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农田土壤重金属污染状况与评价

作　者: 李梦红
导　师: 诸葛玉平
学　校: 山东农业大学
专　业: 土壤学
关键词: 土壤重金属单因子评价多因子评价模糊综合评价空间分布
分类号: X53
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

土壤作为人类赖以生存和发展的物质基础,不仅仅因为它具有生产绿色植物的功能,同时它还是各种污染物天然净化的场所。随着经济的迅猛发展,工业“三废”和城市垃圾越来越多的被释放到土壤中,使土壤受到不同程度的污染。新泰市是山东省重要的粮食基地,也是全省重要的能源和矿产基地,是环境保护的重点区域之一。加强土壤中污染物质的调查监测和土壤环境质量的监控,对于防止土壤环境的污染,维持土壤环境的质量,促进土壤资源的可持续利用具有重要意义。本论文以新泰市的基本农田为研究对象,从主要的粮食生产区中选取8个乡镇,通过野外调查及采样,共采集具有代表性土样100个,测定Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni、As、Hg共8种重金属元素的含量,采用《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)二级标准为评价标准,采用单因子评价、多因子评价和模糊综合评价方法对该地区农田土壤中的重金属的污染状况及分布特征进行评价;并根据多因子污染指数的大小,对该地区的农田土壤进行分级;最后采用ArcView3.2软件进行图形的绘制,得出8种重金属的空间分布图。本论文得到的结论如下:单项污染指数表明:在100个采样点中,Cu、Pb、Cr、Ni、As、Hg这6种重金属的单项污染指数都小于1,没有出现超标现象,只是在个别采样点存在一定程度的累积;Zn和Cd这两种重金属在个别采样点的单因子污染指数大于1,达到轻度污染。其中,宫里镇夏家隅村Cd的单项污染指数甚至大于3达到重度污染,土壤锌和镉污染相当严重。各乡镇重金属平均综合污染指数依次为宫里镇>西张庄镇>天宝镇>翟镇>谷里镇>羊流镇>楼德镇>果都镇,宫里镇的平均污染综合指数为0.7,达到警戒线水平,西张庄镇和天宝镇接近0.7。除Zn和Cd的污染指数较大外,土壤中Cr和As也存在一定量的积累,但都没有超标。其它乡镇的平均综合污染指数都小于0.7,土壤质量等级为安全级别。通过对新泰市8个乡镇100个采样点进行模糊综合分析可知,新泰市农田土壤的质量等级大都为1级,但其隶属度有些乡镇却达到0.5-0.6,如西张庄镇西韩庄村、宫里镇上宫隅村等,土壤污染的变化趋势已非常明显;羊流镇羊流村的土壤质量等级为2级,其隶属度为0.517;宫里镇夏家隅村的土壤质量等级为3级,其隶属度为0.556,已不再适合用于一般农田使用。通过采用ArcView3.2软件绘制8种重金属在土壤中含量的空间分布图,土壤中Cd和Zn的含量分布特征及其相似,都在某一区域存在非常高的积累,与这两种重金属在该区域的单项污染指数和平均综合污染指数都非常高是相对应的;Ni和Cr的分布在某一点及其相似,参考地图和各单项污染指数、平均综合污染指数应该为翟镇高家店村,但两者在西南部的分布呈不同特点,Cr的含量从西南到东部逐渐降低,Ni的含量东北部较高;Pb的空间分布几乎与Cr相反;Cu的分布比较均匀,说明受外源污染较小;As没有出现大面积的污染现象,只是在个别区域存在一定的浓度积累。总之,这8种重金属的空间分布都有各自特点,存在各自的分布规律。通过对新泰市农田土壤重金属的单因子评价,多因子评价和模糊综合评价,得出新泰市农田土壤的污染状况是大体一致的,即宫里镇夏家隅村污染最严重,其次是羊流镇羊流村。引起污染的重金属主要是Zn和Cd,其原因是新泰市是山东省中部重要的能源矿产生产基地,也是泰安市重要的工业基地,经济的发展必然带来环境质量的下降;另外,当地兴建的一些高污染、高耗能企业对环境的污染尤为严重,直接导致了土壤质量的下降。

全文目录

摘要  8-11
Abstract  11-14
1 引言  14-35
  1.1 重金属污染概述  14-25
    1.1.1 重金属的定义  14
    1.1.2 重金属污染的定义  14
    1.1.3 重金属污染的特征  14-16
    1.1.4 重金属污染的来源  16-21
    1.1.5 重金属污染对人体的危害  21-22
    1.1.6 国内的研究状况  22-24
    1.1.7 国外的研究状况  24-25
  1.2 土壤环境质量评价  25-35
    1.2.1 土壤重金属背景值研究  25-26
    1.2.2 土壤环境容量研究  26
    1.2.3 土壤环境质量评价及前期准备  26-27
    1.2.4 土壤环境评价标准的确定  27-29
    1.2.5 土壤环境质量评价方法  29-35
    1.2.6 我国土壤环境评价方法的研究进展  35
2 研究区概况  35-39
  2.1 新泰市地理、地形  35-36
  2.2 气候特点  36
  2.3 水资源状况  36
  2.4 自然资源  36-37
  2.5 生物资源  37
  2.6 土壤类型  37
  2.7 土地利用状况  37-38
  2.8 土地生产力评价  38-39
3 研究方法  39-43
  3.1 主要的研究内容  39
  3.2 技术路线  39
  3.3 样品的采集与处理  39-41
    3.3.1 布点的原则和方法  39-41
    3.3.2 样品的采集方法  41
    3.3.3 监测点位土壤的基本情况  41
  3.4 样品的测定  41-42
    3.4.1 实验仪器与试剂  41-42
    3.4.2 实验方法及测试  42
  3.5 数据分析  42-43
4 结果与分析  43-86
  4.1 土壤重金属含量统计分析  43-44
  4.2 土壤中重金属的污染状况  44-50
    4.2.1 土壤中Cu 的污染状况  44
    4.2.2 土壤中Zn 的污染状况  44-45
    4.2.3 土壤中Pb 的污染状况  45-46
    4.2.4 土壤中Cd 的污染状况  46-47
    4.2.5 土壤中Cr 的污染状况  47-48
    4.2.6 土壤中Ni 的污染状况  48-49
    4.2.7 土壤中As 的污染状况  49
    4.2.8 土壤中Hg 的污染状况  49-50
  4.3 各监测点的污染指数  50-57
  4.4 土壤中重金属单项污染指数评价分析  57-59
  4.5 土壤中重金属综合污染指数评价分析  59-63
    4.5.1 新泰市农田土壤重金属平均综合污染指数  59-61
    4.5.2 土壤质量分级结果  61-63
  4.6 研究区土壤重金属污染模糊综合评价  63-83
    4.6.1 评价标准的确定  63
    4.6.2 评价因子、权重集和评价集的确定  63-64
    4.6.3 权重的计算  64-71
    4.6.4 确定隶属度函数并建立模糊关系矩阵  71-77
    4.6.5 模糊综合评判  77-83
  4.7 土壤重金属空间分布特征  83-86
5 讨论与结论  86-89
  5.1 讨论  86-87
  5.2 结论  87-89
参考文献  89-97
致谢  97-98
在读期间发表的论文情况  98

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