国家自然科学基金(41201540)
- 作品数：5 被引量：167H指数：5
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- 基于PCA/APCS和地统计学的广州市土壤重金属来源解析被引量：61
- 2016年
- 为开展广州土壤重金属污染来源及其贡献率的空间分布特征研究,采集广州市208个0~20 cm表层土壤样品,测定Pb、Cd、Cr、Hg、As、Cu、Zn和Ni等8种重金属的含量;利用相关性分析和主成分分析/绝对主成分分数(PCA/APCS)受体模型定量解析了研究区域内污染较重的Cd和Hg的来源,并结合地统计学分析方法阐明了Cd和Hg来源贡献率的空间分布特征。结果表明,(1)除Cu(18.02 mg·kg^(-1))、Cr(48.81 mg·kg^(-1))和Ni(14.53 mg·kg^(-1))以外,其余5种重金属(Pb、Cd、Zn、Hg、As)含量平均值(45.36、0.21、104.55、0.12、13.62 mg·kg^(-1))均超出广东土壤背景值,尤其是Cd和Hg含量均值分别达到本地背景值的5.79和2.31倍,变异系数分别达到112.29%和148.00%,土壤中Cd和Hg累积较为明显。Cd和Hg的最高浓度均分布在广州的中心城区,并且呈现由中心城区向东北方向的郊区逐渐递减的变化趋势。(2)结合相关性分析、PCA/APCS受体模型和地统计学分析可知,8种重金属元素可被辨识为3种主成分,PC1(Cd,As,Zn,Cu,Cr和Ni)为自然源;PC2(Pb,Cd和Hg)为交通源;PC3(Hg)为工业源。Cd源平均贡献率为源1占46.1%,源2占42.8%,源3占1.1%和其他源占10.0%;Hg源平均贡献量为源1占13.6%,源2占36.1%,源3占45.4%,其他源占4.9%。(3)通过统计分析各点位的主要来源发现,42.3%的点位Cd以自然源为主,主要分布在研究区域南部;57.7%的点位Cd以交通源为主,主要分布在研究区域中部及北部。13.5%的点位Hg以自然源为主,分布较为均匀;42.8%的点位以交通源为主要来源,主要分布在中部和北部区域;43.8%的点位以工业源为主要来源,主要分布在研究区域的西南部地区。
- 陈丹青谢志宜张雅静罗小玲郭庆荣杨剑军梁耀杰
- 关键词：重金属源解析地统计学
- 耕地土壤环境质量监测网最优网格尺度识别研究——以珠三角耕地土壤镉为例被引量：11
- 2015年
- 最优采样密度的确定是土壤环境调查、监测及监测网建设过程中的热点和难点科学问题,但当前对土壤环境监测最优网格尺度识别的研究较少。文章在对珠江三角洲地区耕地土壤按照2 km×2 km的网格加密调查的基础上,采用经典统计方法、地统计法和空间插值等方法开展土壤镉最优监测网格尺度研究。结果表明:(1)2 km×2 km、4 km×4 km、8 km×8 km和16 km×16 km 4种网格尺度下,采样点间距离均小于空间相关距离,具有中等的空间自相关性;8 km×8 km网格的变程及拟合度最大,说明利用地统计学方法进行珠三角耕地土壤镉含量变量的空间分析,8 km×8 km网格的空间表达能力最强;(2)不论从交叉验证模型,还是独立验证模型以及空间分布模式均可发现,2 km×2 km、4 km×4 km和8 km×8 km等3种采样尺度均可较可靠地反映珠三角区域耕地土壤镉含量的空间变异,而16 km×16 km的采样尺度则无法保证可靠性;(3)在置信水平为95%,相对误差为15%的条件下,采用Cochran公式获取的最佳采样数量为169个,而2 km×2 km、4 km×4 km和8 km×8km满足此条件的点位数均大于169个,此时误差小于《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166─2004)中实验室允许的最大误差25%。总之,在珠江三角洲区域尺度上,以土壤镉作为评价目标的土壤采样中,8 km×8 km是比较适宜的采样尺度。
- 谢志宜罗小玲郭庆荣陈丹青吕小明陆泗进王业耀梁耀杰朱晓辉
