翁炳霖

摘 要：隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，農(nóng)田污染問(wèn)題也日漸加劇?；谶@種情況，本文對(duì)農(nóng)田土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了分析，并對(duì)其空間估值方法展開(kāi)了研究，以期為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田土壤；重金屬污染；監(jiān)測(cè)技術(shù)；空間估值方法

中圖分類號(hào)：X833 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170133031

農(nóng)田土壤為各種糧食作物提供了基本生長(zhǎng)環(huán)境，一旦受到污染就會(huì)直接威脅到人們的身體健康。但就目前來(lái)看，農(nóng)田土壤已經(jīng)遭受了鉛、汞、鎘等重金屬元素的污染。而這些污染物具有毒性大、難降解和易積累的特點(diǎn)，還會(huì)伴隨作物被人體吸收。加強(qiáng)農(nóng)田土壤重金屬污染的監(jiān)測(cè)，并對(duì)污染進(jìn)行空間估值，則能夠更好的進(jìn)行農(nóng)田土壤污染的監(jiān)管，進(jìn)而為人們的生產(chǎn)、生活提供更多安全保障。

1 農(nóng)田土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)技術(shù)分析

1.1 實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)技術(shù)

在農(nóng)田土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)方面，實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)為傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)，包含原子熒光光譜法、電化學(xué)儀器分析法、分光光度法和極譜分析法等多種方法，都需要完成樣本田間采樣，然后對(duì)土樣進(jìn)行處理、分析，以完成土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)。使用實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)法，具有基體干擾小、檢出限低、準(zhǔn)確度高和分析范圍寬等特點(diǎn)。但是，采取該種監(jiān)測(cè)方法需完成監(jiān)測(cè)區(qū)土壤質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查和重金屬污染土壤修復(fù)試驗(yàn)等工作，采樣工作量較大，并且監(jiān)測(cè)成本較高，需要的分析時(shí)間較長(zhǎng)。此外，只要樣品在采集、運(yùn)輸、存儲(chǔ)和測(cè)定過(guò)程中出現(xiàn)差錯(cuò)，就會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果失真。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)

為克服實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)的局限性，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在農(nóng)田土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)中得到了應(yīng)用。目前，可以連續(xù)完成土壤重金屬監(jiān)測(cè)的技術(shù)主要包含土壤磁化率監(jiān)測(cè)技術(shù)和激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)等。應(yīng)用前一種技術(shù)，可以利用土壤在外磁場(chǎng)中受感應(yīng)產(chǎn)生的磁化強(qiáng)度和外加磁場(chǎng)強(qiáng)度比重完成土壤中重金屬污染的監(jiān)測(cè)。因?yàn)?，重金屬污染將?dǎo)致土壤磁性增強(qiáng)，所以能夠利用土壤磁化率和地球化學(xué)元素含量進(jìn)行重金屬污染表征。該技術(shù)具有無(wú)破壞性、快速、經(jīng)濟(jì)和靈敏的特點(diǎn)，在土壤研究工作中得到了廣泛應(yīng)用。但是，由于會(huì)對(duì)土壤磁化率產(chǎn)生影響的因素較多，因此使用該技術(shù)也無(wú)法完成污染程度及污染來(lái)源的準(zhǔn)確判斷[1]。應(yīng)用后一種技術(shù)，主要是利用原子發(fā)射光譜分析法對(duì)土壤重金屬污染進(jìn)行快速、實(shí)時(shí)探測(cè)，可同時(shí)完成多種元素分析，并且只有很小幾率會(huì)對(duì)研究對(duì)象造成再污染。但作為半定量測(cè)量手段，其在監(jiān)測(cè)靈敏度和檢測(cè)限上仍然有一定的局限性。

2 農(nóng)田土壤重金屬污染空間估值方法

2.1 局部高值分布區(qū)劃分

在完成農(nóng)田土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，還要對(duì)影響土壤重金屬含量變化的外源因素的空間分布信息進(jìn)行獲取，以便更好的完成土壤重金屬含量分布規(guī)律的描述。為此，還要采取關(guān)聯(lián)規(guī)則、統(tǒng)計(jì)對(duì)比和回歸分析等方法確定外源因素，然后進(jìn)行有直接影響的外源因子的提取。在此基礎(chǔ)上，需利用統(tǒng)計(jì)的半方差函數(shù)完成土壤重金屬歷史樣點(diǎn)空間結(jié)構(gòu)提取，以便對(duì)不同元素空間變異范圍進(jìn)行判斷。而通過(guò)實(shí)地取樣調(diào)查，則能完成土壤重金屬含量的局部高值分布區(qū)的劃分。

2.2 土壤單元類獲取

不同于全局地理空間的土壤重金屬空間分布，局部地理空間的土壤重金屬空間分布具有一定連續(xù)性。通過(guò)獲取土壤單元類，則能夠?qū)⑷之愘|(zhì)空間的重金屬含量空間估值問(wèn)題轉(zhuǎn)化為局部空間最優(yōu)估值問(wèn)題。為此，還應(yīng)采取自收斂分類方法完成環(huán)境變量分類。使用譜分割方法，則可以完成景觀要素特征向量分類，從而獲得土壤單元分類。但獲得的單元類僅為粗略分類結(jié)果，還應(yīng)將同為空間異質(zhì)的單元類進(jìn)行歸并子類，以減少分類數(shù)目。為此，還應(yīng)對(duì)2個(gè)單元類包含的監(jiān)測(cè)樣點(diǎn)的重金屬含量數(shù)據(jù)展開(kāi)方差分析，以確定2個(gè)單元類是否為空間異質(zhì)。

2.3 重金屬污染空間估值

針對(duì)獲得的多個(gè)土壤空間分類集，需利用土壤單元分類圖將在相同單元類中的監(jiān)測(cè)樣點(diǎn)劃分為一類，以獲得監(jiān)測(cè)樣點(diǎn)集。利用二分樹(shù)索引方法，則能完成空間估值方法的構(gòu)建。在估值操作前，需輸入?yún)⑴c估值的最小估值單元數(shù)和最大搜索半徑，以完成已知位點(diǎn)數(shù)的估值單元搜索，用于進(jìn)行未知單元的屬性值的估算。利用土壤單元類包含樣點(diǎn)的已知觀測(cè)值和所有樣點(diǎn)觀測(cè)值的均值之差和對(duì)應(yīng)的權(quán)重，就可以得到未知位點(diǎn)的估算值。

3 結(jié)論

使用科學(xué)的土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行農(nóng)田土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)，然后結(jié)合監(jiān)測(cè)樣點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行重金屬污染的空間估值，則能進(jìn)一步了解農(nóng)田土壤重金屬空間分布規(guī)律，繼而更好的完成農(nóng)田土壤重金屬污染的調(diào)查評(píng)估工作。

參考文獻(xiàn)

[1]龔海明，馬瑞峻，汪昭軍，等.農(nóng)田土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013（2）：140-147.