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小标准农田泥土重金属空间散布、起源解析及污

  【摘要】:农田泥土重金属污染已成为农业情况研究的重点之一。受污染区域农田泥土重金属空间剖析与模拟、污染起源解析及污染水平评价,对防止泥土重金属污染加深,根绝生态伤害,保证人体安康,保护稀缺地盘资本等均具有主要的抱负意义。本文以沘江沿岸面积为96000 m2的整块农田作为研究对象,收集45个表层泥土样本,应用ICP-MS测定泥土中Cd、Zn、Pb、As、Cu、Cr、Ni共7种重金属含量,元素剖析仪测定泥土中C、N等元素含量,同时测定泥土其他表征数据。起首,对7种农田泥土重金属的含量停止统计剖析、半变异函数结构剖析、标的目标效应剖析和趋势效应剖析。在此基础上,应用肯定性空间插值法和Kriging插值法对研究区域7种重金属含量停止空间内插。经过对分歧插值方法精度的比拟,遴选出最优插值模型。并应用最优插值模型对泥土中7种重金属含量停止空间模拟,生成空间散布图,研究泥土重金属空间散布规律。其次,联合多元统计学与空间剖析技巧,解析7种重金属主要污染起源。最后,辨别应用内梅罗综合污染指数法和潜伏生态伤害指数法对研究区域农田泥土重金属污染水平停止评价,并应用两种评价方法的风险因子停止空间插值,剖析风险因子的空间散布特点。主要研究内容和结论包罗:(1)统计剖析:对研究区域农田泥土7种重金属含量统计剖析标明,Cd、Zn、Pb的平均含量均超越外地配景值,说明研究区域农田泥土出现了 Cd、Zn、Pb的污染富积。除Cd、Zn平均含量超越了国家情况质量规范值以外,其他5种重金属平均含量均未超标,个中Cd超标除受能够的报答污染影响以外,还与其较高配景值(1.70mg/kg)有关。与食用农产品产地情况质量评价规范比拟,Cd、Zn、Pb、As的超标率依次为100%、95.6%、100.0%、4.5%,其他3种重金属均未超标。7种重金属含量的整体平均变异水平属于中等变异,其变异系数从大年夜到小摆设依次为ZnCdPbAsCrCuNi。正态性考验标明除 Cr没法经过转化契合正态散布,其他6种重金属数据经过转化后均契合正态散布。(2)标的目标效应剖析:契合正态散布的6种重金属元素均存在各向异性,因此停止地统计学Kriging插值时,需求思考其标的目标效应。(3)空间趋势剖析:Cd、Zn、Pb、As趋势阶数为3阶、Cr、Cu趋势阶数为1阶,Ni的趋势阶数为2阶。(4)半变异函数结构剖析:Cd、Zn、Cu较好的拟合模型为球面模型,Pb、As为指数模型,Ni为高斯模型。Cd、Zn、Pb、As的C0/(C+c0)比值在0.38~0.51范围内,均属于中等水平的空间自相干性。Cu、Ni的C0/(C+C0)辨别为0和0.15,属于剧烈的空间自相干。(5)空间插值方法比拟:应用分歧的插值方法对7种重金属含量停止空间内插,经过猜测误差比拟得出Cd、Ni最好插值方法辨别为3阶通俗克里金法和2阶通俗克里金法;Pb、Zn、As均为3阶析取克里金法;Cr为1阶全局多项式插值法;Cu为1阶析取克里金法。(6)污染起源解析:相干性剖析标明Cd、Zn、Pb、As之间呈极清晰正相干(P0.01),Cu、Cr、Ni 之间呈清晰正相干性(P0.01)。Cd、Zn、Pb、As源于统一起源和Cu、Cr、Ni源于统一起源的概率较高。同时pH与Cd、Zn、Pb、之间具有清晰正相干,而与Cu、Cr、Ni相干性极弱。泥土中C、N、O等元素与重金属间没有清晰相干性规律,说明泥土理化性质对重金属含量影响较小。回归模型剖析得知Cd、Pb、Zn三者之间的含量关系极端亲密,三者受其他要素影响较小,而As除受Cd、Pb、Zn影响以外,还受其他重金属及随机要素影响。Cr、Cu、Ni之间的含量关系极端亲密,但Cr除受Cu、Ni影响以外,还存在其他重金属及其他随机要素影响。主成分剖析标明:主成分C1主要由Cd、Zn、Pb决定,可归为“交通因子”,其来运主要受交通运输影响;主成分C2由Cu、Cr、Ni决定,可归为“天然因子”,其起源主要受地球化学感化影响。(7)污染评价:内梅罗综合污染评价法标明研究区域主要处于中度污染(37.78%)和重度污染(62.22%)。重度污染区域主要散布在接近S227沿线,中度污染区域位于研究区域中部且接近沘江。潜伏生态风险指数法评价标明研究区域处于的风险等级(占比)辨别为:较强风险(57.78%)、很强风险(13.33%)和极强风险(2.2%),Cd是研究区域最主要的生态风险因子。从生态风险指数(IRj)空间散布图来看,较强风险区域主要位于S227沿线和接近居平易近区小局部区域,其他大年夜局部区域处于中度风险。本文将空间剖析技巧、地统计学方法、多元统计学相联合,对研究区域农田泥土重金属空间变异及散布、污染起源和生态风险停止研究。旨在提醒研究区域7种重金属元素的空间散布及变异规律、主要污染起源及生态风险。为指导外地泥土重金属污染控制、地盘资本选择性充沛应用和生态风险评价供给迷信依据。

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