一种土壤调查加密采样布点优化方法技术

本发明专利技术提供一种土壤调查加密采样布点优化方法，涉及场地土壤环境调查和场地土壤生态环境损害调查技术领域；收集场地信息及历史资料；布设初步调查采样点，采样检测；检测数据预处理；根据初步采样数据，利用原场点位法计算土壤环境基线值；分析污染物土壤基线值或当地背景值、国家相关标准、污染历史，结合调查目的，确定污染阈值；采用指示克里格插值法预测土壤污染概率，绘制污染概率预测图，确定重点加密布点区域；利用差变系数法对加密布点区域的最优加密样本量进行估计计算，确定场地土壤调查加密采样布点优化方案。本发明专利技术引入差变系数法和污染概率加密布点法，对场地土壤调查采样布点方法优化，实现了高效、准确的少采样目标。标。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤调查加密采样布点优化方法


[0001]本专利技术涉及场地土壤环境调查和场地土壤生态环境损害调查
，尤其涉及一种土 壤调查加密采样布点优化方法。

技术介绍

[0002]土壤污染已经形成点、面并发，并逐步向立体与综合演化的时空格局，呈现出流域性和 区域化发展的态势，以及与食物链复合交叉的特征。
[0003]土壤污染不仅造成了土壤资源的严重浪费，妨碍城市化建设和社会经济发展，还严重威 胁当地居民和周边人群的身体健康，为当地生态环境建设与恢复造成了严重的经济损失。因 此，污染场地治理修复刻不容缓。而污染场地环境调查工作是污染场地治理修复和生态环境 损害司法鉴定等工作的第一步，也是关键一步，是了解场地土壤污染现状的重要手段，调查 结果的准确程度直接关系到后续场地管理的经济、社会和技术效益，直接影响环生态境损害 司法鉴定结果和赔偿金额。制定科学高效的土壤调查采样布点方案不仅会节省大量的人力物 力，还会大大提高土壤调查结果的准确性和科学性。而现有的国家技术导则中，缺乏科学精 准的土壤污染调查采样点布设方法和采样点布设数量的确定方法，造成实际采样工作中无法 保证采集样品的代表性，经常需要通过密集的采样密度，来保证场地污染情况的真实性，从 而保证土壤污染调查的质量。由于不同的土壤调查采样方案会得到不同的土壤采样调查结果， 相对于实验室分析误差，不科学的土壤采样方案带来的误差影响更为显著。如今土壤污染调 查采样工作中的主要问题在于，野外采样工序复杂且经常受环境及人为因素的限制；采样点 位的布设密度缺乏统一标准，密集的采样密度虽然可以详细的反映场地污染情况，但需要耗 费较大的人力物力，也会参杂很多不具备代表性的样点，增加后续实验室化验的工作量，稀 疏的采样密度尽管可以节省费用，但容易丢失重要的场地污染信息。因此，提出科学高效合 理的土壤污染调查采样布点方法在土壤环境质量管理的技术和标准层面均具有重要意义。科 学高效的土壤污染调查采样布点方法应满足采样费用少、代表性强、采样精度高的要求，将 采样布点调查成本与调查不确定性导致的经济损失降到最低，在所需精度范围内用尽可能少 的采样点快速准确掌握场地土壤污染信息。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术的不足，本专利技术提出一种土壤调查加密采样布点优化方法。
[0005]一种污染场地土壤调查加密采样布点优化方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1：收集疑似污染场地或待查场地信息及历史资料，包括地理位置、地形地貌、土 壤类型、水文地质资料、生物资源分布、污染物资料、用地状况、生产工艺、污染物排放情 况、产品、原辅材料及中间产物；布设场地土壤初步调查采样点，采集场地土壤初步调查采 样点样品，检测样品中污染物量，得到样品的检测数据；根据样品的检测数据，初步判断场 地土壤中潜在污染物、污染范围及污染程度；
[0007]步骤2：对初步调查样品检测数据进行预处理：采用统计学方法SPSS分析初步调查采样 点样品检测数据分布情况，检验检测数据分布是否符合正态分布，若不符合正态分布需对检 测数据进行正态转换；若检测数据满足正态分布则执行步骤3，若不满足对检测数据进行正 态转换后执行步骤3；
[0008]步骤3：根据场地环境调查和生态环境损害调查确定相应的污染物污染阈值；
[0009]步骤3.1：场地环境调查：采用当地背景值、国家相关标准或土壤污染风险筛选值作为污 染物污染阈值；
[0010]步骤3.2：生态环境损害调查：首先根据初步调查采样点样品检测数据，利用原场点位法 计算土壤环境基线值，将计算出的土壤基线值确定为污染阈值；如无法采用原场点位法计算 土壤环境基线值，分析对照点值、当地背景值、国家相关标准和污染历史，确定污染阈值；
[0011]其中，利用原场点位法计算土壤环境基线值具体步骤为：
[0012]步骤3.2.1：收集场地相关资料，如包括地理位置、地形地貌、土壤类型、水文地质资料、 生物资源分布、污染物资料、用地状况、生产工艺、污染物排放情况、产品、原辅材料及中 间产物，全面分析资料后，进行布点采样；
[0013]步骤3.2.1.1：当场地条件为污染分布或污染范围明确时，利用收集场地的相关资料，确 定场地基线计算区域，即未污染或微污染区域；在该区域进行布点采样，对采样点样品进行 检测；
[0014]其中，布点采样为正常采样或低密度采样；
