2011全国数学建模之表层土壤重金属污染基线模型.doc

３３卷第１０期 ２００８年 １０月 煤炭学报ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩＮＡ ＣＯＡＬ ＳＯＣＩＥＴＹ Ｖ０１．３３ Ｏｃｔ． Ｎｏ．１０ ２００８ 文章编号：０２５３－９９９３（２００８）１０一１１３７一０４ 兖州矿区表层土壤重金属污染基线模型的建立 程建光１，程久龙２ （１．山东科技大学化学与环境工程学院，山东青岛２６６５１０；２．山东科技大学资源与环境工程学院，山东青岛２６６５１０） 摘要：以Ｓｃ（钪）作为标准化元素，在采集、测试、分析兖州矿区表层土壤样品的基础上， 研究了该区内表层土壤中Ａｓ（砷）、ｃｄ（镉）、Ｃｏ（钴）、Ｃｒ（铬）、Ｃｕ（铜）、Ｈｇ（汞）、Ｍｎ （锰）、Ｎｉ（镍）、Ｐｂ（铅）、ｚｎ（锌）重金属污染元素的环境地球化学特征，采用标准化方法分 别建立了这１０种重金属元素的环境地球化学基线模型． 关键词：重金属；表层土污染；环境污染评价 中图分类号：Ｘ５３ 文献标识码：Ａ Ｔｈｅ ｂａｓｅｌｉｎｅ ｍｏｄｅｌ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｔｏｐ ｓｏｉｌ ｏｆ Ｙａｎｚｈｏｕ ｍｉｎｉｎｇ ａｒｅａ ＣＨＥＮＧ Ｊｉａｎ—ｇｕａｎ９１，ＣＨＥＮＧ Ｊｉｕ－ｌｏｎ９２ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＣｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉ∞ｒｓｉｔｙ ｏｆ／ｅｎｃｅ ａｎｄ％西蝴，ａ，咖２６６５１０，Ｃｈ／ｎａ；２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＲｅ－ ￥ｏｕｒｃ目ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｒｄｗｏｎ／ｔｙ ｏｆ＆如，柳ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏ／ｏｇｙ，供咖２６６５ １０，‰） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ Ｓｃ ａｓ ｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄ ｅｌｅｍｅｎｔ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ，ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｏｉｌ ｉｎ Ｙａｎｚｈｏｕ ｍｉｎｉｎｇ ａｒｅａ，ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ １０ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｗｈｉｃｈ ａｘｅ Ａｓ，Ｃｄ， Ｃｏ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｈｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｐｂ ａｎｄ Ｚｎ ｉｎ ｔｈｅ ｔｏｐ ｓｏｉｌ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ，ａｎｄ ｍａｄｅ ｃｅｒｔａｉｎ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｇｅｏ－ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｂａｓｅｌｉｎｅ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｕｓｉｎｇ ｓｔａｍｄａｒｄｉｚｅｄ ｍｅｔｈｏｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ；ｔｏｐ ｓｏｉｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ 标准化方法是地球化学研究中的常用方法，该方法的基本思想是将地球化学过程中的惰性元素作为标 准，用活性元素与惰性元素的相关性来判断活性元素的富集情况．这样的方法在研究其它地球化学作用时 早已被使用，如通过岩浆活动过程中活性元素与惰性元素的比来判断岩浆岩的成岩方式及成岩过程…． 标准化方法是根据活性元素（污染元素）与惰性元素的相关性，建立二者之间的线性回归方程，即 基线模型【２。３】：Ｃ。＝ａＣ。＋ｂ，其中，Ｃ。为样品中活性元素（污染元素）的测量浓度；Ｃ。为样品中惰性元 素（标准元素）的测量浓度；口，ｂ为回归常数．将上式进行９５％的统计检验，落在９５％置信线以内的样 品代表基线的范围，即没有受到人为污染；落在９５％置信线以外的样品则表明受到了人为污染Ｍｑ Ｊ．在 确定地球化学基线时，必须将受到人为污染的样品剔除蹲。１ ｏ｜．这样通过统计分析及数据处理可获得回归 参数Ｄ，ｂ，根据研究区惰性元素的平均含量，就可以求得活性元素的平均预侧值——基线值召，即召嘏＝ ａＣ。＋ｂ，其中，Ｂ。。为元素ｍ的基线；ＣＮ为研究区标准元素的平均含量． １标准化因子（元素）的选择 标准化程序的核心问题之一就是标准因子（元素）的选择．研究区除农业外，对环境扰动最大的就 收稿Ｅｔ期：２００７一１１—０１ 责任编辑：毕永华 基金项目：国土资源部国土资源人调查计划资助项目（１２１２０１０３１０３０６）；国土资源部公益类资助项目 作者简介：程建光（１９５７一），男，河北馆陶人，博士。硕士生导师．Ｔｅｌ：０５３２Ｅ—ｍａｉｌ：ｃｊｇｓｄｕｓｔ＠１２６．ｃｏｒｎ　万方数据 １１３８ 煤炭学报２００８年第３３卷 是以煤矿开采加工为主的矿业活动，因此，标准化元素的选择将首先排除与该区矿业活动密切相关的元 素．另外，本项研究主要是确定重金属的污染情况，因此重金