城市表层土壤重金属污染及潜在生态风险评价论文-本科论文.doc

城市表层土壤重金属污染及潜在生态风险评价青岛科技大学本科毕业设计（论文）前言土壤环境重金属污染是指人类活动将其加入到土壤中，致使土壤重金属元素含量明显高于其自然背景含量，并造成生态破坏和环境质量恶化的现象，具有隐蔽性、长期性、表聚性、不可逆性和巨大危害性的特点。一直以来,人们对土壤重金属污染的研究，予以较多关注的是农业土壤，而城市土壤重金属污染却被人们忽视。然而许多研究表明，与农村土壤相比，城市土壤中重金属元素已有不同程度的积累，从农村土壤向城市公园土壤、路边土壤及工业污染区土壤重金属含量是逐渐升高的。城市土壤中重金属含量要大于附近郊区农村土壤及农业用地土壤。近年来，随着工业化和城市化进程的加快，工业、交通、生活等所产生的大量污染物进入土壤，使得城市土壤的性质发生了变化。有毒重金属进入城市土壤环境后不能为生物降解，但能为植物吸收，并通过食物链危害人类的生命和健康。土壤重金属污染无色无味，很难被人的感觉器官察觉，一般通过植物进入食物链后，达到一定程度时表现出来。因此,城市土壤重金属污染的研究己经成为当今环境地球化学研究的重要内容，同时重金属对土壤环境污染的危害性决定了土壤环境质量评价的重要性。本文数据给出的采样点，以平方公里为间隔遍布该城市的各个区域，因此首先依据采样点制作散点图，大致了解城市区域布局，然后分离八种主要重金属元素，逐一提取每一元素在各个采样点的浓度。其次，依据采样点的坐标和海拔高度，建立空间三维坐标，分别以每个采样点的重金属元素浓度为据点值，利用空间插值法中的反距离加权插值法计算出相邻采样点间所间隔的面积中该重金属元素浓度。最后，通过对应区域的元素浓度的不同，投影得到浓度的等值线图。利用该图，直观的逐一表示各种重金属元素在全市范围内的浓度分布情况。在已知主要重金属元素在土壤表层的分布数据的条件下，分析各个区域的重金属污染程度，是关系到该土壤层所属类型和各种重金属元素累积量的问题。因此首先，针对重金属元素考虑，通过已绘出的等值线图，对应求出该元素在各个区域的分布情况，求解得到其元素的最大浓度所在区域，同理得到八种元素的在各区域的分布情况。其次，针对区域考虑，通过采样点所在区域得到的值，得到各个区域中不同元素的浓度分布情况，据此，采用内梅罗综合指数法，根据最终的指数以及相应的数据指标划分，对不同区域的污染情况作出分级评价。考虑内梅罗法的常规性和它自身的缺陷性，进一步修正模型，引入对权重有较强学习性的神经网络模型。将环境等级划分指标作为学习对象，在各等级随机学习八种元素的区分指标，完成对隐含层的权重计算，再代入数据进行污染等级划分。将基于改进神经网络模型的评价方法对比内梅罗综合评价法进行比较，并进一步完善模型。最后建立潜在生态危害指数模型，通过求解确定重金属污染系数、潜在生态危害系数、潜在生态危害指数，对城市表层土壤土壤的重金属污染进行评价，以评估重金属的污染水平和潜在生态危害程度。1.绪论1.1研究背景随着我国经济的不断发展，工业化程度不断提高，与之相伴相生的环境污染问题也越来越突出。其中，重金属造成的环境污染危害日益凸显，是当前亟待妥善解决的突出环境问题。重金属污染是指比重大于5以上的金属或其化合物所造成的环境污染，可由自然因素(如土壤、岩石风化和火山爆发等)引起，但主要是采矿、制造、污水灌溉和使用重金属制品或含金属污染物等人为因素所致。很多重金属如铅、汞、铬、镉、砷等进入大气、水、土壤，造成严重的环境污染。重金属不能被生物降解，却能在食物链的生物放大作用下，成千万倍地富集，最后进入人体。尽管有些重金属如锰、铜、锌等是生命活动必需的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等不是生命所必需的。超过一定浓度，所有金属元素对生命都是有毒的。近几年由于重金属污染的频发，给环境和人民的健康带来了严重的损害。仅发生的镉污染事件，就有2005年的广东北江韶关段镉严重超标事件，2006年的湘江湖南株洲段镉污染事故，2009年的湖南省浏阳市镉污染事件。至于其他的重金属污染事件，仅“血铅超标”事件，就已涉及陕西、安徽、河南、湖南、福建、广东、四川、湖南、江苏、山东等省。令人高兴的是国家对重金属污染综合防治已高度重视，并进行了有效部署。2011年初，《重金属污染综合防治“十二五”规划》得到国务院批复，这是我国历史上第一次把重金属污染的防治纳入国家的规划中。这也是我国第一个“十二五”专项规划。《规划》研究提出涉及铅、汞、镉、铬、砷等重金属污染防治技术标准、政策措施和管理规定，制定涉及含砷、铅、汞、铬、镉等重金属的“高污染、高环境风险”产品名录，全面排查整治重金属排污企业，优化涉重金属产业结构,完善重金属污染防治体系、事故应急体系及环境与健康风险评估体系等三大监管体系，为有效控制重金属污染奠定坚实基础。可以