某矿区表层土壤重金属污染的模拟分析

韩亚奇，王 铁

（1. 山西煤炭运销集团 长治有限公司，山西 长治 046000；2. 山西汾西矿业集团 新峪煤矿，山西 孝义 032300）

1 概述

针对矿区表层土壤重金属污染现状，要求知道各种重金属在矿区的空间分布，对所选样点进行数据分析统计。由于测定的数据很庞大且零散，故用MATLAB描点绘图，直观反应出各种重金属在图中的分布。经对数据分析，将各重金属按照浓度高低分成不同阶段，运用绘点表示各个采样的位置，运用颜色深浅表示浓度高低，得出各重金属在各区域的空间分布图，以便有效指导污染治理。

2 图表概述与区域划分

根据模拟矿区土壤地质环境的采样数据绘制了讨论问题的有关图形：图1为某矿区五种功能区的大致分布图；图2为某矿区海拔高度的分布图；图3~图7为第i种金属在矿区范围内的空间分布图（i=1,2,…,5）。

绘制这些图表，是为直观看出各重金属浓度与功能区之间的关系以及重金属浓度与海拔高度的关系。

为了便于说明问题和分析数据，我们把矿区划分为 6个区域：A区表示的范围是 [0，10000]×[0，10000]；B 区表示的范围是 [0，10000]×[10000，20000]；C 区表示的范围是[10000，20000]×[0，10000]；D 区表示的范围是 [10000，20000]×[10000，20000]；E区表示的范围是 [20000，30000]×[0，10000]；F 区表示的范围是[20000，30000]×[10000，20000]。

图1 某矿区五种功能区的大致分布图

图2 某矿区海拔分布的大致平面图

3 各种重金属在矿区范围内的空间分布图表

1）As在矿区范围内空间分布图和平均含量，见图3和表1。

图3 As的浓度区间分布图

表1 As平均含量表

2）Cr在矿区范围内空间分布图和平均含量，见图4和表2。

图4 Cr的浓度区间分布图

表2 Cr平均含量表

3）Cu在矿区范围内空间分布图和平均含量，见图5和表3。

图5 Cu的浓度区间分布图

表3 Cu平均含量表

4）Hg在矿区范围内空间分布图和平均含量，见图6和表4。

图6 Hg的浓度区间分布图

表4 Hg平均含量表

5）Zn在矿区范围内空间分布图和平均含量，见图7和表5。

图7 Zn的浓度区间分布图

表5 Zn平均含量表

4 数据分析

按照5个浓度分布图做定出性分析：①As在A、B区含量偏高，说明这些区域污染较重；在C、E、F区含量在正常范围内，说明该区域没有污染；在D区重金属含量虽然超过背景值，但差值较小，说明该区只是轻度污染。②Cr仅在A区含量较高，说明在此区受到了污染；在B、C、D、E、F区都没有明显的污染，说明Cr在该区污染程度较轻。③Cu在A、B、C、D、E五个区内呈现明显的超标现象，（其中A、B两区尤为严重），故其污染严重；图中F区没有污染。④Hg在A、B、C、D区含量明显偏高（尤其是A、B区浓度特别高），说明这些区域为重度污染区；而在E、F区含量正常，没有污染。⑤Zn在A、B、C、D区含量较高（尤其是A区最多），受到了污染；E、F区含量处于正常范围内，未被污染。如表6所示。

表6 功能区重金属的平均含量 （μg·g-1）

5 结论

根据功能区分布图、五个重金属浓度分布图及其表格可得：生活区、工业区的多种重金属含量超标，说明这两个区域污染较严重；矿区主干道路区及绿化区的有些金属含量较高，在一定程度上也受到不同重金属的污染；山区的各种重金属含量较正常。

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