土壤背景值的频数分布与统计方法

统计土壤环境背景值的目的,是为了推断一个地区或某种类型土壤背景值的正常范围。近年来,由于环境科学的迅速发展,已经取得了不少环境背景值数据,但现在尚无统计数据的统一方法。目前统计背景值常用的方法是“算术平均值±标准差”,这个方法用于统计正态分布或接近正态分布的数值时,是一个很好的方法。但是不顾背景数值属哪一种分布类型,一律用只适于正态分布的统计方法去计算是不合理的。土壤环境背景数值除了正态分布或近似正态分布外,还有大量偏态分布。因此,应该根据数值的分布类型进行统计,才能得出反映客观实际的背景     

中美土壤元素背景值调查研究中数理统计方法运用及影响

土壤元素背景值是统计性的范围值,是评价土壤环境质量和制定土壤环境质量标准的重要参考依据,其因土壤母质、成因以及各种地球化学作用的影响而不同.通过分析20世纪60年代至90年代中美土壤元素背景值调查研究中数理统计方法的运用,发现当时受国内外学者对土壤元素含量及统计分析方法认识的局限,中美在土壤元素背景值研究中存在一些偏态分布被当作正态分布、对称剔除偏态分布的异常值和用平均值计算偏态分布背景值等问题,可能导致所得土壤元素背景值不能很好地代表区域背景情况.2007-2013年美国再次开展全国土壤调查和土壤元素背景值研究,对数理统计方法做出了改进和优化,主要包括:①用箱式图法分析距离中间50%数值较远的异常值;②针对对数分布形态也进行了分析;③用中位数和绝对中位偏差计算偏态分布的土壤元素背景值.在研究方法有了新的认识和发展的今天,建议中国优化土壤元素背景值数理统计研究方法,再次开展全国土壤元素背景含量调查工作,并从以下两个方面加以改进:①采用箱式图剔除异常值;②针对不同的频数分布形态计算相应的统计量作为土壤元素背景值.      

北京主要农业土壤和粮食作物中若干元素的背景值研究

本工作对北京主要农业土壤(褐土和潮土)和粮食作物(小麦、玉米和水稻)中的Hg、Cd、As、Pb、Cr、Ni、Cu、Zn、F九种元素的背景值进行了研究.对北京的环境地理、采样、分析测定、土壤和作物测定的分布类型和区域间的差异性进行了探讨.所有测定值都用DJS-130型电子计算机进行统计处理。土壤和作物的背景值为正态分布时,用算术平均值及其标准差表示;为对数正态分布时,用几何平均值及其标准差表示.     

特殊污染的土壤环境背景值研究——以吉林省某地含砷日遗化武污染土壤为例

为了获得吉林省某地含砷日遗化武造成的污染区域土壤的准确环境背景值,本文将土壤调查的数据进行对数转换,绘制概率累计分布曲线图,并根据曲线的拐点,解析出未明显受到污染的部分,然后根据砷元素含量的分布规律,剔除异常值,计算出该地区土壤砷元素的环境背景值为1.46~11.60mg/kg,并通过对比分析印证了该方法的合理性和正确性。研究得到的土壤砷元素环境背景值可以作为评价和修复该地区砷污染土壤的基础数据,也可为复杂污染源造成污染土壤的环境背景值的研究提供方法。     

河北曹妃甸某农场农田土壤重金属空间分布特征及来源分析

对唐山市曹妃甸某农场农用地土壤开展详细调查,采集了研究区内325个表层土壤样品,分析了土壤中8种重金属元素的含量,评估了重金属的结构和空间分布特征,并揭示了重金属的主要来源,为该区域土壤重金属污染防控、治理提供重要信息.该研究区土壤中各元素普遍低于河北省土壤背景值,而Cd元素含量较高,超过土壤背景值和风险筛选值.通过8种重金属元素的地质学统计、元素间相关性分析、PMF模型分析和污染源调查,结果表明Cr、Ni、Cu、Zn和As元素在研究区内呈正态分布,受人类影响较小,主要来自成土母质.Cd元素呈偏态分布,土壤含量表现为北低南高的空间特征,主要由农业活动采用污水灌溉所导致.Pb元素存在部分区域含量较高现象,主要来自于大气沉降,而Hg元素则主要与农业产品投入使用相关.     

