（环境科学专业论文）大宝山矿区土壤重金属人为污染识别及空间模拟.pdf

河流域十壤中c u 、z n 、p b 和c d 人为污染卡要源自大宝山矿的开采活动。它们以大宝山矿为 人为污染源巾心，以横石河为纽带，沿横彳i 河河岸带向下迁移并沉积于中游下坝富坡区域。 流域内c u 、z n 、p b 和c d 的人为污染贡献率分别为2 1 0 7 、8 0 4 、1 2 5 4 和5 0 1 9 。下坝 河边采样点的i r m 获得曲线显示该处重金属污染已以一种相对稳定、持久的状态沉积于土壤 环境。此外，由s i c s - g i s 量化的土壤c u 、z n 、p b 和c d 人为污染空间分布的分形特征显示， 4 种重金属在十壤中的累积趋势为c d c u p b z n 。由采矿活动所致的演化动力为z n p b c u c d 。 对横石河流域土壤中c u 、z n 、p b 和c d 人为污染迁移富集的主要影响因素间关系的n m d s 排序结果表明，解释变量对c u 、z n 、p b 和c d 人为污染迁移与富集的影响程度为：m s l o p e e l e v a t i o n t o c a m p p h d 5 0 a n d v i 。因大宝山采矿所致的这4 种重金属之间 的相关性为：c u p b z n c d 。土壤侵蚀和含铁量较高的母质是影响来自大宝山采矿过程 中排放的c u 、z n 、p b 和c d 人为污染迁移和富集的重要环境因素之一。p b 人为污染常伴随着 c u 人为污染的迁移和富集。c d 人为污染地球化学景观受环境的影响相对较明显。距离大宝 山铁龙拦泥坝约6 k m 及17 k m 处为4 种重金属在横石河中富集的敏感区域。较之其他排序方 法，n m d s 是种棚对更适合数据呈非正态分布的环境变量的排序方法。柏f ：i 可作为一个基础 而重要的指示性参数引入更广泛的环境地球化学过程研究的理论与应用领域。 以横石河流域c u 、z n 、p b 和c d 的上壤地球化学背景值计算的i g e o 结果显示，流域内 部分l x 域z n 与c d 的人为污染达到中度，c u 和p b 的人为污染在流域内部分区域达强至极 强污染。上壤中c u 、z n 、p b 和c d 人为污染风险展布的主要特点为：人为污染风险起源于 大宝山采矿区，沿横石河河岸带向下游迁移。其中热点区域分别位于：大宝山采矿区，铁龙 拦泥坝区，f 坝及铁龙林场采彳i 场。以4 种重金属的分布而积和污染程度而言，横石河流域 c u 的人为污染程度 是严重，z n 的人为污染程度最轻微。相对于p b 。c d 中度人为污染的面积 相对较广，而p b 中强度人为污染面积相对较广。 以国家土壤质量g r a d e i i 限值( p h p b z n 。w h i l ee f f e c to fd y n a m i c p r o c e s s e sf r o mm i n i n ga c t i v i t i e sw a sz n p b c u c db yf r a c t a la n a l y s i s t h er e s u l t so ft h en m d sm e t h o di n d i c a t e dt h a tt h ei n f l u e n c eo fi n t e r p r e tv a r i a b l e so nt h e t r a n s p o r t a t i o na n dd e p o s i t i o no f m e t a l sc u 、z n 、p ba n dc d i ns o i l sw a s 柏f s l o p e e l e v a t i o n t o c a m p p h d 5 0 a n d v i r e l e v a n c e o f t h ef o u rm e t a l sf r o mt h ed a b a om i n ew a sc u p b z n c d s o i le r o s i o na n dp a r e n tm a t e r i a lb e a r i n gi r o nc o n t e n tw e r et h et w oi m p o r t a n t f a c t o r st oc o n t r o lt h et r a n s p o r t a t i o na n dd e p o s i t i o no fm e t a l sc u 、z n 、p ba n dc ai ns o i l s a n t h r o p o g e n i cp o