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第1章 绪论1

1.1 土壤环境质量1

1.2 土壤污染的现状与成因1

1.2.1 矿业活动导致的土壤污染2

1.2.2 污灌导致的土壤污染2

1.2.3 工业场地的土壤污染2

1.2.4 乡镇工业导致的土壤污染3

1.2.5 城市的土壤污染3

1.2.6 农用化学品导致的土壤污染4

1.3 土壤污染物的暴露途径4

1.3.1 土壤污染物的摄入4

1.3.2 土壤污染物的吸入5

1.4 土壤污染评价5

1.4.1 内梅罗指数法6

1.4.2 综合污染指数法6

1.4.3 地质累积指数7

1.4.4 基于背景值（基线值）的污染评价8

1.4.5 地统计学方法8

1.5 土壤污染风险评价9

1.5.1 生态风险评价法9

1.5.2 健康风险评价10

1.6 土壤污染物的来源识别15

1.6.1 来源识别的方法分类15

1.6.2 铅同位素的示踪方法17

1.6.3 污染物来源的定量识别17

参考文献18

第2章 土壤环境质量的空间预测20

2.1 基于非参数地统计学的土壤重金属污染预测20

2.1.1 土壤重金属空间分布预测方法21

2.1.2 研究数据23

2.1.3 基于指示克里格法的土壤重金属污染预测23

2.1.4 基于序贯高斯模拟的土壤重金属污染预测27

2.1.5 基于序贯指示模拟法的土壤重金属污染预测30

2.2 基于人工神经网络方法的土壤重金属污染预测34

2.2.1 神经网络原理35

2.2.2 数据与方法36

2.2.3 BP神经网络预测精度38

2.2.4 BP网络预测精度影响因素分析38

2.2.5 土壤重金属污染评价44

2.3 空间插值模型对土壤污染评价结果的影响48

2.3.1 空间插值方法及参数设置49

2.3.2 插值评价方法50

2.3.3 不同插值方法预测精度检验51

2.3.4 土壤重金属污染面积估算60

2.3.5 影响插值方法预测精度的因素62

2.4 不同插值模型精度和抽样方案的效率评价67

2.4.1 基于系统均匀布点的抽样方案69

2.4.2 基于污染概率和局部空间变异的抽样方案78

参考文献83

第3章 土壤环境质量的空间分异84

3.1 区域土壤重金属含量的空间结构特征84

3.1.1 区域土壤重金属半变异函数的各向同性84

3.1.2 区域土壤重金属半变异函数的各向异性85

3.1.3 区域土壤重金属空间结构特征分析88

3.1.4 污灌区土壤重金属空间结构特征89

3.2 土壤污染风险评估90

3.2.1 土壤重金属含量特征及污染评价90

3.2.2 北京市不同行政区重金属含量统计分析91

3.2.3 不同重金属的相关性统计分析97

3.2.4 重金属含量的主成分分析98

3.2.5 区域土壤重金属空间分布特性99

3.2.6 区域土壤重金属健康风险评估107

参考文献124

第4章 蔬菜种植对土壤环境质量的影响126

4.1 菜地土壤和蔬菜重金属含量126

4.1.1 As127

4.1.2 Cd131

4.1.3 Cr136

4.1.4 Ni140

4.1.5 Pb145

4.1.6 Cu149

4.1.7 Zn154

4.2 蔬菜重金属健康风险评价158

4.2.1 蔬菜某重金属综合超标率的计算158

4.2.2 居民食用蔬菜重金属暴露量的估算与安全评价158

4.2.3 居民食用蔬菜健康风险评估166

参考文献171

第5章 土地利用对土壤环境质量的影响174

5.1 土地利用类型对重金属含量的影响174

5.1.1 不同土地利用类型对As含量的影响174

5.1.2 不同土地利用类型对Cd含量的影响175

5.1.3 不同土地利用类型对Cr含量的影响176

5.1.4 不同土地利用类型对Cu含量的影响178

5.1.5 不同土地利用类型对Ni含量的影响179

5.1.6 不同土地利用类型对Pb含量的影响180

5.1.7 不同土地利用类型对Zn含量的影响181

5.1.8 综合污染指数182

5.2 麦地土壤和小麦的重金属含量184

5.2.1 麦地土壤重金属分布特征184

5.2.2 小麦籽粒的重金属含量185

5.2.3 灌区小麦重金属含量186

5.2.4 小麦籽粒重金属含量的变化趋势187

5.2.5 小麦对重金属的富集系数188

5.2.6 居民从小麦中摄入重金属的暴露量188

5.3 公园土壤重金属含量特征189

5.3.1 研究区域190

5.3.2 公园中土壤重金属含量191

5.3.3 聚类分析（HCA）和主成分分析（PCA）192

5.3.4 公园土壤环境质量评价195

5.3.5 影响公园土壤重金属含量的因素196

5.4 区域土壤重金属污染成因初步分析198

5.4.1 菜地土壤重金属198

5.4.2 果园土壤重金属198

5.4.3 公路旁绿地土壤重金属199

