论文部分内容阅读
随着工业化和城市化进程的不断加快,对土壤环境的影响日益增大,土壤污染问题日显严重。土壤磁学技术因其操作简单快速、对样品无损且费用低等特点,在土壤污染监测方面获得学者的青睐。通过测量土壤样品磁学参数,将该参数与土壤重金属联系,获知土壤磁学性质对重金属污染的响应特征,从而了解人类活动对土壤环境的影响,预测土壤环境的变化趋势。本文以福州市为研究区,对研究区表层土壤低频（Xlf）、高频（Xhf）和频率磁化率（Xfd）进行测试,同时对研究区土壤Cu、Zn、Pb元素含量进行分析,探究磁化率和三种重金属元素的空间分布特征。分析土壤磁化率、重金属元素含量以及重金属污染之间的关系,获得土壤磁化率对Cu、Zn、Pb元素及其污染的评价响应诊断序列。本研究获得以下主要结论:（1）土壤磁化率特征:研究区土壤Xlf变化范围为3.39～1014.57×10-10-8m3/kg,平均值为138.86×10-8m3/kg;Xhf的变化范围为3.21～1006.29×10-8m3/kg,平均值为136.13×10-8m3/kg;Xfd变化范围为0.02～35.28%,平均值为3.64%。空间分析表明,磁化率均符合指数模型,空间自相关强烈,空间变异为结构变异为主,Xlf、Xhf高值区分布呈东北西南走向。不同土地利用类型Xlf、Xhf具有显著差异,其中耕地、林地、草地土壤Xlf与建设用地Xlf存在显著性差异,林地土壤Xlf与园地存在显著性差异。Xf方差分析结果与Xlf一致,五种土地利用类型Xfd差异性均不显著。（2）土壤重金属含量特征:研究区土壤Cu的含量为6.09～94.6 mg/kg,平均值为23.85 mg/kg;Zn的含量为2.2～383.13 mg/kg,平均值为96.97 mg/kg;Pb的含量为13.95～121.7 mg/kg,平均值为42.14 mg/kg。Cu、Zn、Pb平均值含量分别达到福建省土壤环境背景值的1.1倍、1.2倍、1.2倍,均未超过土壤环境质量二级标准;空间分析表明,Cu、Pb符合线性模型,空间相关性弱,受到人为活动影响较大。Zn符合高斯模型,具有强烈的空间自相关,空间变异以结构性为主。不同土地利用类型Cu、Pb具有显著差异,其中耕地、林地、草地、园地和建设用地的Cu存在显著性差异,耕地、林地、草地与建设用地的Pb存在显著性差异;污染负荷指数计算结果表明,总体土样重金属的CF均值依次为:Pb（1.21）>Zn（1.17）>Cu（1.1）,为轻度污染。PLI为0.74,总体属于无污染。（3）土壤Cu、Zn、Pb元素及其污染的磁学诊断序列:当Xlf低于33.42×10-8m3/kg时,福州市表土Cu、Zn、Pb未发生累积,土壤处于完全清洁状态;当Xlf为33.42～57.39×10-8m3/kg时,土壤Pb元素发生累积;当Xlf57.39～62.40×10-8m3/kg时,土壤中Pb元素发生累积,土壤环境轻度污染;当Xlf为62.40～90.51×10-8m3/kg时,土壤中Pb、Zn元素发生累积,土壤环境轻度污染;当Xlf为90.51～492.17×10-8m3/kg时,Pb、Zn、Cu元素发生累积,土壤环境轻度污染;当Xlf为492.17～926.96×10-8m3/kg时,土壤环境中度污染;当Xlf大于926.96×10-8m3/kg时,土壤环境重度污染。