諸暨浬浦銅礦區(qū)重金屬空間變異性研究.pdf

1、本文以浙江省諸暨市涅浦銅礦區(qū)4號坑道周圍農(nóng)田、菜地、荒地和山地土壤重金屬污染區(qū)(面積約為0.478km<'2>)為研究區(qū)，基于GIS的地統(tǒng)計學(xué)方法研究了丘陵銅礦區(qū)重金屬污染的空間變異規(guī)律。 利用GPS定位，采樣的距離控制在50～100米之間，共采集49個土壤樣品，其中一個在離研究區(qū)3000米山地所采土樣，作為研究區(qū)的對照樣。土壤分析項目包括銅、鋅、鉛、鎳、砷和鎘元素的全量，以及土壤pH值、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤粒經(jīng)、銅和鋅的有效量。

2、 文中利用ArcGIS的地統(tǒng)計分析模塊進(jìn)行了空間變異分析，包括： (1)計算半方差函數(shù)并選擇最佳的擬和模型和參數(shù)； (2)通過交叉驗證選擇合適的克立克方法(Kriging)； (3)通過空間插值，繪制重金屬(全量和有效量)污染空間分布圖，分析空間變異規(guī)律和影響因素。研究表明，基于ArcGIS的地統(tǒng)計分析模塊可以較準(zhǔn)確分析銅礦區(qū)重金屬污染的空間變異特征。 結(jié)果表明： (1)諸暨涅

3、浦銅礦4號坑道周圍土壤砷、鉻、銅、鋅、鎳、鉛六種重金屬分布均呈對數(shù)正態(tài)分布，采用幾何平均值及標(biāo)準(zhǔn)差為代表值，研究表明砷、銅、鋅、鎳、鉛五種重金屬存在明顯的積累現(xiàn)象。 (2)涅浦銅礦4號坑道周圍土壤重金屬As-Cu、As-Zn、As-Ni、As-Pb、Cu-Zn、Cu-Ni、Cu-Pb、Zn-Ni、Zn-Pb、Ni-Pb之間有很高的相關(guān)性，表明他們之間同源性很高。Cr與As、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb相關(guān)性很低，表明它的積累獨(dú)

4、特，外源積累也少。As、Cu、Zn、Ni、Pb是伴隨污染最多的元素。 (3)涅浦銅礦4號坑道周圍土壤重金屬空間變異規(guī)律為：塊金值與基臺值的比值銅>鋅>鉛>砷>鎳>鉻。鉛、銅、砷元素的塊金值與基臺值的比值分別達(dá)到了92.6014％、86.6664％、76.0163％，屬于空間弱相關(guān)，因為人類活動削弱了元素的空間相關(guān)性。其余三種重金屬塊金值與基臺值的比值均在25～75％，屬于中等程度的空間相關(guān)。鉻的塊金值與基臺值的比值相對比較低，

5、說明土壤中鉻含量主要受成土因素影響。 (4)在用AreGIS中的地統(tǒng)計分析模塊進(jìn)行分析后，可以得到各種模型的空間插值誤差。結(jié)果顯示：鋅所得到的空間插值誤差較大，鎳、砷、鉻、銅、鉛所得到的空間插值誤差相對較小。 (5)根據(jù)Kriging插值原理及半方差函數(shù)擬合參數(shù)，應(yīng)用ArcGIS軟件中的GeostatisticalAnalyst模塊進(jìn)行空間變異插值，繪制出諸暨涅浦銅礦4號坑道周圍土壤六種重金屬含量空間分布圖。從圖中能

6、清晰地反映出不同區(qū)域各種重金屬含量范圍，可為該區(qū)域污染控制與治理提供基礎(chǔ)依據(jù)。 (6)涅浦銅礦4號坑道周圍土壤重金屬有效量及土壤理化性質(zhì)空間變異規(guī)律為：塊金值與基臺值的比值：銅有效量>pH)有機(jī)質(zhì)>鋅有效量>有機(jī)質(zhì)>土壤粒度。銅的有效量、pH值和鋅有效量的塊金值與基臺值的比值分別為86.596％、82.8339％、80.8711％，屬于空間弱相關(guān)。說明銅有效量、鋅有效量和pH空間弱相關(guān)。有機(jī)質(zhì)和土壤粒度塊金值與基臺值的比值均在