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.      

土壤背景值的布点和数值检验

土壤背景值可以看成是自然成土过程中土壤固有的化学特征,也有人称之为土壤地球化学背景值,土壤背景值工作之所以日益受到产业及科研等部门的重视,概括起来有以下几方面的原因:(1)积累环境要素的基本数据、资料;(2)有利于环境生态的研究;(3)为开展区域环境质量评价提供参数;(4)便于探索地方病的环境病因;(5)丰富并充实土壤科学的研究内容;(6)直接为矿业等部门服务。 本文是在总结中国科学院土壤背景值协作组近几年来工作经验的基础上完成的。     

义马矿区土壤环境背景值调查及土壤环境质量评价

通过对义马矿区成土过程相同的义马，陕渑煤田近４００ｋｍ＾２面积土壤中Ａｓ，Ｃｒ，Ｈｇ，Ｐｂ，Ｃｄ和Ｆ六种元素含量分析，采用数理统计的方法进行数据处理，科学地表达出土壤中这些元素的自然背景值，并对矿区土壤背景与其它区进行了比较，本文还利用土壤背景值对土壤环境质量评价方法进行探讨，提出新的分级标准，并对矿区土壤环境质量进行了评价。     

基于地统计学土壤重金属背景值研究及评价

该文以广东省东部某县级区域作为研究区,选取远离人类活动影响的"自然土壤"采集土壤样品,利用地统计方法对"自然土壤"6种重金属元素进行分析,剔除异常值,确定研究区域内土壤重金属背景值,基于该背景值对区域内农业土壤包括水田和其他农用地重金属累积进行研究,并开展生态风险评价。研究表明:(1)受成土母质影响,研究区Cd、Pb、Cu重金属元素背景值高于广东省背景值,Cr元素背景值低于广东省背景值,As、Hg背景值与广东省背景值接近。(2)不同耕作方式下,不同重金属土壤累积程度有些许差异,Pb、Cu、Cr元素水田与其他农用地的累积程度相似,Hg元素在水田土壤中富集程度稍高于其他农业用地,Cd、As元素在其他农业用地的富集程度高于水田用地。(3)所有样本点Pb、As、Cu、Hg重金属元素均为轻微风险,仅有少数样本点Cd和Cr存在中等风险及以上级别,不同土地利用类型之间稍有差异。重新确定研究区背景值可为该流域土壤环境研究提供参考,同时也为其他区域土壤背景值的确定提供方法参考。     

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.     

中国农田土壤重金属富集状况及其空间分布研究

在统计有关我国农田土壤重金属相关文献数据的基础上,探讨了我国农田土壤重金属Pb、Cd、Cu、Zn和Cr的空间富集现状.收集到有关土壤Pb、Cd、Cu、Zn和Cr含量的研究分别为173、138、156、139、140个.首先剔除异常值,然后利用剩余样本进行克里金插值,并统计各省地区重金属含量平均值.结果表明我国重金属空间分布具有明显的区域特征,西南地区土壤重金属含量较高,其他地区相对较低;与分省的土壤背景值相比较,农田土壤Pb和Cd的含量明显高于背景值.土壤Pb在云南省超出背景值最高,为背景值的1.91倍;Cd在辽宁省超出背景值最高,为23.02倍;Zn在云南省富集最为严重,是背景值的1.55倍,Cu最高的是广东省,达到背景值的2.92倍.     

福建省土壤环境背景值研究

本研究采用网格和系统分层法,在全省范围内布没123个典型剖面,获得福建省61种元素土壤环境背景值。结果发现,福建省15种稀土元素土壤背景值高于全国土壤背景值。与全国若干元素土壤背景值比较,福建省亲硫元素、亲铁元素背景值较高。福建省土壤中硒、钼元素背景值分别为0.55、5.14mg/kg,相当于全国水平的2.5倍和4.3倍。文中还探讨了影响福建省土壤环境背景值的主要因素,提出福建省土壤资源合理开发利用建议。     