l l u t i o no fc uw a su s u a l l yc o u p l e dw i t hp b g e o c h e m i c a ll a n d s c a p eo fc df r o m h u m a na c t i v i t i e sw a sr e l a t i v e l yo b v i o u s l yi n f l u e n c e db yt h ee n v i r o n m e n t a lf a c t o r s d e p o s i t i o n h o t p o t so f m e t a l sc u 、z n 、p ba n dc ds t a n d e da ta p p r o x i m a t e l y6 k ma n d1 7 k mf r o mt h et i e l o n g t a i l i n g sf r o mt h ed a b a o s h a nm i n e c o m p a r e dw i t ho t h e rr a n km e t h o d s ，n m d sw a sm o r es u i t a b l e t or a n kt h ee n v i r o n m e n t a lv a r i a b l e sw i t ha b n o r m a ld i s t r i b u t i o n 柏fc o u l db ev i e w e da s a n f u n d a m e n t a la n di m p o r t a n tp r o x yf o ra p p l y i n gt h ee x t e n s i v ee n v i r o n m e n t a lg e o c h e m i c a lp r o b l e m b a s e do nt h es o i lg e o c h e m i c a lb a c k g r o u n do fm e t a l sc u 、z n 、p ba n dc d ，t h er e s u l t so fi g e o s u g g e s t e dt h a ta n t h r o p o g e n i cp o l l u t i o no fz na n dc dw e r em o d e r a t el e v e l ，w h i l et h a to fc ua n dp b v r e a c h e ds t r o n go re x t r e m e l ys t r o n gl e v e l r e g i o n sa s s o c i a t e dw i t hh i g hr i s kf r o mm i n i n ga c t i v i t i e s w e r el o c a t e da tt h ed a b a o s h a nm i n e , t h et i e l o n gt a i l i n g s ，x i a b a , t h eq u a r r yo ft h et j e l o n ga n d s h a x it o w n a c c o u n t i n gf o rt h er i s ka r e aa n dl e v e lo fa n t h r o p o g e n i cp o l l u t i o n ，t h er i s k l e v e lo f a n t h r o p o g e n i cp o l l u t i o no fc uw a sr e l a t i v e l ys e r i o u sa n dt h er i s ka r e aa n t h r o p o g e n i cp o l l u t i o no f c dw a sr e l a t i v e l yw i d e b a s e do nt h ec h i n e s ee n v i r o n m e n t a lq u a l i t ys t a n d a r df o rs o i l s ( g 815 6 18 - 19 9 5 ) ( e q s s ) t h e r e s u l t so fp l ia n dp l lmi n d i c a t e dt h a tr e g i o n sw i t ht h ee x t r e m e l ys t r o n gr i s ko ft h ec o m p o u n d p