某工业场地砷污染的加密布点优化与精度对比分析

场地污染调查是开展场地风险评估和修复的基础,随着我国颁布建设用地土壤风险管控标准等文件,提出风险筛选值和管制值的分级管控体系,我国土壤污染调查工作对于精确掌握污染物浓度梯度及空间分布有了更高的要求,因而如何构建高效采样布点方法变得尤为重要.本研究以南京市某砷工业污染场地为例,开展了优化布点方法与调查精度的研究.首先,在初查数据的基础上,运用指示克里格的方法预测土壤污染概率,参考城市土壤背景值开展阈值设定,提取加密布点区域,之后结合场地历史生产资料与自然信息布设加密点位,最终将插值预测污染结果与非加密、均匀加密、真实情况结果进行对比,验证方法精度.结果表明：本方法符合国际中基于设计抽样以达到场地调查简单、经济、客观的理念,适用于数据存在明显空间相关性的场地;该方法获得的污染区域面积占比为8.32%,与8.57%的现实情况较为接近,但普通法得到的污染面积比相对未加密情况不升反降,可能的原因是在非污染区域增设点位会造成阈值边缘区域在模拟时往清洁区域偏移,污染区域被误判为清洁,反而造成结果偏差;在目前我国环境管理对超阈范围重点关注的背景下,该方法既能够节约布点成本,又精确化预测场地污染超标范围,为后续的场地修复和治理工作提供帮助.     

农用地土壤重金属污染调查最优网格尺度及布点优化方法

为探索土壤重金属污染调查最优网格尺度和布点优化方法,在中南地区某老工业园区附近农田进行了土壤采样分析,通过构建70 m×70 m、100 m×100 m、160 m×160 m和200 m×200 m 4种网格,采用Matheron矩估计法试验和地统计学方法,对土壤中镉(Cd)的污染空间位置估计精度进行分析验证。结果表明,70 m×70 m和100 m×100 m网格尺度下污染区域空间位置的估计精度相似,且高于160 m×160 m和200 m×200 m。对100 m×100 m网格下调查结果不确定区进行加密布点,污染区域空间位置估计精度由78.89%提高至86.25%,相对于70 m×70 m网格,调查点位数量减少了35%,有效提高了污染区域空间位置估计精度,大幅降低了采样及分析成本。     

污染场地土壤初步调查布点及采样方法的研究

如何有效调查和控制土壤污染成为土壤调查工作者面临的一项紧迫任务。基于此,本文从介绍污染场地土壤初步调查目标出发,就污染场地土壤初步调查的布点和采样方法展开论述,循序渐进开展污染场地土壤初步调查布点及采样工作,强化土壤初步调查管理,以期对我国污染场地土壤调查、采样与监测工作的更好开展有所助益。     

特征分析方法优化大气监测布点及MATLAB语言实现

提出了运用特征分析方法优化大气监测布点,并介绍了该方法的MATLAB语言实现过程。应用于大气监测优化布点的实例结果表明,该方法用于监测优化布点是可靠的。     

污染场地环境调查地下水布点及采样方法初探

随着我国工业经济、社会城镇化发展,地下水资源的不断开发壮大,地下水监测井布点与采样的重要性逐步突显。实际上,在地下水污染调查工作过程中,地下水监测井布点与采样是一个重要的环节。鉴于污染场地较为特别,且规模不大,因此,对污染场地而言,一些区域地下水污染普查方式并不完全适用。笔者在本文中将充分联系地下水的运动与布局特性,站在典型性、全面性、可操作性、系统性、经济性的角度针对污染场地地下水调查布点应当坚守的基本原则进行分析与说明。与此同时,在对国内外地下水采样的标准与规范要求的基础上,针对我国污染地较为适用的地下水采样技术进行概括总结与分析。     

基于条件模拟的污染场地土壤修复量的确定研究

针对一般空间插值方法的局限性,以某铁合金厂污染场地为例,利用基于地统计的条件模拟法对研究区待修复的范围及土方量进行评估,定量评价土壤修复量估算结果的不确定性所带来的风险大小,并引入传递函数量化决策结果与风险损失之间的关系,提出一种以风险损失最小化为原则的修复范围划定方法.同时,将结果与利用反距离权重法、径向基函数法和普通克里格法得到的评估结果进行对比分析.研究结果显示,利用条件模拟法可以得到超过修复目标的污染概率的空间分布,进而得到确定不同土壤修复量时所面对的风险大小.研究区大部分面积的土壤中Mn的超标概率在20%~70%,超标概率较高的区域集中在场区北部和西南部.如果分别将超标概率在30%和50%以上的区域作为修复范围,所面对的相对风险值将分别为4.1%和56.5%.此外,通过与传递函数相结合,利用条件模拟法可以得到基于风险损失的修复范围,按照本研究所设定的风险损失条件,得到风险损失最小的待修复土方量为32.4×104m3.该方法将有助于决策者从风险损失出发对污染场地修复范围进行合理划定.     

