城市表层土壤重金属污染分析
摘要
本文综合各数据及表格，建立了四个模型对城市表层土壤重金属污染问题进行了深入研究。
对于问题一，用附件一给出的数据，用MATLAB 建立三维模型，总共有九幅图，一个是取样地点的地形图，另外八个是八种重金属元素的浓度分布图，通过不同的模型图我们可以清楚地看到各种元素不同的空间分布，然后通过利用概率与数理统计学知识，先用SPSS 软件对所给附件中的数据进行聚类分析，再根据Fisher 判别模型对不区的污染程度进行分类评价，最后再根据SPSS 的的判别分析模型对Fisher 判别模型的结果进行检验，得出工业区为重度污染区，生活区和交通区为中度污染区，山区和公园绿地区为轻度污染区的结论，并得出他们的判别方程式。
对于问题二，建立主成份分析模型，对影响重金属污染的因素进行综合打分，排序。利用因子分析所得到的8个因子在该市表层土壤单点样样本在六个主因子上的得分可作出各个因子在空间分布的等直线图，能更直观地说明各个元素在空间平面上的分布特征。结合该市不同区域的分布情况对重金属污染的主要原因进行说明。如工厂的开采、冶炼、加工过程中，造成不同重金属如铅、汞、铬、钴等重金属元素进入空气、水、土壤引起严重的环境污染。人类生活中的各类用品都含有不同含量的重金属元素，比如说废旧电池，含有较多的汞、铬、锰、铅、镍、锌等重金属，它们通过自然和生物降解，随着雨水进入雨水和河流中。
对于问题三，首先利用SPSS 软件曲线拟合对以给出的金属含量进行拟合，得出图像（见附表1），可分析出重金属传播的速度逐渐减小，可据此初步得出污染源的大概位置。根据前两问的结论分析重金属的传播特征，主要有从高海拔到低海拔，从高浓度区向低浓度区扩散。并建立出扩散模型，求出函数值，从而确定污染源的位置。污染源的空间坐标为：0X =18181.8182 0Y =10101.0101
0Z =30.032 （单位：m ）
对于问题四，我们分析了模型三的优缺点，为更好的研究城市的地质环境的演变模式，我们还在模型中考虑了地下水及土壤迁移对重金属污染即城市地质演变的影响，通过分析重金属主要的物理迁移，物理化学迁移，化学迁移，生物迁移的途径建立了地下水流方程和溶质运移方程模型，进行分析。
关键词：重金属污染 聚类分析 fisher 判别 主成分分析 扩散模型
一、问题重述
随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加，人类活动对城市环境质量的影响日显突出。对城市土壤地质环境异常的查证和如何应用查证获得的数据资料开展城市环境质量评价，并研究人类活动对城市环境的演变的影响，成为人们日益关注的焦点。
按照功能划分，城区一般可分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区等，分别记为1类区、2类区、……、5类区，不同的区域环境受人类活动影响的程度不同。
现对某城市城区土壤地质环境进行调查。为此，将所考察的城区划分为间距1公里左右的网格子区域，按照每平方公里1个采样点对表层土（0~10 厘米深度）进行取样、编号，并用GPS 记录采样点的位置。应用专门仪器测试分析，获得了每个样本所含的多种化学元素的浓度数据。另一方面，按照2公里的间距在那些远离人群及工业活动的自然区取样，将其作为该城区表层土壤中元素的背景值。
具体数据资料见表格。
现要求你们通过数学建模来完成以下任务：
(1) 给出8种主要重金属元素在该城区的空间分布，并分析该城区内不同区域重金属的污染程度。
(2) 通过数据分析，说明重金属污染的主要原因。
(3) 分析重金属污染物的传播特征，由此建立模型，确定污染源的位置。9 (4) 分析你所建立模型的优缺点，为更好地研究城市地质环境的演变模式，还应收集什么信息？有了这些信息，如何建立模型解决问题？
二、模型假设
1.污染源的重金属浓度不再增加，在特定的一段研究时间内保持稳定；
2.取样点的数据较好的反映了该地区的污染程度。
三、符号说明
(),,,c x y z t ：为t 时刻在(),,x y z 点上污染物浓度; L D 、T D 、Z D :为在x 、y 、z 方向的扩散系数;
X V 、Y V 、Z V : 为地下水在x 、y 、z 方向的流动速度分量;
λ：为衰减系数; c Q ：为污染物的总量;
e η：为实际空隙率.
c Q ： 为污染物的总量;
C ：容水度 Se ：有效饱和度
Se ：有效饱和度
S K ：饱和水里传导率
S K ：饱和水里传导率
S ：出水系数
P H ：压力水头 r K ：土壤相对渗透率
s Q ：源汇项
s θ：饱和含水率 r θ：残余含水率
θ：含水率 C ：污染物浓度
P C ：单位质量的土壤吸附的污染物质量
b ρ：容量
l D ：水里弥散张量 l Φ：溶解和吸附的一阶反应速率
p Φ：溶解和吸附的一阶反应速率 c S ：源汇项
p k ：分配系数
R ：阻滞因子
L D θ：水里弥散系数张量 L τ：弯曲系数
四、模型建立与问题解答
4.1问题一的解答： 4.1.1问题分析：
随着全球经济的一体化，我国在世界经济体中所扮演的角色越越来越重，但是从某种角度上说我们的经济的增长是“灰色增长”，即是经济的增长伴随着环境的污染，近几年城市土壤表层重金属污染问题尤为严重，直接影响到人们生活与健康，为了解决重金属污染对人们生活的不良影响，必须开展城市土壤表层重金属污染分析，进行污染的防治。针对某城市城区土壤地质环境进行调查结果，将八种重金属污染物具体划分到五个区域内，用SPSS 软件进行判别分析以及聚类分析，结合用Matlab 画出的九幅三维立体图，再用fisher 判别模型来分析该城区内不同区域重金属的污染程度，既有直观图又有量化数据； 4.1.2模型建立：
4.1.2.1SPSS 聚类分析模型（粗略分类）
聚类分析是研究“物以类聚”的一种科学有效的方法。做聚类分析时，出于不同的目的和要求，可以选择不同的统计量和聚类方法。
系统聚类是目前应用最为广泛的一种聚类方法，其基本思想是：先将待聚类的n 个样品（或者变量）各自看成一类，共有n 类；然后按照实现选定的方法计算每两类之间的聚类统计量，即某种距离（或者相似系数），将关系最为密切的两类合为一类，其余不变，即得到n-1类；再按照前面的计算方法计算新类与其他类之间的距离（或相似系数），再将关系最为密切的两类并为一类，其余不变，即得到n-2类；如此下去，每次重复都减少一类，直到最后所有的样品（或者变量）都归为一类为止。
根据聚类分析先粗略的估计出山区，公园绿地区为轻度污染区；生活区，交通区为中度污染区；工业区为重度污染区。
4.1.2.2fisher 判别模型（精确分类）
针对城市土壤重金属五大分区的分类结果，为了判断其有效性，就采用fisher 判别法，fisher 判别法的中心思想是设法找到一个最佳投影方向，将m 维空间中的点投影到低维空间中，使不同的点尽可能的分开，然后在低维空间中再分类。
Fisher 判别法是按照各类中方差尽可能小，不同类中距离尽可能大的原则求取判别函数
步骤：
A ）计算出各类评价结果的均值向量及总均值向量。
()
()
()
1
1
11,p
n q p p p i
i p p
x
x
x x n q ====∑∑;
其中，p n 表示第P 类的样本点个数，()p i x 表示第P 类中的第 i 个样本点，q 表示样本点分类的种类数。根据上述公式，利用表I 中的数据，得到:
[]
1 5.15390.2164341.2978523.75450.07797515.3717548.63225113.7683X =[]
2 5.989250.3248163.5361555.809050.2699317.979766.3203239.9318X =
[]37.25140.3931153.4092127.53580.6423619.817793.0408227.9275X =
[]6.131520.3114552.7477369.033120.33008817.7210569.33112210.5425X =
B ）计算出各类（Gp ）的类内离差阵和总类离差阵xx L 与1
xx L -
()
()()
(
)()
()
1
np
p p p p p i
j xx ij ki kj
k L x x npx
x ==?-?∑ （2）
（i=1,2,···，6；j=1,2,···，6）；
()1
q
p
xx xx p L L ==∑
其中，()p ki x 表示第P 类样本点中的第k 个样本点的第i 个评价指标的值；()
p i x 表示
第P 类样本点中各评价指标均值向量()
p x
中第i 个评价指标的均值。通过公式(2)
计算类内离差阵()p xx L ，得到总类离差阵xx L 和1xx L - 如下
13.5198 1.23796
8.273510.6847244.10.0218 3.1156187.621.237960.01070.0862 6.31750.368 4.99 1.3523 5.39548.27350.086255.45104.01 1.76642 3.59287.208157.21810.6847 6.3175104.01164.945 2.743 5.702119.7815xx L --------=58.53244.10.368 1.76642 2.7430.06530.13440.0917 4.030450.0218
4.99 3.592
5.7020.13440.27640.03888.7623.1156 1.352387.208119.7810.09170.0388307.2961.27187.62 5.395157.218558.53 4.030458.762961.27293.4?---------?
???
???
?
?
?
???
?
?
????
?
?
??
?? 用matlab 软件中inv 命令求出矩阵xx L 的逆矩阵：
10.0001
0.01100.00730.00410.00450.00450.00
140.00600.01100.95740.64100.36250.03700.21800.
12750.05230.00730.64100.42920.24970.02500.28960.08810.03500.00420.36260.24970.13650.01380xx L --------------------=
.15680.04600.01980.00450.03700.02500.01380.00140.00150.00560.00230.00450.21810.28970.15680.01480.18010.05120.02280.00140.12750.08810.04600.00560.05120.01530.00800.00060.05230.03500.0------------------1980.00230.02280.00800.0032?????
????
?
????
?
?
????
??
---????