o l l u t i o no ft h ef o u r m e t a l si ns o i l sw e r el o c a t e da tt h ed a b a o s h a nm i n e ，t h er i p a r i a nr e g i o no f t h e h e n g s h ir i v e r f r o mt h et i e l o n gt a i l i n g st ot h ex i a b a - m p 0z o n e ，s h a x it o w na n da l o n gt h er o a do f t h et i e l o n g t h ep l lm o ft h ew h o l ew a t e r s h e dw a sm o d e r a t el e v e la n di t sv a l u ew a s1 0 1 t h e p l i so fh o t s p o t sw e r e1 0t i m e sh i g h e rt h a nt h ep l i 。o ft h ew h o l ew a t e r s h e d i ts u g g e s t e dt h a t m i n i n ga c t i v i t i e sh a v es e r i o u si n f l u e n c e do nt h ee n v i r o n m e n to fh o t s p o t s t h o s er e g i o n sw i t h c o n d i t i o n a lp r o b a b i l i t yv a l u e so v e r0 8 0a n da p p r o x i m a t e l yo 5 0m a yb eh i e r a r c h i c a lm a n a g e d t h ef u n c t i o n so fb r o w s i n ga n di n q u i r i n gc o u l db ep r o v i d e db et h ei n f o r m a t i o ns y s t e mb a s e do n w e b g l s s u p e r m a pi s n e ts e v e r e da st h es e c o n d a r yp l a t f o r mf o rd e v e l o p i n gt h ei n f o r m a t i o n s y s t e mo fh e a v ym e t a l si ns o i l sf r o mt h eh e n g s h ir i v e rw a t e r s h e d i tw a sc h a r a c t e r i z e db yq u i c k s p e e do ft h ed e v e l o p m e n ta n dc o s t - e f f e c t i v e v r m l ( v i r t u a lr e a l i t ym o d e l i n gl a n g u a g e ) w a s u s e da st op r o d u c et h e3 di m a g e sw i t hr e l a t i v es t r o n gc o m p a t i b i l i t y d y n a m i c a lw e bp a g eb a s e d o na s p n e t 2w a ss t e a d ya n de f f i c i e n t h o w e v e r t h i ss y s t e ms h o u l db ei m p r o v e da n dd e v e l o p e df o r t h ei n t e g r a t i n gd a t ar e s o u r c e sa n dt h ef u n c t i o n a lm o d u l e s m o r e o v e r t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h em e t h o d si n t e g r a t i n gn o n p a r a m e t e rg c o s t a t i s t i c s ，g i sa n d n o n l i n e a rs c i e n c ew i t hm u l t i s o u r c