基于优化参数的陕西省气温、降水栅格化方法分析

基于统计、地统计基本原理,运用传统插值法、地统计插值法、多元回归法和模拟气象站点法4 大类11 种方法,对陕西省2003-2012 年平均气温、降水量数据进行栅格化。结果表明:① 多元回归法和模拟气象站点法均能大幅提高气温数据的估测准确度,且多元回归法对气温的表示更加精细,其中以“回归+残差IDW(Inverse Distance Weighting)”法精度最高,MAE、RMSE、R²分别为0.498、0.775 和0.954 8;② OK(Ordinary Kriging)法对降水数据的估测准确度最高,MAE、RMSE、R²为46.934、69.251 和0.947 8;③ 气温、降水栅格化方法具有明显的区域性,不存在绝对普适的最优方法,应根据数据类型、地域特征对原始数据进行探索性分析,从而获得区域最适合的栅格化方法;④ 陕西2003-2012 年多年平均气温为10.925 ℃,标准差2.221 ℃,气温随纬度、海拔的增加而降低,具有鲜明的纬度和垂直地带性;平均降水量为664.446 mm,标准差213.226 mm,降水呈现由南向北逐渐递减的趋势,纬度地带性较强。     

污染几率原则用于近岸海域大气采样点的选位

应用污染几率原则，选择在沿岸地区最大污染几率的上风方位设方大气采样点，通过实验分析并与盛行风，污染风原则选位结果比较表明，该原则具有显著实用性。     

秦王川盆地土壤重金属来源、分布及污染评价

为探究秦王川盆地土壤重金属的来源、分布及污染情况,测定了研究区51个表层土壤样品的8种重金属（Cr、Zn、Cu、As、Pb、Mn、Ni、Cd）总量和pH值;采用多元统计、地质统计方法和GIS技术对重金属的来源、空间变异结构和分布进行了研究,利用污染指数法和模糊综合评判法对重金属污染进行了评价.结果表明：Zn、Ni含量均值大于当地背景值,其余重金属含量均值都低于背景值;Cd属于强变异,其余均为中等变异,Zn、Cr服从对数正态分布,其余均服从正态分布;Cr、Cu、As、Pb、Mn主要为成土母质等自然来源,Cd、Ni主要来源于工业、交通污染,Zn主要来源于农业生产;Zn、As、Ni、Cd的空间分布呈岛状,Cu、Mn呈带状分布,Cr、Pb呈岛状和带状分布相结合的特点;污染指数评价结果为Cr、Cu、Pb处在警戒线,As、Mn、Ni属于轻度污染,Cd为中度污染,Zn为重度污染;模糊综合评判得出1个土样为轻度污染,2个为警戒程度,其余为安全;土壤质量标准是反映土壤质量的依据,总体看,研究区土壤重金属环境质量良好,均未超过国家土壤环境质量二级标准.     

国内外土壤污染防治法律法规与技术规范概述及思考

完善的法律法规体系与相得益彰的技术规范是土壤质量保护与污染防治工作的基础与保障。借鉴国外先进的土壤污染防治技术与管理经验,对我国土壤污染风险防控和修复治理工作具有重要的指导意义。全面系统地阐述了发达国家与我国土壤污染防治法律法规及技术规范的特点,并总结国外先进经验,分析我国土壤污染防治存在的问题与挑战,对我国土壤污染防治工作提出对策与建议。我国虽然形成了以风险管控为核心,以“预防为主,防治结合”为原则,涵盖污染预防、调查监测、风险评估与管控、修复治理、开发再利用等多方面的法律法规体系,但各阶段的法律细节有待完善,且缺乏针对不同类型污染场地的专门立法,应加快健全我国土壤污染防治法律法规体系。此外,我国现行的土壤污染防治技术规范部分滞后或空白,已不能满足当前土壤环境管治的现实需要,需不断扩充和趋严。

