｓｐｅｃｔｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｗａｓｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｌｙａｎａｌｙｚｅｄ．Ｏｎｔｈｅ

6、ｂａｓｉｓｏｆｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓａｎｄｓｐｅｃｔｒａｌｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ，ｓｐｅｃｔｒａｌｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅｏｆｓｏｉｌｍｅａｓ－ｕｒｅｄｏｕｔｓｉｄｅｗａｓｕｓｅｄｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈａｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｓｏｉｌ．Ｔｈｅｒｅ－ｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎｓｏｉｌｃａｎｂｅｒｅｆｌｅｃｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙｚｉｎｇｓｏｉｌｓｐｅｃ－ｔｒａｌｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｉｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｒｅｍ

7、ｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｃａｎｒｅａｌｉｚｅｄｅｔｅｃｔｉｎｇｈｅａｖｙｍｅｔ－ａｌｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ，ａｎｄｃａｎｂｅａｎａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｓｏｌｕｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅａｎｄｒａｐｉｄｍｅｔｈ－ｏｄｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｔｈｅｈｅａｖｙｍｅｔａｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎｉｎｓｏｉｌ．收稿日期：２０１１－０９－０２基金项目：国家自然科学基金项目（４０９０１２２