C ）计算各类Gp 间的类间离差阵B
类间离差阵的计算公式如下：
T B ZZ =
而()
()
()()
p i
ip
p
m q
m q
Z Z n x
x ??==
-，（3）
（i=1,2,···，6；j=1,2,···，6）；
其中p n 表示第p 类样本点的个数，()p i x 表示第P 类样本点中各指标均值向量()
p i x 中第i 个评价指标的均值，i x 表示总均值向量X 中第i 个评价指标的均值，m 表示评价指标个数。根据公式（3）得矩阵Z 和B:
1.3824
0.134416.1964.0240.3565 3.32229.268
136.840.2012
0.018915.254818.70.08510.3657
4.257341.5561.58352
0.1155
0.935
82.723
0.4416
2.9562
33.525595.2824Z --------??
??=----??????
4.4590
0.364920.7924233.2627 1.20929.200094.4050331.68810.36490.0318 2.572217.80590.09730.79487.725430.181820.7924 2.5722495.6992828.6298 4.886462.1259440.25102938.4571223.262717.8059828.629811291.857360B =.9464450.39494726.795915865.99291.209230.0973 4.886460.94640.3293 2.458625.601287.32389.20000.794862.1259450.3949 2.458619.9085194.7795751.453394.40507.7254440.25104726.795925.6012194.77951998.69967022.5069331.688130.18182938.457115865.992984.3238751.45337022.506929530.8225???????????
???????????????
D )计算1*xx
B L -的特征根和相应的单位特征根向量i a
特征值：1 4.688λ= 2 2.901λ= 30.411λ= 54 6.19510λ-=? 55 2.56510λ-=? 66 2.31810λ-=? 9
7 5.05610
λ-=? 1787.96310λ-=-? 单位特征根向量：
[][]
120.9720.8510.8980.4590.8030.9640.4690.4570.2040.5170.4290.8860.0380.2420.8810.887a a ==---
E)土壤重金属污染评价的Fisher 模型建立及应用
步骤：
1）建立Fisher 判别函数
由于1
xx L -的前两个特征根1λ和2λ的累计方差贡献率已达到85.981所以可选
择这两个特征跟相对的特征向量1a 和1a 来建立Fisher 判别函数为：
()()12,,T
T W x X A X αα==
其中，
0.9720.8510.8980.4590.8030.9640.4690.4570.2040.5170.4290.8860.0380.2420.8810.887A ??=??-----??
2）计算个样本点X 的判别函数W(x)及各类Gp 的马氏距离
各样本点 的判别函数w(x)与各类Gp 的马氏距离的计算公式为:
()
()()
21T
p T
T T
xx p
p ip i i p L d x x A A A A x x n ??=-- ? ?
-??
（i=1,2,···，6；j=1,2,···，6）；
由马氏距离判别各功能区的所属类别：
功能区
样本数
21d 22d 23d
回判类属
3,山区 66 124.059 224.571 247.986 1 5,公园绿地区 34 147.618 188.796 219.178 1 1,生活区 44 204.016 189.556 217.781 2 4,交通区 138 200.804 177.939 203.448 2 2,工业区
37
249.661
218.339
215.653
3
4.1.2.3SPSS 判别分析模型（结果检验）
判别分析是一种常用的统计方法，判别分析是根据观察或测量到若干变量值，判断研究对象如何分类的方法
根据8种主要重金属元素在该城区的matlab 三维空间分布图，以及319个不同地点的数据将其分后成五个区，再利用八种重金属污染物的主要数据，列成一个五行八列的矩阵，对其进行标准化后利用SPSS 软件进行判别分析和聚类分析
以上对土壤中重金属含量做了聚类分析，得出了某城市五个功能区土壤中的8种重金属污染情况与实际十分温和的分类结果，根据这个分类结果，建立判别分析对Fisher 判别进行检验。工业区为重度污染；生活区和交通区为中度污染；公园绿地和山区为轻度污染。据次将重度污染为第一类；中度污染为第二类；轻度污染为第三类，并应用多类Fisher 判别法，建立了土壤重金属的Fisher 模型，为该地区重金属污染评价提供了一个有效的方法。
4.1.2.4结果分析:
通过上面对模型的总体检验和各样本点分别检验该模型的判别能力都是显著的，对五个片区进行回判的结果中，对第任意类和第任意类全部判别正确，只
有第任意类有对应元素各元素判别争取率为对应类。
4.2问题二的解答 4.2.1问题分析
结合第一问各不同区域重金属的污染程度，建立主成分分析模型，对影响重金属污染的因素进行综合打分，排序，确定主要污染源。并由最终各主成分打分结果绘制空间分布等直线图。
4.2.2模型建立
4.2.2.1主成分分析法
主成分分析法分析研究该市土壤重金属污染类型及污染来源，在面积性土壤测量基础上，采用城市土壤单点样采集方法，通过测试获得了城市表层土壤中重金属元素（As 、Cd 、Hg 、Pb 、Cr 、Ni 、Zn 、Cu ）的含量数据；应用统计数手段及处理软件，采用主成分分析法对该城市土壤数据进行详细分析研究；结合该城市工企分布情况，对比主成分分析中的六个主因子，进行整理分析；研究结果充分反映出该市作为一个典型城市的污染特点，表明该市土壤重金属污染的主要来源有四个方面，即：工矿企业污染源，燃煤污染源，交通污染源，商业活动和居民生活污染源等。
主成分分析从变量的相关矩阵出发将一个m 维的随机向量X 分解成低于m 个且有代表性的公因子和一个特殊的m 维向量，使其公因子数取得最佳的个数，从而使对m 维随机向量的研究转化成对较少个数的公因子的研究。
设有n 个样本，n 个指标构成样本空间X
()ij n m X x ?= 1,2,3,...,;1,2,3,...,i n j m ==
4.2.2.2主成分分析分析步骤：
（1）原始数据的标准化，标准化的公式为X ’ij =（Xij －Xj ）/δj ，其中Xij 为第i 个样本的第j 个指标值，而Xj 和δj 分别为j 指标的均值和标准差。标准化的目的在于消除不同变量的量纲的影响，而且标准化转化不会改变变量的相关系数。 （2）计算标准化数据的相关系数阵，求出相关系数矩阵的特征值和特征向量。 （3）确定因子个数，计算因子得分，进行统计分析
主成分分析法是一种通过降维技术把多个指标约化为少数几个综合指标的综合统计分析方法，而这些综合指标能够反映原始指标的绝大部分信息，它们通常表现为原始几个指标的线性组合，通过采用主成分分析法对已经给出量化的319个地点（x,y,）值，将其分成五个区，对“As ”“Cd ”“Cr ”“Cu ”“ Hg ”“ Ni ”“ Pb ”“ Zn ”八个影响因素数据进行整合，组成一个五行八列的矩阵在对其进行标准化。 A 矩阵：（标准化前的）
A = 6.2705
0.289969.0184
49.4032
0.930418.342369.1064237.00867.25140.393153.4092127.53580.642319.811793.0408277.92754.0441
0.152338.959717.31730.409515.453836.555973.29425.70800.360058.053962.21490.446817.617163.5342242.85496.2637
0.280543.636030.19170.114915.289760.7086154.2423??
???
????
?
??????
B矩阵：（标准化后的）
B=
0.307400.05634 1.378480.184940.662640.537710.223640.48275
1.13813 1.055230.06671 1.63739 1.42220 1.29790 1.408590.97730 1.57817 1.53961 1.147610.933300.860310.95663 1.38788 1.49590 0.168990.698570.4570
---
--------
-40.113870.680080.162540.052230.55341 0.301640.157840.754620.633020.57933 1.041520.192120.51756??????????
-
????-------
??