梅花山自然保护区土壤环境背景值研究

通过对闽西梅花山自然保护区土壤背景值的调查研究，得出了梅花山自然保护区土壤背景值，并对其主要的影响因素进行了讨论。     

福建省海岸带土壤环境背景值研究及其应用

本文采用《福建省土壤环境背景值研究》课题的有关资料，研究福建省海岸带土壤主要元素背景值，讨论其主要影响因素，并应用来对福建省海岸带陆地土壤质量进行评价。     

广西西江流域土壤重金属背景值再研究

为深入探究广西西江流域土壤重金属背景值状况,在大规模系统采样的基础上,从2864件土壤样品中筛选出处于自然状态下的土壤样品.通过计算不同均值并分析比较后重新提出广西西江流域土壤重金属背景值.研究结果表明,西江流域各土壤重金属背景值为(mg·kg~(-1)):As17.04、Sb 5.08、Cd 0.56、Pb 50.72、Cu 20.79、Ni 26.47、Zn 67.34、Cr 82.66.与以前研究结果相比,本研究新提出的As、Cu、Ni、Zn、Cr背景值略有差异,差异在5%以内,而Cd、Pb背景值则分别为《土壤背景值研究方法及广西土壤背景值》研究结果的4.2、2.5倍,Sb则是全国土壤背景值的4.8倍.偏高的主要原因是西江流域上游地区的南丹县、金城江、环江县、都安县、大化县、宜州市处于地球化学异常区,该区域Cd、Pb、Sb含量十分异常,使得土壤中重金属含量整体偏高.重新提出的背景值可为该流域土壤环境研究提供参考,同时为制定土壤环境质量标准提供重要依据.     

重庆地区土壤中砷的环境背景值分布特征

重庆地区各类土壤中砷的环境背景值已经测得。从测出的数据来研究砷在土壤中的分布特征,对农业生产和环境保护来说都是大有意义的。截今国内外已有不少的科学工作者对土壤中微量元素的分布都作过大量研究,取得了较好的效果。本文就我们测得的102个砷数据,按土壤类型、剖面的不同深度进行排队,看看它们是否存在有规律的变     

基于源导向的农用地土壤重金属健康风险评估及优先控制因子分析

以重庆市农产品主产区为研究对象,运用正定矩阵因子分解（PMF）受体模型对土壤重金属进行源解析,运用蒙特卡罗模拟的健康风险评估（HRA）模型,探析土壤重金属对人体的健康风险,并将PMF受体模型和HRA模型结合,探讨不同污染源影响下的土壤健康风险,确定优先管控要素.结果表明,研究区土壤Cd均值含量远高于背景值,Cr均值含量低于背景值,As、 Pb、 Cu、Ni和Zn均值含量与背景值基本持平.PMF受体模型源解析结果表明,研究区土壤受自然源、工业源和农业源影响,贡献率分别为35%、 24%和41%.HRA模型评估结果表明,研究区土壤重金属对儿童和成人存在可耐受致癌健康风险（1.00E-6 相似文献   

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。     

城市土壤重金属的时空变化特征对土壤重金属背景值确定的启示：以北京市为例

城市土壤中各种重金属的含量受人为活动的强烈影响,且城市建成区和非建成区人口密度和人类活动等差异显著.因此,城市土壤背景值的确定可能不同于非城市土壤,但目前相关研究短缺.为此,本研究选取北京市土壤中砷、镉、铬、铜、汞、镍、铅和锌等重金属为重点研究对象,研究近30年来北京市建成区和非建成区表层（0～20 cm）土壤重金属的时空变化规律及影响因素.结果表明,除受人为活动影响外,表层土壤中重金属含量与土壤理化性质相关,粒径较小、有机碳含量和阳离子交换量较高的土壤重金属含量较高.2019年北京市建成区表层土壤中铜和汞含量显著高于非建成区（p<0.05）.近10年来,北京市建成区表层土壤重金属含量呈下降趋势;但近30年来,非建成区表层土壤重金属含量呈上升趋势.尽管采样点都远离了明显的污染源,但建成区和非建成区表层土壤重金属的时空分布存在明显差异,因此,需要分别研究建成区和非建成区的土壤背景值,在建成区远离明显污染源采样点所获得的重金属元素含量可以作为建成区土壤的背景值,用于评价城市建成区土壤是否受工厂、企业、加油站和交通等明显污染源的影响.研究结果为获取城市建成区土壤重金属背景值提供了方法参...     