微型机水体环境背景值统计分析系统

本文介绍了在HP—85微型机上开发成功的"水体环境背景值统计分析系统".它采用扩展BASIC语言编制软件,应用模块化程序设计方法,建立若干功能模块,能完成数据存档,修改、查询,统计分析、报表打印、绘图等功能,具有运算精确、处理快速、使用简便的特点,其中,统计分析包含有离群值检验,分布类型检验(W、偏度峰度、X~2、柯尔莫哥洛夫一斯米尔诺夫检验),背景值表征(正态分布,对数正态分布,偏态分布)以及相关分析(多元线性回归、逐步回归、多项式回归)等十多种计算方法,使水体环境背景值的获得建立在精确、可靠的基础上.程序通用性强,容易移植到能支持BASIC的计算机上.在环境科学研究中具有推广使用价值.     

四川涪陵附近土壤环境六种元素含量研究

本文用随机布点法,采集了涪陵附近土壤样品29个.分析了土壤中 Cd,Zn,Ni,Cu,Mn,Pb 六种元素含量.用 Shapiro—wilk 法和偏态系数检验了土壤中的元素含量分布类型,结果六种元素均为正态分布.     

土壤环境背景值表示方法若干问题的讨论

本文对区域土壤环境背景值和已确定统计单元的土壤环境背景值的表示方法进行了分析和讨论.认为以行政区域为统计单元计算表示土壤环境背景值是不确切的,它受到人为的因素干扰.以土壤类型为统计单元计算表示土壤环境背景值,能比较好地反映实际土壤背景值的水平,对于已确定统计单元的土壤环境背景值的表示方法,认为“日本土壤环境背景值调查研究”中的表示方法较好,它比较直观,能从大量的基本统计量数据中找出土壤元素背景值的分布规律,从而得到具有代表性的土壤环境背景值结果.     

重庆地区土壤中11种元素浓度概率分布类型的判定方法

为了准确地计算土壤中元素的背景值,必须判定各元素浓度的概率分布类型,其方法为拟合优度检验。分布函数的拟合优度检验,方法很多。在重庆地区土壤11种元素背景值的研究中,共采用了柯尔莫哥洛夫一斯米尔洛夫检验,维斯捷利乌斯置信带检验,皮尔逊 x~2检验,偏度峰度检验和夏皮洛—威尔克 w 检验等五种方法,现将这五种方法分述于后。     

基于分形方法确定合肥大兴地区土壤中Cd元素的异常下限

在土壤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,而事实上土壤元素含量的空间分布极其复杂,很可能具有多重分形分布特征,元素背景和异常有各自独立的幂指数关系。本文探讨利用分形方法确定典型工业区土壤中Cd元素的异常下限值。基于分形的含量一面积方法确定了合肥大兴地区（典型工业区）土壤中污染元素Cd的异常下限值为0．445mg／kg,并根据该异常下限值圈定了异常范围。同时与传统方法（平均值加两倍标准离差）确定的土壤中Cd元素异常下限值及异常范围进行了对比分析,结果显示,分形方法圈定的异常区域是有效的、合理的,控制了区内主要的导致土壤Cd元素污染的企业。     

深圳土壤稀土元素的背景含量和影响因素研究

为研究深圳市土壤稀土元素的环境背景含量和空间分布特征,以不受或很少受人类活动影响的基本生态控制线区域作为调查范围,在深圳布设450个土壤表层点位、50个典型剖面点位,应用决策单元－多点增量采样方法采集土壤表层样品500个、土壤剖面样品100个.研究结果表明,深圳市表层土壤稀土元素的环境背景含量范围为23.66~1246.26mg/kg,算术平均值285.99mg/kg,高于中国土壤和广东省土壤;轻稀土元素相对于重稀土元素富集,稀土元素的环境背景含量在空间分布上呈现西高东低的特征.深圳市不同土类中稀土元素环境背景含量的95%分位值高低依次为赤红壤 > 红壤 > 黄壤.不同成土母质发育的土壤稀土元素环境背景含量95%分位值大小顺序为变质岩 > 花岗岩 > 片麻岩 > 凝灰熔岩 > 砂砾页岩 > 灰色灰岩.不同剖面层次的土壤稀土元素环境背景含量的95%分位值大小顺序为底层 > 中层 > 表层;随着深度的增加,深圳市土壤稀土元素的环境背景含量也逐渐增加,呈现底聚型特征.成土母质是影响土壤稀土元素环境背景含量的首要因素,花岗岩发育的土壤稀土元素环境背景含量要明显高于砂砾页岩;不同土类也会影响土壤稀土元素的环境背景含量分布,同一成土母质发育的赤红壤稀土元素环境背景含量要高于红壤.典型相关性分析表明,土壤铁、铝等元素与轻稀土元素,以及锰与重稀土元素的背景含量均呈现较强的正相关关系,土壤pH值、黏粒与稀土元素背景含量存在弱正相关,这也侧面反映了土壤稀土元素对成土母质的继承性.     