4.2.2.3结果分析
该市土壤单点样重金属元素含量的数据特征完全符合主成分分析的要求，在这里以Hg、Cd、Pb、As、Cu、Cr、Ni、Zn八种重金属元素指标作主成分分析，这样在解释各指标变化异常时可以着重讨论综合指标成分，同时为该市重金属污染成因的解释提供一定的理论依据。以下对该市土壤单点样重金属元素含量的数据标准化处理后，经matlab统计软件进行因子分析，可得出以下结果。首先给出该市表层土壤Hg、Cd、Pb、As、Cu、Cr、Ni、Zn八种重金属原始含量数据的相关系数矩阵，如表1所示。
表1 变量相关矩阵
Table 1 variable correlation matrix
指标As Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn As 1 0.862 0.501 0.767 0.621 0.703 0.953 0.843 Cd 0.862 1 0.548 0.839 0.858 0.772 0.901 0.943 Cr 0.501 0.548 1 0.364 0.229 0.696 0.529 0.773 Cu 0.767 0.839 0.364 1 0.925 0.899 0.919 0.824 Hg 0.621 0.858 0.229 0.925 1 0.757 0.781 0.758 Ni 0.703 0.772 0.696 0.899 0.757 1 0.867 0.897 Pb 0.953 0.901 0.529 0.919 0.781 0.867 1 0.908 Zn 0.843 0.943 0.773 0.824 0.758 0.897 0.908 1
可见，As和Ni的相关性最好，相关系数最大，为0.692，其次为Pb和Cd，相关系数为0.625，以下依次是Pb和Cu，Cd和Cu的相关性较好，相关系数分别为0.551和0.502， Pb和Hg的相关系数为0.459，其它元素之间的相关性并不是很好。从成因上来分析，相关性较好的元素可能在成因和来源上有一定的关联。
因子分析的关键就是利用相关系数矩阵求出相应的因子的特征值和累计贡
献率，用SPSS11.0统计软件计算可得出，见表二：
表2 特征值和累计贡献率
Table 2 characterristic value and accumulative contribution
因子
旋转前
总的特征值占总变量的百分率/％累计贡献率/％
F1 3.103 38.793 38.793
F2 1.575 19.682 58.475
F3 1.021 12.769 71.243
F4 0.766 9.570 80.813
F5 0.537 6.709 87.522
F6 0.448 5.595 93.117
在累积方差为93.117％（＞90％）的前提下，分析得到6个主因子，可以看到6个主因子提供了源资料的93.117％的信息，满足因子分析的原则。主因子1的方差贡献率为38.793％，主因子2到主因子3的方差贡献率的范围为
12.769％到19.682％之间。这可以解释为因子1可能为该市土壤重金属污染的
最重要的污染源，对该市重金属污染的贡献最大，因子2、因子3、因子4、因子5对该市重金属污染有重要作用。
表3 因子载荷矩阵
Table 3 factor loading matrix before rotation
指标F1 F2 F3 F4 F5 F6
As 0.2256 -0.1861 -0.6932 -0.6286 0.0346 0.0990
Cd 0.3767 -0.2624 -0.2875 0.3676 0.3346 -0.4944
Cr 0.3895 -0.4104 0.3089 0.0527 0.1442. -0.1494
Cu 0.4009 0.1162 0.3718 -0.1569 0.2034 0.6210
Hg 0.2165 0.6279 0.3028 -0.5121. -0.2027 -0.3585
Ni 0.3831 -0.4798 0.1932 -0.1561 0.0183 -0.3038
Pb 0.4049 0.2930 -0.2415 0.2828 0.2074 0.3297
Zn 0.3704 -0.0349 0.1254 0.2750 -0.8604 -0.0909
变量与某一个因子的联系系数绝对值（载荷）越大，则该因子与变量关系越近。正交因子解说明：因子1为Cd和Pb的组合，因子2为As和Ni的组合，因子3为Cr，因子4为Hg，因子5为Zn，因子6为Cu，Cd和Pb、As和Ni可能是同一个来源，而且这两组元素正是相关性最好的两组元素。
为了更好的进行分析、评价，利用因子分析所得到的6个因子正交在该市表层土壤单点样样本在六个主因子上的得分可作出各个因子在空间分布的等直线
图，能更直观地说明各个元素在空间平面上的分布特征。（见图1）
主成分一
1000020000
02000
4000600080001000012000140001600018000
20000主成分二0
10000
20000
00.20.40.60.811.21.41.61.82
x 10
4
主成分三
1
2
x 10
4
02000
400060008000100001200014000160001800020000主成分四
10000
20000
02000
400060008000100001200014000160001800020000
主成分五010********
0.20.40.60.811.21.41.61.82x 10
4主成分六
012
x 10
4
2000
400060008000100001200014000160001800020000主成分七
01
2
x 10
4
2000
400060008000100001200014000160001800020000主成分八
010********
0.2
0.40.60.811.21.41.61.82x 104
图一
主因子在平面空间的等值线分布图
Fig.1 isoline scatter diagram of host fracter on plane
由成分图得出的结论：
由该市主因子在平面空间的等值线分布图可以得出以下结论：
从成分一图可以看出，Cd 和Pb 在来源上关联较密切，在空间分布上近似可
认为是一个带状的污染源，呈带状分布，这主要因为Pb主要来自市中心交通源汽车尾气的排放，尤其是在主干道路区这一片，形成一个高值区，可以得出一个基本结论：市内交通尾气的排放和汽车轮胎的磨损是该市铅污染的基本来源，市表层土壤中的Cd含量市中心地带比西北城区高，东南城区又比市中心地带高，恰好与当地的主风向相一致，表明大气中含Cd 污染物的干湿沉降也是造成市土壤Cd污染的一个重要原因。
成分二图为元素As和Ni的组合，从因子2图可以得出以下结论，市表层土壤As和Ni基本未污染，只有个别点富集程度较高，污染达到中度污染，该富集中心的位置也在该市附近，主要来源于废水排放。
成分三图为元素Cr，Cr的污染源属于面积型的，分布在市区建成区的北部，这一区是该市的工业区，，虽然目前土壤Cr污染并不十分严重，但如果不在这些源头上加以控制，Cr的污染就会很快在程度上和范围上进一步加深和扩大，由于特殊的工业布局，这些大型的重污染的企业位于城区的北部，这些必需引起有关部门的足够重视。
成分四图为元素Hg，Hg是污染最严重的重金属元素之一，这在我国城市中非常常见，尤其是在我国北方城市中表现得尤其突出。其中一个最大的原因是燃煤污染。从因子4图中可出，汞污染也属于面积型污染，此市地表土Hg污染的一个主要原因是由于燃煤造成的，无论是工业用煤还是居民用煤，而且燃烧方式落后。燃煤是此市最主要的能耗方式，该市Hg污染在以前的研究中就有所报道，有关部门也为Hg污染的治理做过许多工作。从图中的分布可以看出，Hg污染除了燃煤来源外，工业排放也是该市表层土壤Hg污染的另一个重要来源，Hg污染除了跟这些厂矿企业的高耗能有关，工业三废的排放也是Hg污染的重要来源。另外，Hg污染与汽车尾气的排放也有很大关系。燃煤特别是供暖燃煤是造成该市大气污染的主要原因之一。除化工厂释放的汞造成局部区域土壤汞含量很高外，而大部分区域可能还是冬季取暖燃煤造成的表层土壤汞含量升高。民用采暖燃煤温度较低，排放烟筒较低，经干湿沉降，汞随烟尘颗粒物主要在附近沉降。大气中含Hg污染物的干湿沉降是造成该市土壤Hg污染的主要原因。该市的土壤污染Hg程度较重，加之土壤污Hg染具有较强的累积性，应加以控制。
成分五图为元素Zn，Zn在该市土壤中污染并不算严重，有局部地区富集的情况，主要也是由于厂矿企业的三废排放的原因。
成分六图为元素Cu，高含量Cu主要集中在该市南部和东南部，为局部面积型污染，主要来源三废排放，以及城市商业活动、城市居民生活累加到土壤中的Cu，以及交通来源。
第二问的结果：
用成分分析法对该市土壤重金属污染类型及污染来源进行分析研究，表明该市表层土壤中镉（Cd）、汞（Hg）、铅（Pb）、铬（Cr）、砷（As）、铜（Cu）、锌（Zn）、镍（Ni）等八种重金属元素污染分布特征为：
在空间分布上表现为：交通干线两侧，人类活动密集的闹市区、广场，老工业区，居民区污染较为严重，而公园、风景区等受人为活动影响较少的功能区，含量较低，污染较轻；城区高于郊区，南郊高于北郊和西南、东南方向高于西北和东北方向，这与该市独特的地形地貌、气候条件，以及该市工业布局有关。
在时间分布上表现为：随着城市化的飞速发展，该市表层土壤重金属元素含量不断增加，污染不断加剧的趋势。
综合分析可知该市土壤重金属污染的主要来源有四个方面，即：工矿企业污
染源，燃煤污染源，交通污染源，商业活动和居民生活污染源等。
4.3问题三的解答 4.3.1问题分析：
结合第一以及第二问的结果，联系重金属污染物的传播特征比如大气中重金属沉降、农药化肥以及塑料薄膜的使用、污水灌溉、污泥施肥、重金属废弃物的堆积，分别从绘图定性和扩散方程定量的角度进行建模。
2000
4000
6000
8000100001200014000160001800020000
02000
400060008000100001200014000160001800020000A
污染源位置直观图
首先由污染源位置直观图可以看出图中标记A 点处重金属污染浓度最大，种类最多。我们假设污染源处的重金属浓度即便经历多年也比其他地点浓度，可以初步判断出A 处附近为污染源所在地。
其次用SPSS 软件对污染源位置进行定性的分析，用曲线拟合的方法拟合不同金属的浓度在x 方向的变化的大致曲线，根据曲线的斜率表示重金属元素传播的速率，速率越大表明离污染源越近，根据这种方法可粗略的确定出污染源的位置,在利用扩散方程求出污染源具体坐标位置。（拟合图表见附表二）
4.3.2模型建立
4.3.2.1扩散方程模型 研究气体的扩散，液体的渗透，半导体中的杂质扩散问题所满足的偏微分方程，在考虑扩散问题的同时应该考虑质量守恒定律以及相应的扩散定律。 1．模型准备：
基本概念及定义说明：
(),,,c x y z t ：为t 时刻在(),,x y z 点上污染物浓度; L D 、T D 、Z D ：为在x 、y 、z 方向的扩散系数;
X V 、Y V 、Z V ：为地下水在x 、y 、z 方向的流动速度分量;
λ：为衰减系数; d R ：为延迟因子; c Q ： 为污染物的总量;
e η：为实际空隙率.
2.模型假设：
1) 所检测的区域很大且与其接壤的地区土壤的特性没有很大区别时, 可认为是一个无界区域问题。
2) 如果在点000(,,)x y z 附近有污染发生, 且污染源的面积相对于所检测区域的面积很小时, 可以把这种污染问题简化为点污染问题处理。
3）边界条件在污染物质排放时间很短时,还可以简化为瞬时点污染问题。 4）假定土壤的性质、地下水的流速等在检测区域内是不随时间和位置的改变而发生很大变化的, 而把这些参数近似地当作与(,,,)x y z t 无关的常数. 另外假设土壤的各方向的扩散性质相同。 5） 考虑到污染发生以前, 由于土壤的吸收作用等原因, 会使污染物浓度趋于各点处均匀的稳定状态。
6）在本模型中假定只有一处污染源，因此不会有因此而发生的对流现象。
3．模型的建立与求解： （1）模型建立
当污染物泄漏开始进入地下后, 一方面受地下水流动和自身重力的影响, 将向水流方向及重力方向移动, 另一方面受土壤的吸收影响及分子热运动, 还会向各个方向扩散. 故污染物浓度函数(,,,)c x y z t 应该满足下面带有对流项的扩散方程：
222222222222c L T Z X Y Z dc d e Q c c c c c c c
D D D V V V R R x y z x y z t λη????????+?+?-?-?-?-?+=?
???????
