翁炳霖

摘 要：隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，農(nóng)田污染問題也日漸加劇?；谶@種情況，本文對農(nóng)田土壤重金屬污染監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行了分析，并對其空間估值方法展開了研究，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)測技術(shù)；空間估值方法

中圖分類號：X833 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：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環(huán)境，一旦受到污染就會直接威脅到人們的身體健康。但就目前來看，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，還會伴隨作物被人體吸收。加強農(nóng)田土壤重金屬污染的監(jiān)測，并對污染進(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)測技術(shù)分析

1.1 實驗室監(jiān)測技術(shù)

在農(nóng)田土壤重金屬污染監(jiān)測方面，實驗室監(jiān)測為傳統(tǒng)監(jiān)測技術(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，然后對土樣進(jìn)行處理、分析，以完成土壤重金屬污染監(jiān)測。使用實驗室監(jiān)測法，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。但是，采取該種監(jiān)測方法需完成監(jiān)測區(qū)土壤質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查和重金屬污染土壤修復(fù)試驗等工作，采樣工作量較大，并且監(jiān)測成本較高，需要的分析時間較長。此外，只要樣品在采集、運輸、存儲和測定過程中出現(xiàn)差錯，就會導(dǎo)致測量結(jié)果失真。

1.2 現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)

為克服實驗室監(jiān)測的局限性，現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)在農(nóng)田土壤重金屬污染監(jiān)測中得到了應(yīng)用。目前，可以連續(xù)完成土壤重金屬監(jiān)測的技術(shù)主要包含土壤磁化率監(jiān)測技術(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中受感應(yīng)產(chǎn)生的磁化強度和外加磁場強度比重完成土壤中重金屬污染的監(jiān)測。因為，重金屬污染將導(dǎo)致土壤磁性增強，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)具有無破壞性、快速、經(jīng)濟和靈敏的特點，在土壤研究工作中得到了廣泛應(yīng)用。但是，由于會對土壤磁化率產(chǎn)生影響的因素較多，因此使用該技術(shù)也無法完成污染程度及污染來源的準(zhǔn)確判斷[1]。應(yīng)用后一種技術(shù)，主要是利用原子發(fā)射光譜分析法對土壤重金屬污染進(jìn)行快速、實時探測，可同時完成多種元素分析，并且只有很小幾率會對研究對象造成再污染。但作為半定量測量手段，其在監(jiān)測靈敏度和檢測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)測的基礎(chǔ)上，還要對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)計對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)計的半方差函數(shù)完成土壤重金屬歷史樣點空間結(jié)構(gòu)提取，以便對不同元素空間變異范圍進(jìn)行判斷。而通過實地取樣調(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題轉(zhuǎn)化為局部空間最優(yōu)估值問題。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2個單元類包含的監(jiān)測樣點的重金屬含量數(shù)據(jù)展開方差分析，以確定2個單元類是否為空間異質(zhì)。

2.3 重金屬污染空間估值

針對獲得的多個土壤空間分類集，需利用土壤單元分類圖將在相同單元類中的監(jiān)測樣點劃分為一類，以獲得監(jiān)測樣點集。利用二分樹索引方法，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的已知觀測值和所有樣點觀測值的均值之差和對應(yīng)的權(quán)重，就可以得到未知位點的估算值。

3 結(jié)論

使用科學(xué)的土壤重金屬污染監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行農(nóng)田土壤重金屬污染監(jiān)測，然后結(jié)合監(jiān)測樣點數(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)測技術(shù)發(fā)展趨勢[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2013（2）：140-147.