ed a t aw e r ea p p l i e di nt h ea n a l y s i so fs p a t i a lp r o c e s s ，w h i c h w e r ea t t r i b u t e dt oi m p r o v et h es i m u l a t e da c c u r a c yo fe n v i r o n m e n t a lp r o b l e ma n dt od e c r e a s et h e u n c e r t a i n t yo f t h es i m u l a t e ds p a t i a lp r o c e s sa n dd e c i s i o n - m a k i n g i tc o u l db es i g n i f i c a n tt op r o v i d e am e t h o d o l o g yw i t hm u l t i s c a l e ，- p a r a m e t e ra n d - d i s c i p l i n a r yt os t u d yp a t t e r n ，p r o c e s sa n d c o u p l e dw i t hc h a r a c t e r i s t i c so fr e g i o n a le n v i r o n m e n t a lp r o b l e m s k e y w o r d s ：w a t e r s h e do fs o i lg e o c h e m i s t r y ；a n t h r o p o g e n i c c o n t a m i n a t i o no fh e a v ym e t a l ； e n v i r o n m e n t a lm a g n e t i s m ；s e q u e n t i a ls i m u l a t i o n ；e x p l o r a t o r yd a t aa n a l y s i s ；w e b g i s 论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究作出重要贡献 的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律 结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期：烈。年d 6 月o1 日 导师签名： 学位论文使用授权声明 本人完全了解巾山人学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交沦文的电了版和纸质版，有权将学 位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查 阅，有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其 他方法保存学位论文。 导师签名： 日期：瑚年厂月日 1 1 流域环境地球化学 1 1 1 环境地球化学 第1 章绪言 土壤与水、大气、生物共同构成完整的地表自然环境，并通过与其他圈层间 的物质交换来影响生态系统的格局与过程，进而影响人类生存环境。因此，土壤 圈与其他圈层的物质交换与循环，以及圈层中及各圈层间生物地球化学过程的研 究对认识人类生存环境变化、实施环境安全调控具有重要意义【。 环境地球化学由地球化学与环境科学交叉衍生而来，是地球化学的- - t 鼋要 的分支学科【2 】。它主要研究人类赖以生存的生命圈层中元素的组成、作用、转化、 分布、迁移、演化及其与人类相互关系的科学。并不断与地学、生态学、土壤学、 环境地球物理学、应用化学等学科交叉融合，使之日益成为地球化学领域极具生 命力的学科之一。由于环境变化对人类牛存的巨大影响及顺应学科自身发展和社 会经济发展的需求，环境地球化学的研究领域已由单纯研究环境与人体健康( z - 要是地方病) 之间的关系拓展至流域( 区域) 环境污染、流域( 区域) 可持续发 展规划战略、环境地球化学系统动力学及全球环境变化等崭新的领域，成为环境 污染与控制领域的重要研究方向之一。 人为环境地球化学过程被认为是导致全球环境变化的主要驱动冈素之一。高 强度的人类活动所产生的各种废弃物，通过自身或携带物的迁移进入大气、水体 和土壤，从而影响区域至全球尺度上的环境地球化学循环过程。土壤系统、流域 乃至近海空问异质性增加以及自然与人文的物质循环过程相互交织，导致不同尺 度下环境污染所呈现的高度复杂特征对人类生存环境和生态系统健康影响的风 险机理差异显著。