     

基于参数不确定性的地下水污染治理多目标管理模型

引入随机Pareto控制排序和随机小生境技术,提出基于参数随机变化的改进小生境Pareto遗传算法,用于求解不确定性条件下地下水污染治理多目标管理模型.同时,利用顺序高斯条件模拟的蒙特卡罗方法,结合不确定性分析和风险评估,分析不同渗透系数条件点数对污染物运移结果不确定性和污染风险评价的影响.最后将该方法应用于一个考虑渗透系数为随机变量的二维地下水污染修复算例中.结果分析表明,该方法可为地下水污染治理提供变异性较小的Pareto管理策略,是一种稳定可靠的多目标随机优化方法.     

某铅锌矿区农田重金属分布特征及其风险评价

为进一步探讨铅锌矿开采和冶炼地区农田重金属污染的分布特征和污染途径,以会泽县者海镇铅锌矿区周边农田土壤为研究对象,共布设496个采样点,测定表层土壤中重金属（Cd、Hg、Pb、Cu、Zn）的含量.利用自然邻点法对表层土壤中重金属含量进行插值拟合,以空间三维模型研究该地区农田土壤重金属污染特征,运用单因子指数、综合污染指数和潜在生态风险指数法对重金属污染程度进行评价,采用相关分析、主成分分析和聚类分析识别污染途径.结果表明：Cd、Hg、Pb、Cu和Zn的含量平均值（mg/kg）分别是云南省背景值的33.05、5.83、12.02、4.89和16.33倍;Cd、Hg、Pb、Zn含量空间分布表现为西北部浓度最高,且中部高于东西两侧,而Cu与此相反;单因子指数评价结果显示99.8%的土样达到Cd重度污染,其次是Cu（82.06%）、Zn（62.50%）;综合污染指数表明,研究区均处于重度污染程度,西北部尤为严重;综合生态风险评价表明,中部风险高两边低,Cd的贡献率最大占61%;相关分析结果显示,Zn、Cd、Pb、Hg之间呈显著正相关性（P < 0.01）,表明其污染途径相近;主成分分析和聚类分析表明,Cd、Hg、Pb、Zn污染途径主要与人类活动有关,Cu主要受自然因素影响,因此对该地区土壤重金属的修复和治理应综合考虑人为因素和自然因素的影响.     

基于三角模糊数和重金属化学形态的土壤重金属污染综合评价模型

将三角模糊数理论引入环境评价领域,构建了量化表征不同重金属自身生物毒性及同一重金属不同化学存在形态生物毒性的土壤重金属生物毒性双权重评价体系,并结合地累积指数评价模型,建立了土壤重金属污染综合评价模型.最后,采用该综合评价模型评价了寺庄顶典型污灌区的土壤重金属污染状况.评价结果表明,寺庄顶典型污灌区土壤中5种重金属的综合污染评价值差异较大,各重金属的综合污染程度排序为:Cd＞Ni＞Cu＞Zn＞Cr,Cd、Ni、Cu应成为今后该地区土壤污染治理的主要控制因子.与确定性模型评价结果的对比分析表明,综合评价模型较好地弥补了确定性评价的不足,并能更全面、真实地综合表征评价区域土壤重金属富集污染和潜在生物毒性风险信息,为科学决策提供了理论基础.     

矿区耕地土壤重金属污染评价模型与实例研究

为对湘南某矿区耕地土壤重金属污染情况作出客观实际的评价,将层次分析理论用于环境评价领域,引入重金属毒性响应系数和重金属在粮食中限量值双重准则,以确定重金属元素之间的权重,并结合加权平均法建立综合评价模型.同时,结合GIS对耕地土壤重金属空间分布、重金属富集特征及综合污染情况进行分析.对该矿区4种重金属Pb、Cd、Cu和Zn的综合污染评价结果表明,该矿区耕地土壤重金属综合污染情况严重,综合污染指数变化范围为1.25～427,属重度污染.因子分析结果表明,4种重金属的来源具有一定相似性,主要来源于矿区有色金属采选冶炼活动.空间分析表明,4种重金属的含量及综合污染的空间分布特征呈明显富集.该评价模型可用于对矿区耕地土壤重金属污染评价的研究,为土壤重金属污染评价提供了新的思路.