5.4.4 麦地土壤重金属199

5.4.5 城市公园土壤重金属199

5.5 利用碳、硫同位素识别土壤污染来源199

5.5.1 利用硫同位素组成识别土壤污染200

5.5.2 利用有机碳及同位素组成识别土壤污染204

参考文献208

第6章 城市人类活动对土壤环境质量的影响209

6.1 城市土壤重金属污染特征209

6.1.1 北京市城区土壤重金属含量209

6.1.2 北京市城区土壤重金属污染评价210

6.2 城市不同功能区的土壤重金属含量211

6.2.1 不同功能区土壤重金属含量差异分析212

6.2.2 城市广场和校园土壤重金属污染的特征213

6.3 城市交通对土壤重金属含量的影响214

6.3.1 计算方法215

6.3.2 交通对公路灰尘及土壤重金属含量的影响218

6.3.3 影响公路两侧土壤中重金属含量及分布的因素220

6.3.4 公路两侧土壤重金属的分布特征222

参考文献227

第7章 灌溉及污泥对土壤环境质量的影响230

7.1 再生水灌溉的重金属污染风险230

7.1.1 研究区域的灌溉特征231

7.1.2 再生水重金属含量232

7.1.3 再生水灌溉对土壤的污染风险233

7.1.4 再生水灌区小麦籽粒中重金属来源235

7.1.5 再生水灌溉对农田地下水的污染风险239

7.2 城市污泥土地利用的重金属污染风险243

7.2.1 研究区域概况243

7.2.2 污泥施用对土壤的重金属污染风险245

7.2.3 污泥施用对农作物的重金属污染风险248

7.2.4 污泥施用对浅层地下水的重金属污染风险251

7.2.5 城市污泥土地利用污染风险控制策略252

参考文献256

第8章 矿业活动对土壤环境质量的影响258

8.1 土壤As的空间分布及健康风险258

8.1.1 土壤As含量258

8.1.2 土壤As的空间分布特点259

8.1.3 水稻籽粒和头发As含量262

8.1.4 土壤As含量健康风险分析264

8.2 土壤Pb的空间分布特征266

8.2.1 土壤Pb含量266

8.2.2 土壤Pb的空间变异性268

8.2.3 土壤Pb的空间分布特点269

8.3 土壤Cd的空间分布特征269

8.3.1 土壤Cd含量269

8.3.2 土壤Cd含量的空间分布特点272

8.3.3 水稻籽粒中Cd含量及其健康风险274

8.4 土壤Zn、Cu和Ni的空间分布275

8.4.1 土壤Ni、Cu和Zn含量275

8.4.2 土壤Ni、Cu和Zn的空间分布280

参考文献280

第9章 尾矿库溃坝事件对土壤环境质量的影响——案例综合研究282

9.1 污染评价方法282

9.2 环江土壤重金属背景含量283

9.3 表层土壤重金属含量的统计分析285

9.3.1 表层土壤数据的基本统计285

9.3.2 相关性分析289

9.3.3 主成分分析290

9.4 沿岸土壤的重金属空间分布特征291

9.4.1 表层土壤的重金属含量及其协变特征291

9.4.2 断面土壤元素As含量与高度关系297

9.4.3 断面土壤元素Cd含量与高度关系298

9.4.4 断面土壤元素Cu含量与高度关系300

9.4.5 断面土壤元素Pb含量与高度关系301

9.4.6 断面土壤元素Zn含量与高度关系303

9.4.7 区域土壤污染程度及其与高度的关系304

9.5 沿岸土壤剖面重金属含量的分布特征307

9.5.1 土壤剖面As的分布特征308

9.5.2 土壤剖面Cd的分布特征309

9.5.3 土壤剖面Cu的分布特征312

9.5.4 土壤剖面Pb的分布特征315

9.5.5 土壤剖面Zn的分布特征317

9.5.6 区域土壤剖面空间污染程度319

9.6 环江河水重金属含量及其分布特征323

9.6.1 河水中As的浓度分布特征324

9.6.2 河水中Cd的浓度分布特征326

9.6.3 河水中Cu的浓度分布特征327

9.6.4 河水中Pb的浓度分布特征329

9.6.5 河水中Zn的浓度分布特征331

9.7 环江河水中重金属的主要迁移方式333

9.7.1 枯水期重金属的主要迁移方式333

9.7.2 丰水期重金属的主要迁移方式335

9.8 环江沉积物重金属含量及其分布特征337

9.8.1 沉积物中As含量及其空间分布特征338

9.8.2 沉积物中Cd含量及其空间分布特征339

9.8.3 沉积物中Cu含量及其空间分布特征339

9.8.4 沉积物中Pb含量及其空间分布特征340

9.8.5 沉积物中Zn含量及其空间分布特征341

9.8.6 沉积物的粒径组成342

9.8.7 沉积物中的重金属在各粒级的含量分配344

9.9 污染历史重建及污染溯源346

9.9.1 生物扰动层、沉积粒度定年346

9.9.2 沉积剖面的重金属分布特征347

9.9.3 沉积柱的Pb同位素组成特征及其污染来源350

参考文献353