这种现象尤其f 、显于中、小尺度的环境问题。而探明元素环境 地球化学过程、演化及其控制因子是深刻理解流域( 区域) 环境污染导致各类生 态系统退化与修复的关键。复杂的地表环境过程及其资源、环境、牛态问题的研 究亟待系统性和整体性的研究理念，这将促进相邻学科之间理论与方法的交融、 渗透和移植，多尺度、多参数、多方法的环境地球化学过程、机制、耦合特征与 4 建模将成为研究中、小尺度环境问题的重要途径3 1 。 1 1 2 环境地球化学循环与流域生态系统过程 人类活动已成为影响地表各圈层中元素迁移与循环的强大营力。这一过程所 产生的化学物质主要以水循环、土壤循环、大气循环等方式参与环境地球化学循 环。无论人为活动产生的物质以何种方式进入环境中，都必然通过空气、水、沉 积物、土壤进行循环并不断在生物作用下迁移、转化、富集于食物链系统t 4 1 。 流域是指由地形确定的河流某一排泄断面以上的积水面积的总称，包括流域 边界、河川径流、土壤与母质基岩、动植物、微生物以及人类社会经济成分【5 ，6 】。 它是一个有边界线的水文单元，同时也是一个相对封闭的生态系统单元和资源 社会经济的综合管理单元。流域生态系统过程是指流域系统中非生物、生物及 人类社会经济的功能过程，包括水循环、能量流、养分循环、碳循环在内的生物、 物理和地球化学过利7 1 。首先，碳循环和养分循环相互作用。除了光照和土壤水 分之外，养分是影响生态系统光合作用、初级生产力和碳循环的主要因子之一。 碳元素是生命组织的重要组成部分。碳循环与碳平衡是环境生物地球化学的中心 议题【s j 。虽然很少以流域为单元来计算碳平衡，这可能与碳循环的特性有关，并 且流域上空无物理边界，很难通过这种“空气流域”来实际地确定其横向流动通 量。但是，碳在陆地表面运移是由土壤流失、径流等水文过程实现的，因此以碳 为主的土壤有机质对土壤水文过程具有重要影响。其次，水循环是养分循环的基 础并控制着养分循环的速率。同时，水循环在整个环境地球化学循环中起着重要 的联结作用，任何过程与水循环的联系出了问题，将会通过水的纽带作用扩散至 其他过程。例如，当工业污染使水质恶化后会进一步影响饮水、水生生物、水 生柄息地、河流形态、河道导流能力、水灾及人体健康等等。 因此，流域中的环境地球化学循环不仅是了解流域牛态系统营养、牛产力状 况的基础工作，更是对了解水、土壤和空气污染来源、形成过程与动力学机制具 有重要意义。 1 1 3 人为干扰与流域生态系统过程 干扰是指在时问序列上一个中断系统与生物群落，并改变资源与物理环境的 5 间断事件t 9 1 。即，相对于一个生态系统漫长发展过程而言，干扰持续时间很短， 并且只有那些能明显改变系统的生物及非生物事件才能称之为干扰。一般将干扰 分为自然干扰与人为干扰。环境变化主要来自人为干扰的影响，一般指人们为了 满足对自然资源的需求和利用而对自然系统做出的改变，例如采矿、道路修建、 永资源不合理使用及排污、森林采伐等。人为干扰随着人口的不断增加和工业化 进程的不断推进而口益增强。大量的污染物通过水体或大气等载体进入并污染自 然生态系统。这些污染物不仅对许多生物造成严重破坏，同时威胁人体健康。当 人为干扰的影响超过生态过程的安全阈值后，一系列环境、生态过程将会发生统 计学上的明显变化。例如，在采矿活动中，剥离地表覆被物的土地利用方式及其 环境污染行为，不仅影响土壤下渗能力、水土保持能力、土壤理化特性以及植被 生物量等，还将严重影响流域生态系统的水量平衡，改变流域总蒸散发、河流径 流的水量和水质以及地下水水质，从而破坏整个流域的功能。因此，了解人为干 扰对流域的影响，需要把这种干扰作为一个系统来研究。 1 1 4 流域人为环境地球化学过程 地球上天然流域已不多见。越来越多的流域或多或少受到人类活动的干扰影 响，长距离沙尘和污染物的沉降甚至使渺无人烟的极地也难幸免。可见，强烈的 人类活动已直接干扰到地球上任何角落的流域水循环过程及其相关的环境地球 化学过程，从而影响到整个流域直至海岸带生态系统过程。当人为活动所产生的 物质以水循环、土壤循环、大气循环等方式进入环境中影响各循环的平衡并在食 物链的系统中迁移，打破生态平衡，直接或间接地威胁人体健康、生物资源及环 境安全时被称为污染物【4 】f 9 】。 当污染物进入流域生态系统后，主要由三个途径实现其循环与迁移：( 1 ) 污 染物由水进入土壤，或直接进入土壤，再被植物或陆地牛物吸收进入牛物体；( 2 ) 污染物排入水体被水生生物吸收，或由微生物作用后被水生生物吸收，经过食物 链富集。死亡的生物残体被微生物分解后，污染物义重新返1 日l 环境中；( 3 ) 烟尘、 废气等排入大气后直接被生物吸收，或经干、湿沉降进入地表ji ：壤或水体。