上海宝山区农用土壤重金属分布与来源分析

以上海宝山区为典型区域,在获取216个农用表层土壤样品重金属实测数据的基础上,运用多元统计和地统计相结合的方法,对上海宝山区农用土壤重金属的含量水平、分布特征和来源进行系统分析.结果表明,上海市宝山区农用土壤重金属Cd、Hg、As、Cr、Pb、Cu、Zn的平均含量值分别为0.195、0.148、7.44、82.5、29.1、33.2、124.5 mg.kg-1,均没有超过国家土壤环境质量二级标准,但Cd、Zn、Cr、Pb、Cu、Hg元素平均含量值超过上海市土壤背景值,其中Cd、Hg、Zn最为显著,分别是对应背景值的1.50、1.48、1.45倍,呈现出明显的累积趋势.相关分析和因子分析结果显示,各元素的来源可分为三类,Zn、Cd、Hg和Pb为一类,Cr和Cu为一类,As单独为一类;前两类元素含量远高于对应元素背景值,来源主要受各种人为活动影响,As元素含量与背景值相当,各样品含量的变异程度最低,来源主要与成土母质有关.空间结构分析表明,As元素以土壤母质、地形等结构性变异为主,其它元素主要受人为活动等随机因子影响;通过对临界值概率等值线的分布分析发现,Cd、Zn、Cr、Cu、Hg来源以点源为主,来源较为集中,Pb来源相对较为分散.     

北京、南京开展土壤背景值的调查

中国科学院南京土壤所、地理所、高能所、北京环保所等单位协作,从去年二月开始,对北京、南京地区土壤本底值(又称背景值)进行了调查。他们根据主要土壤类型和成土母质的分布特点,采集具有代表性的尽可能远离已知污染源的土壤分层样品110个,分析项目有汞、镉、铬、铅、砷、硒、钼、铜、锌、锰、铁、钴、镍、铍、镧、钪,均为全量分析。分析方法包括中子活化法、原子吸收光谱法、极谱法、X射线萤光法、银盐比色法等,分析土壤样品近7,000样次,土壤本底值以表、底层的元素含量表示。土壤本底值系指受人类活动影响相对较小的不同土壤类型或同一土壤类型不同成土母质土壤中微量元素的含量。随着我国社会主义建设的高速度发展,为有效地保护和改善环境,及早地掌握环境中各种有害     

渝西经济区土壤地球化学基准值与背景值及元素分布特征

基于渝西经济区多目标区域地球化学调查资料,采用正态和对数正态法,获得了土壤54种元素(指标)的地球化学基准值和背景值,并研究其分布特征;同时分析了岩石风化成土过程元素的富集贫化规律,以及表层土壤元素分布特征。结果表明,与全国土壤相比,该区重金属元素Cd、Cr、Hg、Ni基准值较高,As较低,Pb、Zn、Cu与全国值相当;多数重金属元素和植物营养元素背景值偏高,仅K、Mn、P、Cl元素背景值低于全国水平。对比土壤背景值与基准值,发现多数元素(指标)背景值与基准值相当,说明表生作用和人为活动对表层土壤影响较小;而Se、Hg、S、N等14种元素在表层土壤富集,人为输入作用显著。不同母岩区表层土壤元素(指标)分布表现为,碳酸盐岩区多数元素含量较高;就不同pH值范围而言,CaO、MgO、K2O、P以及除Hg以外的重金属元素均在碱性环境含量较高,SiO2在酸性环境含量高,较多元素(指标)在中性环境中趋于稳定。     

