文档介绍：基于分形方法的合肥大兴地区土壤中
污染元素Hg异常下限
袁峰1,张颖慧1,周涛发1,李湘凌1,张鑫1,
陈兴仁2,陈永宁2,陈富荣2,贾十军2
1. 合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽合肥 230009;2. 安徽省地质调查院,安徽合肥 230009
摘要:土壤污染元素异常下限值的确定对环境地球化学评价具有重要意义,传统异常下限值计算方法仅适用于元素含量数据呈正态分布的情况且地球化学意义不明确,而事实上土壤元素含量的空间分布很可能具有分形分布特征,元素背景和异常有各自独立的幂指数关系。文章探讨利用分形方法确定合肥大兴地区土壤中Hg元素的异常下限值。基于分形的含量- mg/kg。与传统方法(平均值加两倍标准离差)对比显示,分形方法圈定的异常区域是有效的、合理的。
关键词:分形;汞;异常下限值;土壤;合肥
中图分类号:X132 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2008)06-2259-05
土壤环境中污染元素的地球化学异常辨析是环境评价中的一个重要问题,使用合理正确的地球化学异常下限值圈定异常区域将为污染的评价、防治和治理提供重要的依据[1-3]。通常元素的地球化学异常下限值的确定应用于金属矿产的地球化学勘探中[4-5],但目前也被广泛应用于环境地球化学评价中。传统方法确定元素异常下限值,一般是以平均值与2倍标准离差之和作为元素的地球化学异常下限值[6-7],但是,该方法仅适用于地球化学数据呈正态分布的情况,同时方法的地球化学意义不明确。已有研究显示,地球化学数据或景观很可能是一个具有低维吸引子的混沌系统,元素的地球化学背景值和异常具有各自独立的幂指数关系,导致了一种多重分形分布[8-10],因此使得利用元素的分形分布求出其异常下限成为可能。本文探讨利用分形方法确定合肥大兴地区土壤中污染元素Hg的异常下限值,并对其合理性和有效性进行分析,以期为今后的环境评价、治理等工作提供帮助。
1 研究区概况及样品分析
本文的研究区为合肥市大兴地区,该区位于合肥市东南部(图1),是合肥市传统的工业基地,区域内有钢铁厂、化工厂、造纸厂、污水处理厂等大中企业20多家,各类中小企业80多家。大兴地区主要以工业为主,有部分农田区,主要种植水稻和蔬菜,局部有养殖场,南淝河流经研究区。土壤中Hg元素的来源是多方面的,除形成土壤的母质本身含Hg外,矿物燃料燃烧排放的Hg也很多。电气、仪表、氯碱、涂料等许多企业生产中要消耗大量Hg和Hg化合物,这些Hg最终有很多进入环境、土壤。含Hg农药的广泛使用,也造成了土壤Hg的污染。Hg的毒性很强,其中以甲基Hg毒性最大,危害最普遍,它可在生物体内脂类物质中积累并侵入中枢神经系统,引起脑动脉硬化(水俣病),导致肢体麻木、刺痛、语言失常、听觉失灵、情绪波动等[11]。1∶25万多目标区域地球化学调查(安徽省地质调查院, 合肥市江淮分水岭地区区域生态地球化学评价报告(内部资料),2007)已显示大兴地区土壤中Hg元素呈异常分布。
土壤样品为较稳定地块的表层土壤,采用网格化方法采集(图1),1个点/km2。样品自然风干后过20目筛重量大于500 g待测,样品总数为78个。土壤样品中Hg元素含量由国土资源部合肥矿产资源监督检测中心测试,测试方法为氢化