融合污染源解析的矿区土壤重金属空间建模研究

作     者：李世杰 张晖 冯徽徽 王珍 

作者机构：自然资源部城市国土资源监测与仿真重点实验室 中南大学地球科学与信息物理学院 国家林业和草原局中南调查规划院 深圳市自然资源和不动产评估发展研究中心 

出 版 物：《中国环境科学》 (China Environmental Science)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：12[管理学] 083002[工学-环境工程] 1204[管理学-公共管理] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 120405[管理学-土地资源管理] 

基　　金：国家重点研发项目课题“产地镉砷污染区域协同防控智慧平台及智能解决方案”(批准号:2022YFD1700105) 自然资源部城市国土资源监测与仿真重点实验室开放基金(批准号:KF-2022-07-021) 湖南省自然科学基金杰出青年项目“土地-生态环境时空关系解析与优化模拟”(批准号:2024JJ2071) 

主　　题：土壤重金属 重点污染源 地理探测器 空间预测 

摘      要：获取土壤重金属污染来源、影响因素及其空间分布对土壤污染防治工作具有重要意义.本文以某典型矿区为例，结合数理统计分析以及PMF源解析等手段，定性定量识别区域重点污染源及其贡献特征.在此基础上，筛选主导环境变量和最佳空间尺度，研究构建顾及污染源空间特征和主导环境因子的矿区土壤重金属空间模型.研究结果表明，研究区的重金属污染来源包括自然源、废气排放源、废渣排放源、废水排放源和交通源，综合贡献率分别为8.40%、9.55%、1.73%、55.37%、24.99%，大气沉降（q=0.113）和土壤淋溶（q=0.097）是主要的重金属输入和输出路径.不同建模策略的土壤重金属模拟结果差异较大，综合考虑污染源空间特征与环境变量的模型预测精度最高，其次为基于主导环境因素的模型，基于污染源空间特征的模型预测效果相对较差；在建模方法上，地理加权回归克里格(GWRK)模型在不同数据聚合下展现了较高的预测精度（mRadius=0.2916）.本研究结果为扩展矿区土壤污染风险区识别的新思路提供了科学依据，强化了对土壤重金属污染影响因素与含量之间生态环境效应的认识，并为分区防治工作提供了有效的参考.