基于GIS的淮南礦區(qū)土壤Cu、Ni、As、Zn和Cr元素空間分布特征及來源分析.pdf

1、重金屬污染是影響土壤環(huán)境質(zhì)量的重要因素，并且可以通過多種途徑直接或間接危害到人類健康。礦業(yè)開采過程產(chǎn)生的大量廢棄物可能會對周邊土壤環(huán)境產(chǎn)生重金屬污染。本文以礦業(yè)城市淮南市礦區(qū)為例，對研究區(qū)內(nèi)Cu、Ni、As、Zn和Cr等5種土壤重金屬元素進行分析，運用地統(tǒng)計學(xué)和GIS研究了土壤重金屬元素的空間結(jié)構(gòu)和分布特征，并對土壤重金屬污染進行了評價，在此基礎(chǔ)上對土壤重金屬元素的污染來源進行了綜合分析。研究結(jié)果如下:
　　(1)采集淮南礦區(qū)土壤

2、樣品269個，測定了Cu、Ni、As、Zn和Cr等5種土壤重金屬元素含量。統(tǒng)計結(jié)果表明5種重金屬元素在研究區(qū)域內(nèi)存在普遍的累積。Zn幾何平均值超出淮南土壤背景值的數(shù)值最多，超標率高達66.7％，說明Zn的積累程度和分布范圍最大。
　　(2)通過半變異函數(shù)對研究區(qū)土壤重金屬空間結(jié)構(gòu)進行分析，研究表明重金屬元素Cu和Zn符合高斯模型，Ni和Cr符合指數(shù)模型，As符合球狀模型。重金屬Cu和Cr塊金系數(shù)小于25％，具有強空間相關(guān)性，其空間

3、變異與土壤形成的內(nèi)在因素有關(guān)。重金屬Ni、As和Zn塊金系數(shù)在25％-75％之間，具有中等空間相關(guān)性，與土壤形成的內(nèi)在因素和人類活動等外在因素有關(guān)。
　　(3)采用內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法分別對研究區(qū)土壤重金屬污染進行評價。研究表明:Cu、As、Zn和Cr是主要重金屬污染元素。5種重金屬元素內(nèi)梅羅綜合污染程度主要為輕度積累和中度積累，覆蓋總面積為71.78％，有12.73％的區(qū)域達到嚴重積累。5種重金屬元素潛在生態(tài)危害

4、程度主要集中在中度危害和高度危害，覆蓋總面積為72.64％，有11.43％的區(qū)域達到了極高危害。
　　(4)重金屬污染來源研究表明:農(nóng)業(yè)和礦業(yè)活動是重金屬Ni、Cr、Cu和Zn主要污染來源，工業(yè)活動是重金屬As的主要污染來源。砂姜黑土和黃褐土是淮南礦區(qū)內(nèi)受污染最嚴重的兩種土壤類型?；茨系V區(qū)5種重金屬積累程度與礦區(qū)開采歷史呈正相關(guān)。塌陷區(qū)、城鎮(zhèn)用地和耕地是淮南礦區(qū)中污染最嚴重的土地利用方式，結(jié)果說明:礦業(yè)開采活動是淮南礦區(qū)土壤污染的