我们认为该区域是一个无界区域问题, 且认为：222(,,,)|
0x y z c x y z t ++=∞
= ；
若要确定问题的解, 还需要有初始条件：00(,,,)(,,)c x y z t c x y z =； 式中, 0c 为输入浓度的初始值; 0t 为开始考查的时间
由于我们将污染问题简化为点污染问题处理. 即应用下述边界条件：
000000(,,)000(,,)(,,)|(,,)x y z c x y z Q x x y y z z x y z δ=??---=
且模型简化为瞬时点污染问题, 这时边界条件可表示为：
000000(,,)00(,,)(,,)|(,,)x y z o e
m
c x y z x x y y z z x y z δη=
??---=
（2）模型求解
在计算时发生污染的类型为瞬时点污染, 浓度函数(,,,)c x y z t 应满足如下问题：
222222222222222
00000000(,,)00(,,,)(,,)(,,)(,,)|(,,)
(,,)|0c L T Z X Y Z dc d e x y z o e x y z Q c c c c c c c D D D V V V R R x y z x y z t c x y z t c x y z m
c x y z x x y y z z x y z c x y z ληδη++=∞?????????+?+?-?-?-?-?+=??????????
?=???=??---=?
?
=??
在这里并不是要解出浓度函数(,,,)c x y z t ，而是要利用实际测量到(,,,)c x y z t 在某些时刻的某些点上的值, 来确定污染发生的地点。
由于在题目中并没有给出方程有关参数及其相关的信息, 为使计算简化, 我们假定把土壤的性质等因素些参数近似地当作与(,,,)x y z t 无关的常数。 另外假设土壤的各方向的扩散性质相同, 即有L T Z D D D D === ( 常数)，故假设在污染发生时有00(,,,)c x y z t c = ， 这样问题简化为：
2222222220000000(,,)000(,,)(,,)|0(,,)(,,)|(,,)c x z ed d e x y z x y z e Q c c c c c c c D V Vy V R R x y z x y z t c x y z c c x y z m c x y z x x y y z z x y z ληδη++=∞??????????++-?-?-?-?+=????????????
???=?
?
=??
?=??---=??
问题简化后, 就可以得到近似解如下：
222
00003333(,,)exp 48y d x z t d d d e d V t R V t V t m
c x y z t x x y y z z C D R R R t R D ληπ????'???????''????
'??=?-?-?--+--+--+?? ? ? ?
'?'??????????????????
?
式中
0t t t '=- 这样若令：
3
3
33
exp()8e d
m
E t t R D
ληπ'=
?-?'?????
4d
t
R R D =-
'?
此时浓度函数简化为：
()222'''0000,,exp y
x z d d d V t V t V t c x y z E R x x y y z z c R R R ??????????????=?--+--+--+ ??? ? ? ????
??????????? 再令： ln n E E = '00x d V t X x R ??=+ ??
? '00y d V t Y y R ??=+ ???
'00z d V t Z z R ??
=+ ??? 则：
()()()(){}
222
0000,,,exp n c x y z t E R x X y Y z Z c ??=+?-+-+-+??
确定这6 个参数, 我们用MATLAB 的多元非线性最小二乘拟合分别解出两个时间的n E 、R 、0X 、0Y 、0Z 值。
为简化计算，我们将0c 忽略。分别将已知的x 、y 、z 坐标值及8种重金属的浓度值带入公式：
()()()(){
}
222
000,,exp n c x y z E R x X y Y z Z ??=+-+-+-??
因为本模型中假设只有一处污染源，不会因此产生对流现象，可以认为
0X ≈0x 、0Y ≈0y 、0Z ≈0z ，结果得到的坐标值即为通过扩散方程计算出的污染源位置。程序见附表四。经八次运算得到：
0X =18181.8182 0Y =10101.0101 0Z =30.032 （单位：m ）
4.4问题四的解答 4.4.1问题分析：
重金属污染物的传播特征及对污染源位置的确定是一个应用广泛的问题。在当今工业、生活污染日趋严重的时代, 建立一套行之有效的确定方法尤为重要。 污染检测问题中的一个重要事情是通过测量到的有关数据, 判断某一地区有无污染发生, 如果有污染发生, 那么污染发生的确切点在哪里?问题三建立的扩散模型就是对不同位置测取到的污染物质的浓度数据进行处理, 从而得出在所检测的地区是否有重大污染发生. 如果有, 那么污染源的位置在何处? 本文重点讨论大地污染问题, 即对地面及地下一些地点的污染物浓度进行检测, 并对检测数据进行处理, 从而得出关于污染源位置。上诉算法虽然建立了污染传播模型精确的计算出了污染源的位置，但为简化模型，没有充分考虑地区的土壤，地形，地下水流等情况。由于重金属污染物具有多源性、隐蔽性、一定程度上的长距离运输型和污染后果的严重性，研究重金属污染的数学模型也在不断发展，由于非饱和带的简单解析解发展到在非饱和-饱和带区域中考虑复杂因素的数值解，求解的初始条件和边界条件也在不断改进，使之更加接近与污染迁移的实际情况。 重金属在进入地下环境系统后所发生的迁移转化过程是一个复杂的物理、化学和生物过程。因此，在研究非饱和-饱和区域内重金属污染物的迁移转化规律时，必须考虑各个过程及其影响因素： （1） 物理迁移
重金属污染物在非饱和-饱和区域内以后，会随水流的运动发生扩散、对流等作用，从而被机械搬运。 （2） 物理化学迁移和化学迁移
地下环境系统中的重金属污染物与土壤无极交替结合可发生专性吸附，非专性吸附或有有机胶体表面吸附，或被土壤中有机胶体络合或整合；重金属化合物的溶解和沉淀作用是土壤环境中重金属化学迁移的主要形式。 （3） 生物迁移
重金属在土壤环境中发生生物迁移，主要是指植物通过根系从土壤中吸收某些花谢形态的重金属，并在植物体内积累起来。重金属发生生物迁移的另一种途径是土壤微生物的吸收以及土壤动物啃食重金属含量较高的表土。
4.4.2模型的建立： 地下水流方程：
描述非饱和-饱和土壤中地下水流的Richards 方程可以写为：
[]
()p s r p H C SeS K K H Z Q t
???++?-?+=???
其中C 为容水度；Se 为有效饱和度；S 为出水系数；P H 为压力水头；S K 为饱和水里传导率；r K 为土壤相对渗透率；Z 为纵向坐标；s Q 为源汇项。在这里，
s r S θθ=-，s θ 和 r θ分别表示饱和含水率和残余含水率。
溶质运移方程：
[]()()c b p l c c L b p p c c D u c k c S t t
θρθθρ??
++?-?+=Φ+Φ+?? 其中：θ 为含水率，无量纲；C 为污染物浓度；P C 为单位质量的土壤吸附的污染物质量；b ρ为容量；l D 为水里弥散张量；l Φ、p Φ分别表示溶解和吸附的
一阶反应速率；c S 为源汇项，其中：()()p c b p b c c c c c t t t t c t
θ
θρθρ??????+=++??????
考虑线性等温吸附，则带入分配系数：p p c k c
?=
? ，引入阻滞因子：1b
p R k ρθ
=+
，水里弥散系数张量Lii Lij L Lji
Ljj D D D D D θθθθθ??
=???? ，其中：22
1212()i i Lii m L
i j
Lij Lji u u D a a D u u
u u D D a a u θθτθθ=++==-式中m D 为分子扩散系数；L τ为弯曲系数，无量纲73
2
L s θ
τθ-=；1a ，2a 分别为纵
向、横向弥散度。
综上所诉，地下水流程方程、污染物运移方程加上定解条件就构成了非饱和-饱和土壤中污染物运移的数学模型。
结果分析：
当污染源中的水流深入土壤时，模型上部的非饱和区域的土壤开始湿润，并随着时间延长越接近饱和状态。由于在饱和条件下所有空隙都充满水，导水率达最高值，压力水头的分布发生变化，污染源下方的水流速度明显高于其他区域。然而在非饱和区域中，土壤中的空隙（一般是大空隙）中充有空气，水流通过时首先要将空气排出，因而受到阻隔，减慢了水流速度。从而可以得出如下结论：在饱和条件下导水是最好的渠道，在非饱和条件下却成了土壤中水流运动的阻碍。
在非饱和-饱和区域内，空隙介质的的含水率，有效饱和度以及驱动水流运动的压力水头均随时间的变化而变化，而在饱和情况下是常量；这就使得在有效饱和度较小的区域内，污染物迁移的较慢，形成的污染晕面积小；而在有效饱和度接近于1或等于1的区域内，迁移较快，接近于饱和状态下污染物的迁移的状况。
土壤胶体对金属例子的吸附作用强弱主要体现在阻滞因子的大小，在饱和硫中阻滞因子是常数，在非饱和区域内，阻滞因子较大，组织作用明显，吸附作用下的溶质运移速度较慢。这是由于当分配系数不变时，阻滞因子的大小取决于含水量θ，而汗水率与阻滞因子是反比关系。
结论：
1)由于土壤并非完全被水充满，故使得在饱和条件下导水性较好的粗大空隙成为非饱和条件下水流运动的阻碍，故影响了重金属污染的传播。
2)非饱和-饱和区域中，压力水头、空袭接着的饱和度、渗透系数、阻滞因子等。
参数均随含水率变化而变化这些都在很大程度上影响了重金属在土壤中的传播。
C ：容水度 Se ：有效饱和度
Se ：有效饱和度 S K ：饱和水里传导率
S K ：饱和水里传导率 S ：出水系数 P H ：压力水头 r K ：土壤相对渗透率 s Q ：源汇项 Z ：纵向坐标
s θ：饱和含水率 r θ：残余含水率
θ：含水率 C ：污染物浓度 P C ：单位质量的土壤吸附的污染物质量 b ρ：容量
l D ：水里弥散张量 l Φ：溶解和吸附的一阶反应速率
p Φ：溶解和吸附的一阶反应速率 c S ：源汇项 c S ：源汇项 p k ：分配系数
R ：阻滞因子 L D θ：水里弥散系数张量
L τ：弯曲系数
五、模型检验
问题一： 步骤：
A 利用聚类分析处理数据得出了粗略的污染程度分类
功能区 As Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn 综合 公园绿地区 1 1 1 1 1 1 1 1 1 工业区 3 3 3 3 3 3 3 1 3 生活区 2 2 2 3 1 3 2 3 2 山区 1 3 3 1 2 1 1 1 1 交通区
1
1
2
2
1
2
1
2
2
B 在聚类分析基础上用判别分析对Fisher 系数进行检验。
得到各个金属某一个功能区影响程度的分类及Fisher 系数（见附表一），根据fisher 系数求得
As ：12358.351178.50869.585253.39338.80879.569y x y x y x =-=-=- Cd: 123968.099139.0891278.788241.867517.2740.494y x y x y x =-=-=-
Cr: 123 6.335220.4095.132144.0973.80379.619y x y x y x =-=-=- Cu: 1230.67719.9821.54699.710.288 4.52
y x y x y x =-=-=-
Hg:12357.407 3.481444.306143.801309.05570.145y x y x y x =-=-=- Ni: 123130.0891170.578143.3441421.042111.219855.918y x y x y x =-=-=-
Pb: 123 3.530114.8425.095238.1422.00237.692
y x y x y x =-=-=- Zn:1230.51666.37
0.15 6.583
0.31525.386
y x y x y x =-=-=-
问题三：