- 关键词：土壤环境质量地统计空间插值
- 珠江三角洲地区典型农村土壤重金属污染现状分析被引量：51
- 2014年
- 珠江三角洲地区农村土壤重金属污染状况不容忽视,除化肥农药、畜禽养殖等污染源外,还有工业污染等其他污染源。本研究以该地区工业型和种植型两类典型农村为例,通过对农田和菜地两种耕地以及企业周边、养殖场周边和垃圾点周边三类污染场地土壤重金属污染现状进行监测与评价,深入分析重金属污染成因。结果表明,该地区工业型农村耕地以铜超标为主(超标率22.2%),种植型农村耕地以镉超标为主(超标率16.7%),其余重金属超标率低或不超标;耕地中农田的重金属污染程度重于菜地。工业型农村污染场地以铜超标为主(超标率33.3%),其次是镉和锌(超标率均为11.1%),其余重金属不超标;种植型农村污染场地以镉、镍超标为主(超标率均为26.1%),其次为铜和砷(超标率分别为17.4%和8.7%),其余重金属不超标。三类污染场地中,工业型农村土壤重金属超标情况相对最重的是垃圾点周边,而种植型农村土壤重金属超标程度相对最重的是养殖场周边。高度集约化的农业生产方式是造成珠三角农村耕地土壤重金属污染的主要原因,同时,众多的制造业"三废"排放加剧了土壤重金属累积。此外,畜禽养殖废弃物、生活垃圾的无序堆放也是造成农村土壤重金属污染的原因。
- 罗小玲郭庆荣谢志宜杨剑军柴子为刘漩伍世丰
- 关键词：珠江三角洲农村土壤重金属
- 基于三明治抽样的市域耕地土壤重金属监测点位优化布设方法被引量：5
- 2017年
- 如何平衡成本和精度之间的矛盾是区域土壤环境监测网构建亟待解决的技术难题。以广东省江门市耕地土壤砷含量为研究对象,开展基于三明治抽样的土壤环境监测点位优化研究。按照1 km×1 km网格在研究区域均匀布设3 375个点位,采用三明治抽样方法对其点位进行抽样优化,并运用Cochran公式、空间插值表征、交叉验证、独立验证等验证方法对不同期望精度下的抽样样本进行验证。结果表明,(1)期望精度为5%、10%、15%、20%的三明治抽样样本量分别为278、147、102、80个。(2)抽样结果的4种验证方法表明,期望精度为5%和10%的抽样样本能满足监测精度要求。该精度下样本量均满足利用Cochran经典公式在相应置信水平和相对误差条件下获取的合理采样数量,并且相应的半变异函数模型拟合度好、均方根误差值(RMSE)小、克里金插值代表性强。(3)期望精度为10%的抽样样本在保证监测精度不变的同时,大大降低了监测成本,其监测点位从3 375个降至147个,点位数量降低了96%。总之,抽样样本的期望精度值越小,监测精度越高。在江门市市域尺度上,期望精度为10%的三明治抽样是一种高精度、低成本、代表性强的土壤环境监测点位优化方法。
- 谢志宜肖娟郭庆荣郭庆荣罗小玲陈丹青
- 关键词：监测点位
- 土壤重金属污染评价方法研究——以广州市为例被引量：42
- 2016年
- 目前土壤环境质量评价方法按照评价对象可归纳为单因子指数法和综合评价法两类若干种。以广州市208个土壤样品8种重金属为研究对象,创新性地采用分级统计、相关性分析、评价等级差值分析、综合排序分析等方法对目前主要的土壤环境质量评价方法进行定性和定量研究,旨在推荐最适合的土壤环境质量评价方法。结果表明:从评价结果的分级程度看,单因子指数法中富集指数法最优,综合评价法中内梅罗指数法和模糊数学法最优;相关性分析结果表明,物元分析法与其他4种综合评价法的平均相关性系数为0.477,大于其他综合评价法的平均相关性系数,按照评价结果一致性原则,物元分析法最优;评价等级差值分析表明,模糊数学法与其他4种综合评价法评价等级的平均差值最小,为0.71,按照评价等级接近的原则,模糊数学法最优;通过综合排序比较各综合评价法的排序得出,模糊数学法平均排名最优,其次为物元分析法、内梅罗指数法、灰色聚类法、潜在生态危害指数法。综上所述,富集指数法和模糊数学法是两种首选方法,在土壤重金属污染评价中可以组合使用。
- 谢志宜张雅静陈丹青杨剑军梁耀杰
- 关键词：土壤重金属污染评价单因子指数法