区域土壤背景重金属Cd环境容量分析与预测

文章通过对研究区域原“十一五”期间土壤背景值调查的监测点位进行复采复测,测定监测点位表层土壤重金属含量;根据区域土壤背景值、风险筛选值及重金属Cd的监测结果,分别计算区域表层土壤重金属Cd平均年静态环境容量和平均年动态容量;以监测结果获得年（2019年）为起始观察年,分析区域表层土壤重金属Cd环境容量随时间变化趋势,并对2030年、2040年、2050年区域表层土壤重金属Cd的累积残留情况进行预测。结果表明：研究区域监测点位表层土壤重金属Cd的含量范围为0.05～8.97 mg/kg,平均值为0.29 mg/kg,约16.8%监测点位超出风险筛选值;研究区域监测点位表层土壤重金属Cd静态总环境容量和现存总环境容量分别约为0.349 kg/hm2和0.185 kg/hm2,约58.7%监测点位属高容量区,基本未受污染;2030年、2040年、2050年研究区域土壤重金属Cd的预测残留量平均值分别约为0.363、0.401、0.424 mg/kg。研究区域表层土壤环境质量整体良好,但仍然有一定比例的监测点位属于低容量区,已经受到一定程度的外源污染输入影响,需通过加强外源污染输入防治措施,逐...     

中国土壤环境背景值研究

本文报告了中国土壤61种元素的背景值以及某些元素在全国的分布特征和变化趋势.简要介绍了中国土壤背景值图集.讨论了土壤背景值在制定土壤环境质量标准、研究人体健康和农业方面的应用实例.     

北京市土壤重金属含量背景值的系统研究

在大规模、系统取样布点的基础上,从803个土壤样品中选出其中120个的"清洁"土壤样品,分析统计后提出了北京市土壤重金属的背景值.研究结果表明,北京市土壤As含量的背景值为7.09 mg/kg、Cd为0.119 mg/kg、Cr为29.8 mg/kg、Cu为18.7 mg/kg、Ni为26.8 mg/kg、Pb为24.6 mg/kg、Zn为57.5 mg/kg.与以前研究中所提出的背景值相比,本研究新提出的土壤Cd背景值提高125%,Pb和Ni的背景值没有明显的差异,但是As、Cr、Cu、Zn的土壤背景值则降低19%～55%.     

西藏南迦巴瓦峰地区土壤环境背景值研究

中国科学院登山科学考察队于1983—1984年对西藏南迦巴瓦峰地区进行了多学科的考察和样品的采集工作.本文所述工作为其中的土壤环境背景值研究部分.经实地垂直和水平布点采样并经实验室测定,得到南迦巴瓦峰地区不同土类中20种元素的含量、主要土类的物理化学组成及其与母质的关系,并探讨了各元素的地球化学性质.结果表明,南峰地区表土中各元素含量普遍高于底土,利用统计学方法确定了该区土壤元素含量背景值.     

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。     

贵阳市土壤地球化学背景与生态环境分析

通过1∶250 000多目标区域地球化学调查,获得了贵阳市及邻区表、深层土壤中54项化学指标的地球化学背景值、基准值等参数。研究区总体土壤环境呈中偏酸性,对生态环境影响较大。土壤化学物质组成丰富,地球化学背景分布不均匀。除活动性强的化学组分对成土母质有分异外,多数化学组分对成土母质继承性显著。表层土壤有机碳、全碳、硫、氮、硒、氟和汞、镉、砷等的地球化学背景值显著高于深层土壤和我国其它城市地球化学基准值。前者适宜发展生态富硒特色农业,后者表明土壤环境安全形势严峻。土壤地球化学背景为生态环境评价和其它相关学科研究提供了科学基础,由此提出生态环境保护和利用建议。