黄浦江中上游地区农用土壤重金属含量特征分析

以黄浦江中上游地区农用土壤为研究区域,在获取区域内729个农用表层土壤样品重金属含量数据的基础上,运用多元统计和地统计相结合的方法,对黄浦江中上游地区农用土壤重金属的含量水平、分布特征和来源进行系统分析.结果表明,黄浦江中上游地区农用土壤中Cd、Hg、As、Cr、Pb、Cu 、Zn 的平均值分别为0.163,0.144,7.54,86.3,24.9,31.4,98.8mg/kg,均低于国家土壤环境质量二级标准,但Hg、Cd、Cr、Cu 、Zn平均含量均超过上海市土壤中相应重金属元素含量背景值,其中尤以Hg显著,是对应背景值的1.44倍;以上海市土壤背景值为标准,农田土壤中Cd、Hg、As、Cr、Pb、Cu 、Zn 超标率分别为59.7%,68.2%,19.3%,67.1%,44.9%,58.4%,76.7%,表现为Zn> Hg> Cr> Cd> Cu > Pb> As.从空间分布来看,青浦、松江远郊区域农用土壤中Cd、Hg、As含量明显高于奉贤、闵行区,靠近市区的闵行Zn、Cr、Cu含量最高,各区域Pb含量差异不大;重金属来源分析表明,As、Cd、Hg元素来源主要与成土母质、农业生产活动等结构性因素有关,而Cu、Cr、Zn、Pb累积受工业生产、人民生活以及交通活动等随机性因素影响较大;Cd含量在不同农用土地利用类型间差异较大,其余元素差异不明显.     

重庆地区土壤类型与11种元素背景含量的关系

土壤中元素含量的背景值,是指土壤在无污染条件下的元素含量,所谓“无污染”,实际上是相对的,因此土壤背景也就是个相对的概念。在统计分析重庆市土壤的11种元素(Ti、Ni、Mn、Cr、Zn、Cu、Pb、B、Co、As和Hg)背景值的同时,发现元素的背景值并不仅是母岩风化淋浴残留的成份,而且是土壤形成特征的标志。各种元素都在母岩的基础上,经历特定的成土过程,留下了各种     

松辽平原土壤环境背景值区域特征及分布规律

一、前言 “松辽平原土壤环境背景值调查研究”列入国家“六五”重点攻关课题,由辽宁、吉林、黑龙江三省环境监测中心站、中国科学院林业土壤研究所、长春地理所、高能物理所等十六个单位组成协作组,对松辽平原24.6万km~2土地,采土壤剖面1025个,土壤样品3284个,进行35项元素及土壤性质的分析测试,共获得数据七万余个,提出了松辽平原土壤背景值及背景图。本文从土壤地球化学观点出发对该区土壤背景值区域特征及分布规律作一些探讨,至于详细采样布点设计,所用分析方法与质量控制以及分布类型检验方法等,请参阅“松辽平原土壤背景值调查研究”报告,此处从略。     

北京、南京地区土壤中硒和铍的分布

硒和铍是环境的重要元素.医学上已经证明,过量的硒会影响人和动物的生长,铍可以导致癌症的发生.因此,研究土壤中硒和铍的含量及其分布有重要意义.本文主要根据中国科学院土壤背景值协作组提供的数据,对北京、南京两地区土壤中硒和铍的含量水平及分布进行初步讨论.     

渤海湾海河大沽口表层沉积物中重金属的污染特点

采用U．S．EPA-3051方法测定了渤海湾海河大沽口表层沉积物中Cd、Pb、Zn、As、Cr、Mn、Ni和Cu等8种重金属元素的含量,并分析其污染水平及分布特点。结果表明,Cu和As是大沽口表层沉积物中主要的污染元素,其含量均高于渤海湾环境背景值,其它重金属元素含量与环境背景值相当,但所测元素均未超过海洋沉积物质量标准（GB18668—2002）第三类限定值。Cu的最大值65．57mg／kg出现在B10点,高于环境背景值2．5倍,Pb和Cd的含量在B6点也高于环境背景值,表明河口地区或靠近海岸的沉积物更容易受到来自陆源污染物的影响。     

个旧地区土壤中铅、砷自然背景值及含量统计初探

根据个旧地区的地理环境、气象条件及工业粉尘情况,确定个旧地区土壤中铅、砷污染模式为大气污染型。由手铅、砷污染元素呈偏态分布,故采用偏态分布中的中位数法作了铅、砷自然背景值及含量的统计。文中并介绍了监测方法,进行了结果计算,列出了铅、砷百分位数图解曲线。最后,针对统计结果对土壤中铅、砷含量作出评价。