残差大小检验：对模型值和实际值（在本模型中为预测值）的误差进行逐点检验，是一种直观的逐点进行比较的算术检验。定义残差()()()()()00k x k X k ε=-，
则残差序列()()()()0
1,2...n εεεε=???? ，
定义()
()
()
0k k x
k ε?= ，平均模型相对误差为
1
1n
k k n =?=?∑， 给定α当?≤α成立时，称模型为残差合格模型。
六、模型的科学性分析
在本文中我们建模的思路，方法以及结果的科学性主要体现在以下几个方面： 1） 建模思路的科学性
在建立模型的过程中我们采用层层递进，逐步深入的方法并建立出了四类模型来解决不同问题，通过分析比较归纳它们的结果得出比较精确的结论
我国城市土壤重金属污染研究综述 摘要: 改革开放以来，随着我国工业化和城市化的高速发展, 城市土壤重金属污染越来越严重。本文从城市土壤中重金属元素的污染来源、污染危害、污染空间特征、污染评价方法和治理方法等方面来对我国城市土壤重金属污染问题的研究进展进行综述，并提出了相关的治理对策建议。 关键词:城市土壤;重金属污染;污染评价;治理对策 我国城市化的快速发展，在很大程度上也加剧了城市土壤的重金属污染问题。这种影响主要体现在污染物的大量产生和转移上，很大一部分污染物都直接或间接地进入城市和周边地区的土壤生态系统中[1]。潘根兴在2002年初做过一个南京市各城区的土壤重金属污染调查。结果表明[2-3]，超过70%的采样区域存在重金属污染，测出的最高铅含量超过国家标准3倍以上。 1城市土壤重金属污染来源 城市土壤重金属污染主要来源于人类活动，如工矿业废物的排放、拥堵的交通、大量生活垃圾、农业生产等。 1.1工矿业污染 工矿业污染主要表现在3个方面；第一是工矿业活动所产生的废渣是重金属的重要载体，尤其是一些金属冶炼厂，废渣中的重金属含量极高，无处理堆放或直接混入土壤，对土壤环境造成潜在危害。矿产冶炼加工、电镀、塑料、电池、化工等行业是排放重金属的主要工业源，它们以“三废”形式不断向城市土壤排放重金属[4-5]。第二是的重金属一部分赋存在烟尘上，以气溶胶的形式进入大气，经过干湿沉降进入土壤。第三是工矿业活动所排放的废水含有一定量的重金属，在公园与花园绿化过程中使用污水、污泥堆肥也会明显影响城市土壤中的重金属组成与含量[6-7]。 1. 2交通污染 汽车燃烧产生的废气中含有大量的重金属，尤其是Pb的含量最高。各种车辆排放的废气携带固体粒子以播撒等方式将重金属粒子带入大气再经沉降进入土壤，引起了重金属污染。通过对汽车尾气颗粒物中重金属元素含量分析发现，Pb的含量为37% 、Ni、Cr、Cd、Mn含量分别为34.5%，22.6%，3. 2%，2. 6%。杨文敏[8-9]等应用扫描电镜加X射线能谱技术分析了汽油尘表面巧种元素的相对含量，其中Pb最高达22.5%，Mn、Ni、Cr等重金属含量都低于3%。交通运输引起土壤重金属污染呈带状分布，污染强度以公路、铁路为轴向两侧逐渐减弱，随着时间的延氏，公路、铁路土壤重金属污染具有很强的叠加性[10]。 1.3生活垃圾污染
土壤重金属污染 摘要：随着现代工业的发展，工业排出的污染物越来越多，土壤的重金属污染就是一个例子，土壤污染对人类的身心都造成了巨大的危害。本文主要就土壤重金属的概念、来源种类、特点危害、采样检测、防治修复等方面都做了一定的阐述。 With the development of modern industry, industrial discharge pollutants is more and more, soil heavy metal pollution is one example, soil pollution has caused great harm on human body and mind . This paper discusses the concept, origin of soil heavy metal types and characteristics, sampling testing and prevention harm repair all aspects were discussed as well。 关键词：土壤污染，重金属，危害 据报道，目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染耕地面积近 2000 万公顷，约占总耕地面积的 1/5，其中工业“三废”污染耕地 1000 万公顷，污水灌溉的农田面积已达 330 多万公顷。例如：某省曾对 47 个县和郊区的 259 万公顷耕地（占全省耕地面积的五分之二）进行过调查。其结果表明，75% 的县已受到不同程度的重金属污染的潜在威胁，而且污染趋势仍在加重。 一土壤重金属污染的定义 重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大，所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。砷、硒是非金属，但是它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。由于土壤中铁和锰含量较高，因而一般不太注意它们的污染问题，但在强还原条件下，铁和锰所引起的毒害亦应引起足够的重视。 土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属带入到土壤中，致使土壤中重金属含量明显高于背景含量、并可能造成现存的或潜在的土壤质量退化、生态与环境恶化的现象。[1] 如下图为土壤环境质量标准值（GB15618—1995）单位: mg/kg
随着近代工业的发展，人们对重金属资源的需求越来越大，在生产、加工的过程中产生的重金属废弃物也越来越多。如果土壤中重金属含量超过一定范围，就会对生态环境造成一定的影响和破坏。国家环境保护总局发布的 2000年中国环境状况公报上的数据显示：在30万hm2基本农田保护区土壤有害重金属抽样监测中，有3.6万hm2土壤重金属超标，超标率达12.1%[1]。日本重金属污染的农田面积达37029.4hm2，我国重金属镉污染的农田面积达1.2万hm2[2]。沈阳张士灌区用含镉污水灌溉20多年后，污染耕地2500多hm2，稻田含镉5~7mg/kg[3]。 重金属进入环境后不易被环境中的微生物分解，易在土壤中积累，并在农作物中残留，最终通过食物链在动物、人体内积累，严重影响人体健康[4-11]。如1955~1972年，日本富山县神通川流域的“骨痛病”，就是由于居民食用了镉含量高的稻米和饮用镉含量高的河水而引起的[12]，同样在1953~ 1972年由于日本熊本县水俣湾的居民食用被汞废水污染的鱼虾，导致近万人患中枢神经疾病—水俣病[13]。由此可见，土壤重金属污染的危害是严重的，被污染的区域是广泛的，因此对土壤重金属污染评价方法的研究是十分必要的。 1重金属污染评价方法 1.1单因子指数法单因子指数法是国内通用的一种重金属污染评价的方法，是国内评价土壤、水、大气和河流沉积物重金属污染的常用方法[14-16]。 计算公式如下： P i=C i S 式中，P i为污染物单因子指数；C i为实测浓度，mg/kg；S为土壤环境质量标准，mg/kg。P i<1则表明未受污染，P i>1则表示己经受到污染，P i数值越大，说明受到的污染越严重。 单因子指数法可以判断出环境中的主要污染因子，但环境是一个复杂的体系，环境污染往往是由多个污染因子复合污染导致的，因此这种方法仅适用于单一因子污染特定区域的评价；单因子指数法是其他环境质量指数、环境质量分级和综合评价的基础。 1.2尼梅罗综合指数法单因子污染指数法只能分别反映各个污染物的污染程度，不能全面、综合地反映土壤的污染程度，因此当评定区域内土壤质量作为一个整体与外区域土壤质量比较，或土壤同时被多种重金属元素污染时，需将单因子污染指数按一定方法综合起来进行评价，即应用综合污染指数法评价。重金属元素综合污染评价采用兼顾单元素污染指数平均值和最大值的尼梅罗综合污染指数法。计算公式如下： I=P i2最大+（1/n∑P i）2 2 √式中，I为尼梅罗综合污染指数；P i为土壤中i元素标准化 污染指数（污染物单因子指数）；P i最大为所有元素污染指数中的最大值。 尼梅罗综合指数法的计算公式中含有评价参数中最大的单项污染分指数，其突出了污染指数最大的污染物对环境质量的影响和作用，刘哲民应用单因子指数和尼梅罗综合污染指数法结合对宝鸡土壤的重金属污染进行了评价[16]。通过这种方法对宝鸡的土壤重金属污染的现状进行了分级并指出了对环境污染贡献最大的元素，但是没有考虑土壤中各种污染物对作物毒害的差别。同时根据尼梅罗指数法计算出来的综合污染指数，只能反映污染的程度而难于反映污染的质变特征。 1.3污染负荷指数法污染负荷指数法是Tomlinson等在从事重金属污染水平的分级研究中提出来的一种评价方法，该方法被广泛应用于土壤和河流沉积物重金属污染的评价[17-18]。某一点的污染负荷指数的公式如下： F i=C i/C0i I PL=F1×F2×F3…F n n√ 式中，F i为元素i的最高污染系数；C i为元素i的实测含量，mg/kg；C0i为元素i的评价标准，即背景值，一般选用全球页 土壤重金属污染评价方法的比较 徐燕1，2，李淑芹1，郭书海2，李凤梅2，刘婉婷2 （1.东北农业大学资源与环境学院，黑龙江哈尔滨150030；2.中国科学院沈阳应用生态研究所，辽宁沈阳110016）摘要综述了国内外典型的土壤重金属污染的评价方法，分析了各种方法的优劣之处和适用范围，论述了GIS在土壤重金属污染评价方面的应用，最后提出用潜在生态危害指数法和污染负荷指数法相结合，重金属污染评价方法与ArcGIS软件相结合的方法来克服各种评价方法的不足和局限之处。 关键词土壤；重金属污染；评价方法 中图分类号X53文献标识码A文章编号0517-6611（2008）11-04615-03 Comparison of Assessment Methods of Heavy Metal Pollution in Soil XU Yan et al（College of Resource and Environment,Northeast Agricultural University,Haerbin,Heilongjiang150030） Abstract Several representative assessment methods about heavy metal pollution were summarized.The advantages,disadvantage and application range of those methods were analyzed.Application of GIS in assessment of heavy metal pollution in soil was discussed.Finally,the mehods for conquering the disadvantages and limitations of evaluation methods were put forward,which were the combination of potential ecological risk index and pollution load index and the combination assessment method of heavy metal pollution and ArcGIS software. Key words Soil;Heavy metal pollution;Assessment method 基金项目国家重点基础研究发展计划项目（2004CB418501）；辽宁省 重大科技项目（06KJT11001）。 作者简介徐燕（1983-），女，黑龙江鹤岗人，硕士研究生，研究方向：土 壤重金属污染的评价。通讯作者。 收稿日期2007-11-28 安徽农业科学,Journal of Anhui Agri.Sci.2008,36(11):4615-4617责任编辑王淼责任校对况玲玲
( 安全论文 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 金属矿山土壤重金属污染现状及治理对策(通用版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.
