[发明专利]基于GIS矿区土壤重金属潜在风险评价方法

说明书

本发明属于环境技术领域，其公开了一种基于GIS矿区土壤重金属潜在风险评价方法。该方法包括：确定矿区研究区域的土壤重金属的数量及种类；获取所述矿区研究区域的多个采样点的土壤重金属含量；根据土壤重金属的数量、种类及含量得到综合潜在生态危害指数；根据土壤重金属的数量及种类得到评估阈；根据所述综合潜在生态危害指数和所述评估阈得到潜在风险评价结果。本发明根据研究重金属的数量及种类对潜在生态风险评估的评估阈进行调整，结果显示，调整后的评价结果更符合实际情况。

技术领域

本发明属于环境技术领域，特别涉及一种基于GIS矿区土壤重金属潜在风险评价方法。

背景技术

土壤作为农作物赖以生存的基础，其中含有的各种污染物含量或残留量的高低直接影响到农作物的质量和食用安全，土壤累积重金属被农作物富集吸收后，最终通过食物链到达人体，对人体的身体健康产生潜在风险。工矿企业的生产活动，如矿产采集、加工、运输等活动产生的重金属对土壤环境的消极影响不容忽视。来源于矿区的重金属在土体内含量高、影响范围广、周期长且距离农田和居民点近，对农田生态环境和人体健康存在严重影响。因此，关注生态环境安全和土壤环境质量以及保证人类健康是当前紧要之事。为进一步探究土壤重金属的污染程度，在了解土壤重金属污染特征的基础上，定量评估其含量是一种全面且有效的了解研究区重金属污染状况的方法。

土壤重金属污染评价现已引起众多学者的关注，同时也发展出大量研究方法和理论，如潜在生态风险评价、人体健康风险评价等。但目前对于评估方法的选用不存在统一标准，因此需要根据研究目的、研究区污染特征及所评价的重金属类型确定评估方法。目前针对矿区土壤重金属污染的评价大多仅应用一种方法，如内梅罗多因子指数法、潜在生态风险指数法或健康生态风险评价法。单一方法的污染评估仅能揭示重金属污染对生态环境或是人体健康单方面的影响，而结合潜在生态风险和人体健康风险评价在矿区土壤污染程度中的研究较为少见。矿区作为土壤重金属污染的敏感区域，对生态环境和人群健康均产生较大影响。

潜在生态风险指数法是一种评价土壤和沉积物中重金属污染程度的方法，该方法在考虑土壤重金属含量的同时，还将其环境效应、生态效应和毒理学联系起来综合考虑了重金属毒性及其在环境中迁移转化沉积等行为规律，从沉积学角度综合反映重金属对生态环境影响的潜力，适合于土壤及大区域范围沉积物的污染评价。但大多数学者在应用潜在生态风险分析评价土壤重金属污染时，并未对评价标准进行相应调整，造成评估结果不准确。由美国EPA提出的人体健康暴露风险模型现已被广泛应用于重金属健康风险评价，但有研究学者认为该模型参数不符合我国实际人体暴露特征。。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于GIS矿区土壤重金属潜在风险评价方法，其包括：确定矿区研究区域的土壤重金属的数量及种类；获取所述矿区研究区域的多个采样点的土壤重金属含量；根据土壤重金属的数量、种类及含量得到综合潜在生态危害指数；根据土壤重金属的数量及种类得到评估阈；根据所述综合潜在生态危害指数和所述评估阈得到潜在风险评价结果。

可选地，所述根据土壤重金属的数量、种类及含量得到综合潜在生态危害指数包括：综合潜在生态危害指数RI_j计算公式：

式中：Tⁱ为土壤重金属i的毒性响应系数，为样点j处土壤重金属i的污染系数，为样点j处土壤重金属i的实际测定值，Cⁱ为土壤重金属i的参比含量，n为土壤重金属数量。

可选地，所述根据土壤重金属的数量及种类得到评估阈包括：根据各土壤重金属毒性系数总和和单位毒性系数分级值确定第一级界限值；根据相邻两级界限值中后一级界限值是前一级界限值的2倍确定多级界限值，所述多级界限值形成评估阈；其中，所述单位毒性系数分级值为1.33。