[0015]步骤3.2.1.2：当场地污染分布不明确或者污染范围未知时，收集污染场地相关资料，初 步确定场地基线计算区域，即未污染或微污染区域；在该区域进行布点采样，获取区域检测 数据；接着计算区域内污染物整体水平，确保计算区域污染物整体水平处于整个场地的最低 水平；
[0016]其中，布点采样为高密度采样；
[0017]步骤3.2.2：对区域样品检测数据进行分析，确定基线值，具体步骤如下；
[0018]步骤3.2.2.1：如果未检出物质，那么以检出限的1/2作为基线值；
[0019]步骤3.2.2.2：如果检出物质，使用累积频率分布法对到区域样品检测数据进行分析，得 到到检测数据分布图，分布图存在拐点的物质，采用低拐点作为基线值；分布图类似于直线 的物质，采用平均值作为基线值；分布图既不存在低拐点，也不呈现直线分布的物质，进一 步利用正态分布检验法确定基线；
[0020]其中，检测数据分布图呈正态分布时，采用平均值作为基线值；样点数据呈非正态分布 时，采用中位值作为基线值；
[0021]步骤4：采用指示克里格插值法预测场地土壤污染物含量超过污染阈值的概率，绘制污 染概率预测图，并选择污染不确定区域为重点加密布点区域；
[0022]将符合正态分布的初步调查采样点位数据添加到ArcGIS软件的地统计模块中，通过指示 克里格插值法预测土壤污染物含量超过污染阈值的概率，污染概率取值范围为0～1；概率值 越高则代表污染超标的可能性越大，反之则为清洁土壤；概率值介于高值和低值之间即为污 染不确定区域，并选择污染不确定区域为重点加密布点区域；
[0023]步骤5：利用差变系数法对重点加密布点区域的最优加密样本量进行计算，即计算
采样点样品，检测样品中污染物量，得到样品的检测数据；根据样品的检测数据，初步判断 场地土壤中潜在污染物、污染范围及污染程度；
[0047]本化工厂占地面积约96万m2，主要生产铬盐、农药、化学试剂等产品，化工厂所在地 地层结构主要为杂填土(主要由黏性土、碎石、混粒砂等组成)和粉质黏土。厂区内西北角 长期堆存铬渣，对周边环境及土壤存在一定的铬污染。已知场地内可能存在的污染物为六价 铬、铅、砷、汞、氯仿、苯、1,1,2
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三氯乙烷、氯乙烯、α
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六六六、β
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六六六和六氯苯。
[0048]结合场地实际情况，运用系统网格法在研究区叠加200m
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200m的网格布点，共选取初步 调查点位15个，采样深度为50cm，每个样点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土壤调查加密采样布点优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：收集疑似污染场地或待查场地信息及历史资料，包括地理位置、地形地貌、土壤类型、水文地质资料、生物资源分布、污染物资料、用地状况、生产工艺、污染物排放情况、产品、原辅材料及中间产物；布设场地土壤初步调查采样点，采集场地土壤初步调查采样点样品，检测样品中污染物量，得到样品的检测数据；根据样品的检测数据，初步判断场地土壤中潜在污染物、污染范围及污染程度；步骤2：对初步调查样品检测数据进行预处理：采用统计学方法SPSS分析初步调查采样点样品检测数据分布情况，检验检测数据分布是否符合正态分布，若不符合正态分布需对检测数据进行正态转换；若检测数据满足正态分布则执行步骤3，若不满足对检测数据进行正态转换后执行步骤3；步骤3：根据场地环境调查和生态环境损害调查确定相应的污染物污染阈值；步骤4：采用指示克里格插值法预测场地土壤污染物含量超过污染阈值的概率，绘制污染概率预测图，并选择污染不确定区域为重点加密布点区域；将符合正态分布的初步调查采样点位数据添加到ArcGIS软件的地统计模块中，通过指示克里格插值法预测土壤污染物含量超过污染阈值的概率，污染概率取值范围为0～1；概率值越高则代表污染超标的可能性越大，反之则为清洁土壤；概率值介于高值和低值之间即为污染不确定区域，并选择污染不确定区域为重点加密布点区域；步骤5：利用差变系数法对重点加密布点区域的最优加密样本量进行计算，即计算场地地块污染物平均浓度与场地土壤污染阈值的差异与“估计标准差”的比值；根据这一比值，确定各污染概率值区间合理的加密采样布点数量。2.根据权利要求1所述的一种土壤调查加密采样布点优化方法，其特征在于，所述步骤3具体为：步骤3.1：场地环境调查：采用当地背景值、国家相关标准或土壤污染风险筛选值作为污染物污染阈值；步骤3.2：生态环境损害调查：首先根据初步调查采样点样品检测数据，利用原场点位法计算土壤环境基线值，将计算出的土壤基线值确定为污染阈值；如无法采用原场点位法...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐玉兰，刘强，郭祁萱，李婷，傅金祥，刘钰，王洪达，李汶龙，李继伟，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：