其中， 有的进入物质循环，如重金属等；有的在生物化学、微生物及物理作用后逐步分 解为无毒性物质；有的化学性质较稳定需要经过较长时问才能被降解，如多氯联 6 苯，有机氯农药；有的则很快被分解和转化，如有机磷农药、酚、氰化物等。上 述的环境地球化学过程与自然系统中物质循环相似，只是人类活动在污染物的产 生、迁移和富集中起了重要作用【4 l 。并且，很多非自然来源的污染物具有毒性。 那些没有被降解而又被生物所吸收、富集的有毒物质，通过食物链传递至人体而 影响人类健康。而污染物与天然元素的环境地球化学过程的主要区别表现在两个 方面：一是不完全的环境地球化学循环；二是在降解前，这些污染物将会给各生 态系统带来巨大的影响。污染物以十分复杂的环境地球化学形式在环境巾运动， 并不同程度的影响着人类生态系统，研究环境污染的地球化学过程、动力学机制 与建模对人类赖以生存的生态系统健康的保障及全球变化问题均具有深远的意 义。 1 2 土壤人为环境地球化学 1 2 1 概述 土壤圈位于地球大气圈、水圈、生物圈和岩石圈的界面，是这些圈层共同作 用的产物。在地表环境巾，土壤是控制环境地球化学循环和生念系统演化以及人 类生存环境变化的关键界面【引。2 0 世纪初，随着土壤学的发展，许多研究者从土 壤发生学的角度，应用地球化学原理开展了土壤元素的迁移、富集及与成土因素 相互关系的研究，在土壤学和地球化学的交叉研究中孕育了土壤地球化学。之后， 在研究土壤中污染物的环境地球化学过程中了解到污染物对环境、生态所引发的 明显的负效应。伴随着环境生态学研究的深入，土壤人为环境地球化学逐渐成为 土壤地球化学非常重要的研究方向之一【4 】【1 0 】。这不仅丰富了土壤地球化学的研究 内容，也响应了社会、经济和人类健康可持续发展的紧迫需求。 日益频繁、强烈的人为活动已造成重点工业、经济区域和流域点、线、面源 污染共存，各类污染叠加，新旧污染交错而凸显土壤中污染物的环境地球化学过 程的复杂特征，例如空间表征属性复杂、形成压力属性复杂、污染源属性复杂及 污染效应表征属性复杂等。其中，流域既是人口、资源、经济的聚集体，也是土 地利用覆被变化而引发的环境恶化、生态退化等问题的集中区。污染物以河流 为纽带在不同介质问迁移，并将影响延伸至周边环境乃至海岸地区，使得流域土 壤环境污染问题日益明显。在环境地球化学、生态学、环境科学与工程、环境磁 7 学、土壤学、信息科学等理论、方法和技术的融合下，这一环境问题正在向土壤 污染控制、污染场地修复技术以及污染物环境风险综合调控等基础理论与应片j 方 向纵深发展。 1 2 2 土壤人为环境地球化学过程的影响因素 影响土壤中元素的分散、迁移、富集与转化的因素极其复杂，主要归结为内 因和外因。一般内因涉及化学元素的性质和地球化学行为，外因则包括各种成土 因素，介质的环境条件及土地利用覆被方式等【1 】【4 】。在此主要讨论外因对土壤人 为环境地球化学过程的影响。 1 2 2 1 成土因素 成土因素主要包括母质、生物、气候、地形、地下水、成土过程等。其中， 母质是土壤的物质基础，也是土壤中化学元素的自然来源。不同母质具有不同的 化学组成。土壤中微量元素对母质具有继承性，母质对砂岩上发育的土壤和风砂 土中微量元素含量的影响较为突出，但在任何条件下的风化成土过程并不能明显 地改变该类：i ：壤中微量元素的含量。生物通过对元素的选择吸收和分解作用，使 土壤内部及土壤与环境间进行物质和能量的交换，从而影响土壤化学元素的迁移 和转化。不同植物富集元素的能力不同，例如石竹科植物富集铜，豆科植物富集 钙、镁，盐土植物富集钠和氯等。植物死亡后，残体又将这些元素分解、释放并 富集于土壤。不同植被下因所形成的土壤腐殖质的组成和性质差异而影响元素的 迁移和富集。同时，土壤微生物和动物在分解有机质和元素的形态转化过程中也 将影响元素存在的形态、迁移和累积。土壤地带性分布主要受气候条件影响。气 候条件对：j 二壤水分状况、粘土矿物类型、植被类型、有机质组成、矿物分解等的 影响直接或间接的影响元素的迁移和累积。地形对物质和能量起着再分配的作 用。通过影响水分和热量的循环，决定着地下水对土壤中冗素的沉淀和富集。此 外，矿质化过程使元素分散或形成无机物而迁移，而有机质化过程则使元素相对 富集。 1 2 2 2 土壤性质 影响元素迁移和富集的土壤化学环境主要包括p h 值、e h 值、土壤仃机质、 8 土壤质地、土壤中氧化铁含量等。元素迁移首先取决于p h 值和e h 值。p h 值影响 土壤矿物质的风化强度、土壤微生物活性、有机质转化等。p h 值较低时，金属 的溶解度和迁移能力渐强，当p h 值升高时，许多金属元素沉淀下来。氧化还原 电位一般影响变价元素如铁、锰、铜、硫、砷、钼等的活动性。氧化条件下，变 价元素形成高价态在土壤中累积，还原条件下，则形成易于迁移的低价态。