金属矿山土壤重金属污染现状及治理对策 (通用版) 摘要：矿山开采为经济发展提供了资源保证,但同时也带来了一系列生态环境问题。文章介绍了我国部分地区日益发达的金属矿业造成的土壤重金属污染状况,分析了重金属元素的在环境中的存在形态、释放机理、污染特征及其生物危害。指出了金属矿山土壤重金属污染目前尚存在的问题并提出了防治土壤重金属污染的具体措施。 关键词：重金属污染；修复技术；土壤；金属矿山 CurrentSituationofHeavyMetalPollutioninSoils andCountermeasures Abstract：Miningforeconomicdevelopmenttoprovidetheresources,butalsob
ringsaseriesofecologicalenvironmentproblems.Thispaperintro ducestheareaofourcountrypartincreasinglydevelopedmetalmini ngcausedthesoilheavymetalpollutionstatus,analysisofheavyme talelementsintheenvironmentofexistenceform,releasemechanis m,thepollutioncharacteristicsandbiologicalhazards.Metalmin esoilheavymetalpollutionispointedoutexistingproblemsandput sforwardspecificmeasurestocontrolsoilheavymetalpollution. 金属矿山既是资源集中地,又是天然的土水生态环境污染源。在开采过程中流失的重金属Ｐｂ、Ｈｇ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｃｒ等是土水生态环境的重要毒害元素。。随着矿山开采年份的增加,矿山周边土壤环境中重金属不断积累,污染现象日趋严重。重金属进入土壤环境后,扩散迁移比较缓慢,且不被微生物降解,通过溶解、沉淀、凝聚、络合、吸附等过程后,容易形成不同的化学形态。当其在土壤中积累到一定程度时,就有可能通过土壤—植物(作物)系统,经食物链为动物或人体所摄入,潜在危害性极大。因此,金属矿山土壤的重金属污染问题必须引起高度关注,并采取相应措施加以防治。
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮 件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问 题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他 公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正 文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反 竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： A 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 所属学校（请填写完整的全名）：重庆交通大学 参赛队员 (打印并签名) ：1. 陈训教 2. 范雷 3. 陈芮 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)：胡小虎 日期：2011 年9 月 12日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 评 阅 人 评 分 备 注 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）： 全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：
城市表层土壤重金属污染分析 摘要 本文针对城市表层土壤重金属污染做出了详细的分析，对于本题中所提出的问题一，我们利用MATLAB软件对所给的数值进行空间作图，然后分别作出了八种重金属元素的空间分布特征，然后，我们利用综合指数（内梅罗指数）评价的方法，对五个区域进行了综合评价，得出结果令人满意。对于问题二，我们根据第一问和题目所给的数据进行综合分析，得出了重金属污染的主要原因来自于交通区含铅为主的大量排放，和工业区污水的大量排放等等。对于问题三，我们通过对问题一中的八张重金属元素空间分布的图可以看出，发现大多数金属都呈中心发散性传播，同时经过分析，我们发现，如果考虑大气传播和固态传播，很难得出结论，在交通区，由于是汽车尾气造成的传播，发现重金属的传播无规律可循等，所以，我们考虑液态形式的传播，以针对地表水污染物的物理运动过程，以偏微分方程为建模基础，通过和假设和模型参数的估计，得出了可能污染源位置，最后，我们对模型进行了稳定性检验即灵敏性分析和拟合检验，发现在参数变化在10%左右，模型的稳定性良好。最后我们全面分析了模型的优缺点，，最后可以用MATLAB软件得出相应的结果。为更好地研究城市地质环境的演变模式，测定污染源范围还应收集该地区的每年生活、工业等重要污染源的垃圾排放量，地下水流动方向以及每年的生物降解量，降雨量对重金属元素扩散的影响。一但有污染证据，我们可以在该污染源附近沿地下水流动方向设定更多采样点，由此，我们可以构造一个三维公式来计算污染物质浓度的浮动就可以模拟三维空间内的重金属分布影响。 关键字：表层土壤重金属污染 MATLAB 内梅罗指数偏微分方程稳定性检验灵敏性分析地质演变生物降解量
重庆文理学院环境管理学课程作业之三 综述报告 题目：土壤重金属污染综述 姓名：冯思特 学号：201204159007 班级：环科2班 成绩：
土壤重金属污染综述 摘要:土壤是生物和人类赖以生存和生活的重要环境。随着工业化的发展、城市化进程的深入，我国土壤环境污染不断加剧。土壤环境质量变化较大，土壤环境污染物种类和数量的不断增加，发生的地域和规模在逐渐扩大，危害也进一步深入。而土壤重金属污染是其中重要的组成部分，由于其不能为土壤微生物所分解，且污染具有蓄积性的特点，土壤一旦遭受污染，就难以在短时间内消除，从而对农产品的产量品质和人类的身体健康造成很大的危害【1,2】。 关键词：现状；来源；特性；修复方法 一.我国重金属污染现状 我国土壤重金属污染形势严峻。近年来，我国土壤重金属污染事件频发，不仅对耕地与农产品质量构成严重威胁，还直接损害了民众身体健康，影响社会稳定【3】。国务院批复的《重金属污染综合防治“十二五”规划》、近期印发的《国务院办公厅关于印发近期土壤环境保护和综合治理工作安排的通知》(国办发〔2013 ] 7号)和《国务院关于加快发展节能环保产业的意见》(国发〔2013]30号)中，都明确提出了攻克污染土壤修复技术和加强试点示范的要求。建设土壤重金属污染治理试点示范工程，加强修复技术体系研究和推广应用，防控和修复土壤重金属污染，提高土壤环境质量，保障生态环境与食物安全，已成为国家重大现实需求。 二.重金属污染主要来源 土壤重金属的来源主要有自然来源和人为干扰输入两种途径。在自然情况下，土壤中重金属主要来源于母岩和残落的生物物质，含量比较低，一般不会对土壤一植物系统生态环境造成危害【4】。人为活动是造成土壤遭受重金属污染的重要原因，在金属矿床开发、城市化建设、固体废弃物堆积以及为提高农业生产而施用化肥、农药、污泥和污水灌溉的过程中，都可能导致重金属在土壤中大量积累。 三.土壤重金属的特性 3.1 重金属在土壤中的沉积 重金属能在一定的幅度内发生氧化还原反应，具有可变价态，因重金属的价态不同，其活性和毒性也不同；重金属易在土壤环境中发生水解反应，生成氢氧化物，也可以与土壤中的一些无机酸反应，生成硫化物、碳酸盐、磷酸盐等。这些化合物的溶度积【5】都比较小，使得重金属累积于土壤中，不易迁移，污染危害范围扩大的可能性较小，但却使污染区域内
关于土壤重金属污染评价方法探讨 发表时间：2019-06-13T09:34:31.367Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年4期作者：洪运 [导读] 结合个人工作经验，对传统的重金属污染评价方法进行了分析，仅供相关人士参考。 广东清慧综合环保咨询科技有限公司 523000 摘要：随着城镇化和工业化进程的加快，各行各业对重金属资源的需求与日俱增，重金属的使用也在一定程度上给环境带来了污染，使土壤中的重金属超标，对土壤造成难以逆转的污染，进而破坏生态平衡。所以为了有效的避免这一问题，应该客观准确的对土壤中重金属的污染程度进行分析。目前我国有许多中分析方法，本文主要阐述了土壤重金属污染的成因及特点，结合个人工作经验，对传统的重金属污染评价方法进行了分析，仅供相关人士参考。 关键词：重金属污染；污染评价；土壤污染 土壤是人类赖以生存的资源之一，是农业生产的基础，而且也是人类和动物生存的基本环境要素，随着工业化和城市化的快速发展，导致工业废气和生活污水的大量排放，城镇人口的增加，使得汽车数量也增加，导致汽车尾气的过度排放，加上农药化肥的过度使用，以及矿产资源的不合理开发，使得土壤环境系统中重金属含量日益增加，土壤重金属污染具有极大的危害性，会使得土壤生态环境质量下降，而且潜伏期长，会危害到人类的身体健康，针对这一现状，必须加强对土壤重金属污染评价方法的研究，加强对土壤污染的预防控制。 1土壤重金属污染的成因及特点 土壤是人类社会生存和发展的基本前提，土壤的形成来之不易，而且更新周期十分漫长，通常被认为是不可再生资源，但它也是大量残余废物最重要的调节环节之一。随着现代工业的快速发展，人们的生活领域不断扩大，生活方式也在变化，一些不合理的垃圾处理方式，比如焚烧、直接填埋给土壤造成了严重的污染，工厂的生产、矿产开采等都会造成土壤中重金属的污染。 1.1土壤重金属污染的成因分析 1.1.1自然原因 在自然界中，土壤中重金属的污染不是单一的原因造成，而是受多种因素的影响。在土壤形成的初始阶段，母质中的重金属含量直接决定了土壤中重金属的含量。随着土壤的生长，母质对重金属的影响也在不断增加，加上一些自然的生物残落也会加重土壤的重金属污染。例如火山爆发、森林火灾等自然灾害可能使许多重金属漂浮于空中，植物叶片会吸收部分重金属，随着树木的凋零，进而被微生物吸收进入土壤，从而增加了土壤中重金属的含量。 