基于受体模型与地统计的耕地土壤重金属污染源解析
2021-12-21吕柏楠师华定李明秋
环境科学研究 2021年12期
吕柏楠, 王 超, 师华定, 李明秋
1.河南理工大学, 河南 焦作 454003 2.生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心, 北京 100012
土壤是自然生态系统的重要组成部分,是人类赖以生存和农业生产的重要物质基础[1]. 近年来,我国环境问题日益严重,工矿、农业土壤环境状况不容乐观[2]. 2014年全国土壤污染状况调查显示,我国耕地土壤污染点位超标率达19.4%,主要污染物为重金属,其中镉污染点位超标率达到7.0%,其次分别为镍、砷、铜、汞、铅、铬等[3];据2016年原农业部监测系统调查数据,我国每年因为土壤重金属污染而使粮食产量降低1.0×107t以上[4]. 重金属污染物在土壤中不断富集,不仅会造成耕地质量下降、农产品产量降低等负面影响,还会通过食物链进入人体,威胁人类健康[5]. 因此,明晰重金属污染物的来源,是进行土壤重金属污染防治的重要前提.
空间插值技术可以通过合理布设土壤点位,实现研究区土壤污染数据的全覆盖. 因此,如何进行空间模拟预测及方法的选用是准确预测区域土壤属性空间分布特征的关键[6]. 克里格(Kriging)插值为土壤属性的空间预测提供了一种无偏最优估值方法,是目前地统计学中应用最广的方法之一[7-8]. 作为克里格的衍生方法,指示克里格是一种不依赖于正态分布假设条件的非参数估值方法,可以处理高程度的空间变异现象而不必削减重要的高值数据,适合用于解决存在多特异值的土壤污染数据[9-10]. 段艺芳等[11]采用指示克里格法,发现陕北地区8种土壤重金属生态风险在空间上均表现出由南向北、由东南向西北逐渐增加的趋势;……
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