硫的 性质与之相反。土壤有机质对元素的迁移和富集影响较大，尤其是二七壤腐殖质与 铁、锰、铝、镍、铜等的地球化学行为关系密切。其中含有的富里酸能与许多阳 离子结合形成可溶性的化合物而迁移、淋洗出土壤。土壤质地是影响土壤中元素 迁移的重要因素。在我国，一般土壤 采用放射性元素7 ) b e ，( 4 0 ) i ( ，0 3 7 ) c s ( 2 1 0 ) p b ，( 2 2 6 慷a ， 2 h ，( 2 3 5 ) u ，( 2 3 s ) u 以确定放射性核素铀及多种重金属元素在南塞尔维亚j ：壤环 境中的污染状况【3 7 1 。刘敬勇与常向阳( 2 0 0 9 年) 采用p b 同位素示踪调查了广东 云浮硫酸厂含t l 黄铁矿冶炼堆渣场周围土壤中t l 的污染状况及迁移特型3 钔。 r o d r i g u e zl ( 2 0 0 9 年) 采用修正b c r 提取法调查了西班牙某一p b - z n 矿尾 矿附近土壤中p b 、z n 、c d 与c u 的污染特征【3 9 】。卢瑛等( 2 0 0 3 年) 、周建民等 ( 2 0 0 7 年) 及李小虎等( 2 0 0 8 年) 分别调查了南京市不同城k 表土中f e 、m n 、 c r 、n i 、c o 、 v 、c u 、z n 、p b 含量与化学形态分以特征，广东人宝山多会属矿 区附近土壤沉积物中c u 、z n 、a s 、c d 、p b 含量与化学形态的污染特征，以及 甘肃省金昌市周围农田土壤、废渣堆表层风化物、尾矿坝尾矿砂等的c r 、c u 、 n i 、p b 、z n 含量及其化学形态特征 4 0 - 4 2 。杨元根等( 2 0 0 4 年) 结合重金属化学 形态分析与p b 、s 同位素示踪以判断某废弃炼锌厂附近土壤和沉积物中p b 、z n 及 c d 的来源【4 3 1 。 s i m e o n o vv 等( 2 0 0 5 年) 与王学松等( 2 0 0 6 年) 采用多变量分析的方法识 别了表土中重金属污染源 4 4 , 4 5 i 。f a c c h i n e l l ia ( 2 0 0 1 年) 结合主成分分析( p r i n c i p a l c o m p o n e n ta n a l y s i s ) 、聚类分析( c l u s t e ra n a l y s i s ) 及克里格空问插值法以判断 意大利西北部p i e m o n t e 省土壤重金属( c r 、c o 、n i 、c u 、z n 、p b ) 的人为污染 源1 4 6 1 。l a d ol r 等( 2 0 0 8 年) 结合p c a 与克里格空间插值方法，使用f o r e g s 地球化学数据库e 8 种主要重金属( a s 、c d 、c r 、c u 、h g 、n i 、p b 、z n ) 的1 5 8 8 个样点，获取了欧洲2 6 个国家土壤重金属污染分区管理的优先元素种类及其空间 分布f 4 7 l 。 l i ny p 等( 2 0 0 1 年) 、j u a n gk w 等( 2 0 0 4 年) 和f r a n c oc 等( 2 0 0 6 年) 分 别运用序贯高斯模拟、序贯指示模拟与直接序贯法，随机模拟了台湾彰化县、新 竹市以及西班牙南部g u a d i a m a r ；? 可岸土壤重金属污染的空间特征 4 8 - 5 0 】。 h a n e s c hm 等( 2 0 01 年) 以磁化率示踪重金属污染，并结合模糊c 均值聚 1 4 类分析与非线性映射的方法识别奥地利s t y r i a 省表土的重金属污染源p 。 p e t r o v s k s e 等( 2 0 0 1 年) 与l e c o a n e th 等( 2 0 0 3 年) 通过多磁学参数特征及在土 壤剖面的分布特征分别追溯了奥地$ 1 j p r a g u e 西南部及法国南部b e r r e f o s 盆地重 金属污染源及其类型 5 2 , 5 3 。胡雪峰等( 2 0 0 7 年) 在上海宝山运用多磁学参数定 量的探讨了表土中重金属污染的磁学特征【5 4 1 。 j o r d a n o v an 等( 2 0 0 8 年) 与卢升高等( 2 0 0 8 年) 利用多磁学参数及磁颗粒 微观形貌特征，分别在保加利亚及中国东部判断了重金属污染源及其类型【5 5 , 5 6 l 。 此外，也有利用高光谱遥感影像中的由空气中电导性而增强的电磁数据来监 测、识别尾矿库a m d 渗漏路径及尾矿库表面矿物组分【5 丌。 以上研究基本是从环境地球化学过程的某一方面或是仅以矿区为研究对象， 缺乏对其过程的整体性讨论。例如，以行政区划或矿区为研究对象，会割裂元