1.1.2人为原因 随着工业化程度的不断加深，人类活动给土壤带来了许多不可逆转的破坏，已经逐渐上升成为土壤重金属污染的主要来源。 1、废气、烟雾等空气污染。工业生产会向大气排放大量废气和烟雾，汽车尾气的过度排放，火电厂使用煤炭发电等都会造成大气污染。而这些废气又会通过大气沉降渗透到土壤中，久而久之，会给土壤造成重金属污染。 2、化肥和农药的使用。城镇化的加快导致农耕地面积的减少，为了满足人们的日常食物需要，种植商不得不使用化肥和农药，从而达到缩短农作物的生长周期，提高农作物的产量和质量的目的，或者为了种植一些反季节食物，这些化学农药的使用，会在土壤中释放许多重金属物质，导致土壤中的重金属污染加重，进而威胁人类健康。 3、水污染。我国的水资源分布十分不均，西北沙漠地区干涸，而沿海地区水资源充裕，导致在某些地区，农业用地灌溉时引入的水来自于工业废水，这种污水本身就含有大量的重金属，进入农田后会使得土壤中沉淀大量重金属，加上水资源的流动性，进一步恶性循环，造成土壤污染和地下水污染。 4、其他生产生活活动。比如城市居民生活垃圾的堆放，垃圾土壤填埋，直接焚烧，重金属工业废弃物直接排放等生产生活活动，都会造成土壤的重金属污染。 1.2土壤重金属污染的特点 重金属的化学性质稳定，潜伏周期长，极难被微生物进行分解，而且具有协同性、扩散性。一旦进入土壤，就会对土壤的质量造成难以逆转的破坏，而人类和动物作为食物链的顶端，长期食用重金属污染土壤种植的食物，会对健康造成危害，低汞浓度可以促进小麦早期萌发的生长，但随着时间的增长，最终会抑制小麦生长，而高毒性的砷、镉等，都会给人们的身体健康造成危害。 2传统评价方法 2.1指标法 指标法主要是根据测得的元素含量和土壤元素的背景值，采用不同的公式计算，并与评价标准进行比较，对污染程度进行比较的方法。该方法简单易操作，但忽略了实际污染情况的复杂性，检测结果不够可靠。常用的有Nemero指数法。 综合指数法又称Nemero综合指数法，利用该法能够准确判断出多种重金属对受测区域的污染等级，但是没办法分析出元素对土壤污染的差别，即只能反映各种重金属元素对土壤的污染程度。 2.2数学模型索引方法 该方法是基于指标方法的基础上，即在有限的已知数据的基础上，通过计算软件进行数学模型建立，对未知结果进行预测，这种方法能够有效弥补指标法的不足，但是在具体的评估过程必须应用大量的函数进行计算，操作复杂且难以控制。主要包括模糊数学法和灰色聚类法。 在使用模糊数学法时，相关影响因子的影响需要重点考虑，这对确定重金属元素污染程度的等级有着至关重要的影响。该模型可用于评估重金属造成的土壤污染，然后根据不同的隶属函数，对土壤质量进行测定，得到对应的关系模糊数学矩阵，最后根据重金属评价因子，得到权重模糊数学矩阵，从而可以分析计算得到污染评价结果。 而灰色聚类法主要是由模糊数学法演变过来的，是对已知白信息进行不同程度的白化，并通过相应的系统，确保实现物化或者量化问题。在实际计算过程中，必须首先确定白化函数，并使用该公式进行计算，得到污染物与污染水平之间的关系。
中国农学通报2011,27(14):244-249 Chinese Agricultural Science Bulletin 基金项目：公益性行业（农业）科研专项经费资助项目“都市型农业生产结构与种养殖模式研究”（200903056）。 第一作者简介：汤民，男，1986年出生，湖北监利人，硕士，研究方向：污染控制化学。通信地址：400716重庆市北碚区西南大学资源环境学院，E-mail ：314937840@https://www.doczj.com/doc/b611706590.html, 。 通讯作者：张进忠，男，1966年出生，四川营山人，教授，博士生导师，博士，主要从事环境污染化学、环境生物技术和污染控制化学研究。通信地址：400716重庆市北碚区西南大学资源环境学院，E-mail ：jzhzhang@https://www.doczj.com/doc/b611706590.html, 。收稿日期：2011-01-28，修回日期：2011-04-22。 果园土壤重金属污染调查与评价 ——以重庆市金果园为例 汤民1，张进忠1,2，张丹1，刘万平3，余建3 （1西南大学资源环境学院/三峡库区生态环境教育部重点实验室，重庆400715； 2 重庆市农业资源与环境重点实验室，重庆400716；3 重庆市缙云山园艺发展有限公司，重庆400700） 摘要：监测重庆市金果园土壤剖面中的重金属含量，结合绿色食品产地土壤环境质量标准，采用污染指数法进行评价。结果表明，各园区土壤中Cd 的单因子污染指数较高，其中枇杷园和葡萄园0~20cm 和20~40cm 、桃园0~20cm 土层属轻度污染；梨园和血橙园20~40cm 、脐橙园和樱桃园0~20cm 土层的Cd 含量达到警戒水平。另外，枇杷园和桃园0~20cm 土层中Pb 含量也处于警戒水平。从内梅罗污染指数来看，梨园、蜜橘园、枣园、樱桃园、血橙园和脐橙园均小于0.7，土壤环境质量判定为清洁；枇杷园、桃园和葡萄园0~20cm 土层在0.7~1之间，土壤环境质量为尚清洁。为进一步提高果品品质，该果园应当采取措施控制土壤Cd 、Pb 污染。 关键词：果园土壤；重金属；污染调查；污染评价中图分类号：X8 文献标志码：A 论文编号：2011-0288 Pollution Investigation and Assessment of Heavy Metals in Orchard Soil ——A Case Study in Golden Orchard of Chongqing Tang Min 1,Zhang Jinzhong 1,2,Zhang Dan 1,Liu Wanping 3,Yu Jian 3 (1College of Resources and Environment,Southwest University/ Key Laboratory of Eco-environments in Three Gorges Reservoir Region ,Ministry of Education ,Chongqing 400715; 2 Chongqing Key Laboratory of Agricultural Resources and Environment ,Chongqing 400716; 3 Jinyunshan Horticulture Development Corporation of Chongqing ,Chongqing 400700) Abstract:In this paper,the contents of heavy metals in soil profile of golden orchard in Chongqing were monitored,and pollution assessment was performed by using pollution indices based on soil environmental quality standard of producing area of green foods.The results showed that the single factor pollution indices of Cd in each park were higher than that of other heavy metals,0-20cm and 20-40cm soil layers in loquat garden and grape garden,0-20cm soil layer in peach garden reached lightly polluted.The content of Cd in 20-40cm soil layer in pear garden and blood orange garden,0-20cm soil layer in navel orange garden and cherry garden reached alert level.In addition,the contents of Pb in 0-20cm soil layer in loquat garden and peach garden were also in alert level.Nemerow pollution indices of the soil in pear garden,mandarin orange garden,jujube garden,cherry garden,blood orange garden and navel orange garden were all less than 0.7,and soil environmental quality was judged as clean;nemerow pollution indices of 0-20cm soil layer in loquat garden,peach garden,grape garden was in the range of 0.7-1,and soil environmental quality was judged as
土壤重金属污染现状 摘要: 重金属作为一种持久性污染物已越来越多地被关注和重视. 重金属矿山的开采利用是造成当今世界重金属污染的主要原因,并已经严重威胁和影响人类的生存和发展.本文从我国重金属的利用入手,总结了我国近几年重金属污染的现状,分析了重金属污染物进入环境介质的途径和方式. 为促进我国矿业开发与环境的可持续发展和和谐发展,对重金属资源的合理开发利用提出措施和建议. 关键词: 重金属; 利用; 重金属污染 引言 所谓重金属污染,是指由重金属及其化合物引起的环境污染. 重金属矿山的开采及其产品的利用是重金属污染的重灾区,也是全球重金属污染的源头所在,对于矿山环境,重金属污染的主要危害对象是农作物和人. 其主要原因在于重金属被排入环境后具有永久性,且有明显的累积效应.随着人们对金属矿产品的需求量的不断增大,由此引发的环境问题日趋严重,重金属污染就是其中最为典型的一个. 以云南铅锌矿为例,云南拥有国内储量最大的兰坪铅锌矿和国内品位最富的会泽铅锌矿,它的开采量日益增大,产生的环境问题也随之日益增多,由于云南铅锌矿山布局分散,规模偏小,工艺技术落后,装备水平低,并且有相当一部分乡镇和个体私营企业没有专门的尾矿坝,尾矿、废水随意排放,加之由于当地开发无序,滥采滥挖,环保投入不足,导致矿山特别是铅锌矿山老化,品位下降,开采难度增大,造成了一定的环境污染,并使得生态环境的修复、改造和维护难以进行。 一土壤重金属污染的定义 重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大，所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。砷、硒是非金属，但是它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。由于土壤中铁和锰含量较高，因而一般不太注意它们的污染问题，但在强还原条件下，铁和锰所引起的毒害亦应引起足够的重视。 土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属带入到土壤中，致使土壤中重金
