上海地区土壤重金属空间分布特征及其成因分析

论文摘要

本论文以上海地区为例,选取有代表性的工业、公路、城郊农用土壤为研究对象,在实地采样分析和资料搜集的基础上,运用地统计和多元统计相结合的方法,对三种利用类型土壤中重金属的空间分布规律、来源特征、重金属污染与城市化之间的关系进行系统分析。以期为上海城市土地利用规划,城郊土壤环境综合整治提供科学依据。主要结论如下：1.通过对上海三种不同土地利用类型调查研究发现：研究区内的工业、交通、农业土壤中重金属均有不同程度的累积,并呈现出明显的复合污染趋势；由于不同利用类型土地受人为活动影响不同,土壤中重金属在累积程度、元素类型、空间分布等均存在较大的差异。2.对工业土壤重金属研究表明,研究区三种工业类型土壤中重金属As、Cr、Cu、Pb、Zn、Ni元素,除As外,各元素均已出现不同程度的累积,污染程度依次为：印染企业>化工企业>机械制造；通过对比分析不同类型工业土壤重金属累积情况发现,Cr, Ni来源主要与机械制造和化工等企业污染排放有关；Pb、Cu、Zn来源主要与印染企业生产过程中污染物的排放有关；As含量与背景值相当,来源可能主要与土壤母质有关。3.对公路土壤重金属的研究表明,研究区三条公路土壤存在复合污染,污染程度依次为：桂林路>虹漕南路>富民沙路。对比分析各公路土壤重金属累积情况发现,Pb、Zn、Cu来源主要受交通活动影响,影响程度依次为Pb>Zn>Cu,其中Zn、Pb在特殊点的污染指数明显高于普通点,车速、刹车等因素对其有较大的影响；Cr, Ni累积与交通关系不大,来源可能主要与公路周边居民日常生活中污染物的排放有关；As元素含量与背景值相当,各样品超标率最低,来源主要与成土母质有关。4.对宝山农用土壤重金属的研究表明,该区农用土壤中重金属已出现不同程度的累积,各元素超出上海市土壤背景值比例表现为Zn> Cd> Hg> Cr> Pb、Cu>As;多元统计和空间分析表明,研究区土壤中Cd和Zn空间分布主要受工业和交通因子的影响,Cr、Cu空间分布主要受工业活动的影响,Pb空间分布主要受交通因子的影响,Hg分布与农业污水灌溉关系密切；通过临界值概率等值线的分布情况可知,Cd、Zn、Cr、Cu、Hg来源以点源为主,Pb来源相对较为分散。5.对上海城郊各区城市化水平与农用土壤重金属污染之间的相关分析结果显示,Cu单因子污染指数、Zn单因子污染指数、综合污染指数三项指标与城市化水平之间均呈现出显著正相关,呈现典型EKC特征,Pb单因子污染指数、Cr单因子污染指数与城市化水平之间的相关性不明显；对EKC曲线分析表明,除城市化水平最高的闵行区3项重金属污染指标已跨越拐点,上海城郊各区农用土壤重金属污染指标均还未跨越拐点,仍处于EKC曲线的左侧；相比工业废水排放量、工业COD排放量和全市SO2排放量等污染物跨越拐点的时间,土壤重金属各污染指标跨越拐点的时间相对滞后。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 城市土壤重金属污染研究进展
• 1.2.2 工业用地土壤重金属研究进展
• 1.2.2.1 工业废水造成的土壤重金属污染
• 1.2.2.2 工业废气造成的土壤重金属污染
• 1.2.2.3 工业废渣造成的土壤重金属污染
• 1.2.3 交通用地土壤重金属研究进展
• 1.2.4 城郊农用土壤重金属研究进展
• 1.2.4.1 城郊农用土壤重金属的污染调查
• 1.2.4.2 城郊农用土壤重金属的时空分布研究
• 1.2.4.3 城郊农用土壤重金属的污染来源
• 1.3 研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第二章 上海市不同工业类型土壤重金属含量差异性分析
• 2.1 研究区概况及分析方法
• 2.1.1 研究区概况
• 2.1.2 样品采集与分析
• 2.1.3 评价方法和标准
• 2.1.3.1 评价标准
• 2.1.3.2 评价方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 土壤重金属的含量特征
• 2.2.2 工业土壤重金属污染指数
• 2.2.3 土壤重金属元素间的相关性
• 2.2.4 土壤重金属元素的因子分析
• 2.2.5 不同类型工业土壤重金属累积的差异性
• 2.3 本章小结
• 第三章 不同级别公路沿线土壤重金属空间分布特征及其评价
• 3.1 研究区概况及分析方法
• 3.1.1 研究区概况
• 3.1.2 样品采集与分析
• 3.1.3 评价方法和标准
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 公路土壤重金属含量特征
• 3.2.2 公路土壤重金属污染指数
• 3.2.3 土壤重金属相关性分析
• 3.2.4 公路土壤重金属的因子分析
• 3.2.5 城郊不同级别公路土壤重金属累积的差异性分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 上海宝山区农用土壤重金属分布与来源分析
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 研究区概况
• 4.1.2 样品采集与分析
• 4.1.3 数据处理
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 土壤重金属元素含量特征
• 4.2.2 土壤重金属元素间的相关性
• 4.2.3 土壤重金属元素的因子分析
• 4.2.4 土壤重金属元素的空间结构和空间分布
• 4.2.4.1 重金属的空间结构
• 4.2.4.2 土壤重金属元素的空间分布特征
• 4.3 本章小结
• 第五章 上海城郊地区城市化进程与农用土壤重金属污染的关系研究
• 5.1 城市化综合水平与城郊农用土壤重金属污染水平测度
• 5.1.1 城市化综合水平的测度
• 5.1.2 城郊农用土壤重金属污染水平测度
• 5.2 城市化进程与土壤重金属污染之间的关系分析
• 5.2.1 城市化进程与土壤重金属污染的相关性分析
• 5.2.2 综合城市化指数与土壤重金属污染指数之间的回归分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 附录
• 附录一:硕士期间参与项目情况
• 附录二:硕士期间发表论文情况
• 致谢