论文课题土壤重金属污染现状及其治理方法 小组组长12549025 李思远 小组成员12549026 李康 12549028 王鑫 12549030 吴义超 土壤重金属污染现状及其治理方法随着社会的快速发展，土壤重金属污染日益严重。针对此，涌现了许多修复技术，而生物修复前景广阔，正日益受到重视。 现代工农业等快速发展的同时，土壤重金属污染的形势也越来越严峻。其治理方法很多，而生物修复以其无可比拟的优势正受到关注，应用前景广阔。但生物修复仍存在许多问题待解决，如超积累植物吸收重金属的机理还未研究清楚。所有这些，都阻碍了生物修复的大规模应用。 土壤重金属污染是指土壤中重金属过量累积引起的污染。污染土壤的重金属包括生物毒性显著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As，以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni。这类污染范围广、持续时间长、污染隐蔽、无法被生物降解，将导致土壤退化，农作物产量和质量下降，并通过径流、淋失作用污染地表水和地下水。过量重金属将对植物生理功能产生不良影响，使其营养失调。汞、砷能抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，阻碍氮素供应。重金属可通过食物链富集并生成毒性更强的甲基化合物，毒害食物链生物，最终在人体内积累，危害人类健康。 1现状 1.1国内
国家环境保护部抽样监测30万公顷基本农田保护区土壤，发现有3.6万公顷土壤重金属超标，超标率达12.1%。 据国土资源部消息，目前全国耕地面积的10%以上已受重金属污染，约有1.5亿亩，污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃物堆积占地和毁田200万亩，其中多数集中在经济相对发达地区。 据我国农业部调查数据，在全国约140万公顷的污灌区中，受重金属污染的土地面积占污灌区面积的64.8%，其中轻度污染46.7%，中度污染9.7%，严重污染8.4%。 华南部分城市50%的耕地遭受镉、砷、汞等有毒重金属污染；长三角地区有些城市大片农田受多种重金属污染， 10%的土壤基本丧失生产力。 2005年，长三角等地土壤重金属污染严重的情况，曾见诸报端，并引发舆论普遍关注和争议。土壤污染立法迫在眉睫。 对浙北、浙东和浙中的236.5万公顷农用地调查发现，不适合种农作物的农用地面积为47.2万公顷，占20%；浙北、浙中、浙东沿海三个区域中，属轻度、中度与重度重金属污染的面积分别占38.12%、9.04%、1.61%，城郊传统的蔬菜基地、部分基本农田都受到了较严重的影响。 第九届亚太烟草和健康大会中一项名为《中国销售的香烟：设计、烟度排放与重金属》的研究报告称：13个中国品牌国产香烟中铅、砷、镉等重金属成分含量严重超标，其含量最高超过拿大产香烟3倍以上！ 2009年8月，陕西凤翔县发现大量儿童血铅含量严重超标，后确认是附近的陕西东岭冶炼公司的铅排放所导致。 1.2国外 英国早期开采煤炭、铁矿、铜矿遗留下的土壤重金属污染经过300年依然存在。1996到1999年间，英格兰和威尔士尝试挖出污染土壤并移至别处，但并未根本解决问题。从20世纪中叶开始，英国陆续制定相关的污染控制和管理的法律法规，并进行土壤改良剂和场地污染修复研究。 日本的土地重金属污染在上世纪六七十年代非常严重。其经济的快速增长导致了全国各地出现许多严重环境污染事件，被称为四大公害的痛痛病、水俣病、第二水俣病、四日市病，就有三起和重金属污染有关。 荷兰在工业化初期土地污染问题严重。从20世纪80年代中期开始，加强土壤的环境管理，完善了土壤环境管理的法律及相关标准。国土面积4.15万平方
云南省重金属污染土壤修复与调查 摘要：土壤在人类的生产生活中占有着无可取代的地位，是人类赖以生存的根基。但是，随着人类工业化的进程不断推进，越来越多的土壤遭受了各种各样的污染和永久性的破环，人类的可持续发展岌岌可危。云南是一个各色金属矿业比较发达的省份，同时重金属污染土壤的情况也较为突出，本文对云南省重金属污染土壤的区域进行了调查并做了简单的总结。 关键词：云南土壤重金属污染修复调查 紫茎泽兰及其根内生真菌在重金属矿区修复中的基础研究 2010，康宇，云南大学 对云南省澜沧县竹塘乡募乃矿区进行了调查研究修复，发现矿区的自然生长的植物紫茎泽兰为优势植物，包括紫茎泽兰在内的矿区植物普遍为AMF和DSE 定殖；紫茎泽兰对重金属污染具有较强的抗性和适应能力，接种AMF/DSE能增强其对重金属的抗性，并影响重金属在地下、地上部分的积累和迁移；筛选适当的AMF（arbuscular mycorrhizal fungi，丛枝菌根真菌）和DSE（dark septate endophytes，深色有隔内生真菌）与紫茎泽兰形成高效抗性组合，利用紫茎泽兰与其根内生真菌联合修复矿区重金属污染土壤具有良好的应用前景。 蒙自桤木在云南重金属矿区植物修复中的应用价值评估 2012，崔洪亮，云南大学 同样以澜沧县慕乃矿区为背景，提出利用募乃铅锌矿区自然生长的蒙自桤木根系进行处理后，用于重金属污染土壤后的修复。 应用BCR分析云南蒙自大屯水稻田土壤中重金属形态 2013，张娅[1] 项朋志[2] 王振峰[3] [1]云南省中医中药研究院, [2]云南国防工业职业技术学院化学工程学院[3]云南民族大学民族药资源化学国家民委-教育部重点实验室, 以云南蒙自大屯水稻田土壤为研究对象，利用BCR连续提取法分析水稻田土壤样品中Cu、Pb、Zn的赋存特征，这些赋存特征主要包括可交换及碳酸盐结
土壤污染调查问卷 调查地点： 调查时间：2011 年月日 性别：男（）；女（）。 1.您的年龄 A.20岁以下 B.21—30 C.31—40 D.41—50 E.50岁以上 2.您的职业（） A.种粮专业户 B.养殖专业户 C.蔬菜种植专业户 D.教师 E.外出打工人士 F.基层干部 G.留守人员H.其他 4.家庭人口数 A.三人及三人以下 B.四人 C.五人 D.六人 E.七人及七人以上 3.您家的主要经济来源是（） A.种田 B.外出打工 C.种植经济作物 D.本地乡镇企业收入 E.养殖 G..其他 5.您家的经济收入在本地处于（） A.很好 B.较好 C.中等 E.较差 F.很差 6.家庭年人均收入 A.1000元以下 B.1000—2000 C.2001—3000 E.3001—4000 F.4001—5000 G.5000以上 7.你觉得当地的土壤污染严重吗? A.非常严重 B.一般 C.污染较轻 D.没有污染 8.你认为土壤污染对人身健康的影响有多大 A.没影响 B.可能有，但感觉不到 C.有，能感觉到，但不严重 D.有，且相当严重（是否已经引起地方性的疾病_________具体是____________） 9.家里拥有（包括承包别人的）土地的亩数________________ 10.近些年的农作物产量如何（与前些年相比较）注明所知作物_________________; A.减产程度很严重 B.有一定的减产现象 C.没有明显的变化 D.有一定的增产 E.产量大大增加 11.您认为，当地政府处理土地污染的有关政策和效果怎么样？ A.没有处理 B.有政策，但没有效果 C.有效果，很小 D.很有效 12.当地的灌溉用水主要来源 A.很少灌溉 B.天然水（雨水、河水等） C.处理后的工厂、生活污水 D.未经处理的工厂、生活污水 E.自来水 13.您对用污水灌溉农田有什么认识？ A.帮助作物生长，提高产量 B.污染土壤和地下水 C.污染农产品 D.危害人体健康 E.破环生态环境F没影响 14.您在使用农药或化肥时，会选择一些污染较小、残留较少的种类吗? A、不会，随意使用，有效就行 B、偶尔会注意 C、如果效果好的话，会选择环保型的 D、很注意，尽量用环保产品 15.有无发生在您身边由土壤污染引起的影响甚至危害人身体健康的事件？您觉得严重吗？ A.有，比较严重 B.有，但不严重 C. 没有
中国耕地土壤重金属污染概况 摘要：依托收集的耕地土壤重金属污染案例资料，建立了我国138个典型区域的耕地土壤重金属污染数据库，并利用《土壤环境质量标准》（GB15618—1995）中的二级标准作为评价标准，测算了我国耕地的土壤重金属污染概况。研究表明：（１）我国耕地的土壤重金属污染概率为16.67%左右，据此推断我国耕地重金属污染的面积占耕地总量的1/6左右；（２）耕地土壤重金属污染等别中，尚清洁、清洁、轻污染、中污染、重污染比重分别为68.12%，15.22%，14.49%，1.45%，0.72%；（３）８种土壤重金属元素中，Ｃｄ污染概率为25.20%，远超过其他几种土壤重金属元素；此外，也有一些区域发生Ni，Hg，As和Pb土壤污染，但是Ｚｎ、Ｃｒ和Ｃｕ元素发生污染的概率较小；（４）辽宁、河北、江苏、广东、山西、湖南、河南、贵州、陕西、云南、重庆、新疆、四川和广西１４个省、市和自治区可能是我国耕地重金属污染的多发区域，特别是辽宁和山西的耕地土壤重金属污染可能尤其严重。 关键词：土壤污染；重金属；耕地；污染概率 过去的50年中，大约有2.2万ｔ的Cr，9.39×10５ｔ的Cu，7.89×10５ｔ的Pb 和1.35×10６ｔ的Zn排放到全球环境中，其中大部分进入土壤，引起了土壤重金属污染。随着我国工业和城市化的不断发展，工业和生活废水排放、污水灌溉、汽车废气排放等造成的土壤重金属污染问题也日益严重。重金属污染不仅能够引起土壤的组成、结构和功能的变化，还能够抑制作物根系生长和光合作用，致使作物减产甚至绝收。更为重要的是，重金属还可能通过食物链迁移到动物、人体内，严重危害动物、