土壤污染调查加密布点优化方法构建及验证

第３６卷第３期２０１６年３月环境科学学报ＡｃｔａＳｃｉｅｎｔｉａｅＣｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅＶｏｌ．３６，Ｎｏ．３Ｍａｒ．，２０１６基金项目：国家自然科学基金（Ｎｏ．４１３０１２２９）；国家环境保护公益性行业科研专项（Ｎｏ．２０１４０９０４７）ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．４１３０１２２９）ａｎｄｔｈｅＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＰｕｂｌｉｃＷｅｌｆａｒｅＲｅｓｅａｒｃｈＦｕｎｄｓ（Ｎｏ．２０１４０９０４７）作者简介：谢云峰（１９８１—），男，副研究员（博士），Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｘｉｅｙｆ＠ｃｒａｅｓ．ｏｒｇ．ｃｎ；∗通讯作者（责任作者），Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｄｕｐｉｎｇ＠ｃｒａｅｓ．ｏｒｇ．ｃｎＢｉｏｇｒａｐｈｙ：ＸＩＥＹｕｎｆｅｎｇ（１９８１—），ｍａｌｅ，ａｓｓｏｃｉａｔｅｐｒｏｆｅｓｓｏｒ（Ｐｈ．Ｄ．），Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｘｉｅｙｆ＠ｃｒａｅｓ．ｏｒｇ．ｃｎ；∗Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｄｕｐｉｎｇ＠ｃｒａｅｓ．ｏｒｇ．ｃｎＤＯＩ：１０．１３６７１／ｊ．ｈｊｋｘｘｂ．２０１５．０５５０谢云峰，曹云者，杜晓明，等．２０１６．土壤污染调查加密布点优化方法构建及验证［Ｊ］．环境科学学报，３６（３）：９８１⁃９８９ＸｉｅＹＦ，ＣａｏＹＺ，ＤｕＸＭ，ｅｔａｌ．２０１６．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｖａｌｉｄａｔｉｏｎｏｆａｓａｍｐｌｉｎｇｄｅｓｉｇｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅｆｏｒｄｅｔａｉｌｅｄｓｏｉｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＡｃｔａＳｃｉｅｎｔｉａｅＣｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅ，３６（３）：９８１⁃９８９土壤污染调查加密布点优化方法构建及验证谢云峰１，曹云者１，杜晓明１，徐竹１，柳晓娟１，陈同斌２，李发生１，杜平１，∗１．中国环境科学研究院，环境基准与风险评估国家重点实验室，北京１０００１２２．中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心，北京１００１０１收稿日期：２０１５⁃０５⁃０４修回日期：２０１５⁃０７⁃０３录用日期：２０１５⁃０７⁃０６摘要：鉴于传统调查布点方法对土壤污染物平均含量的估计精度较高，但对污染区范围的估计精度不能满足修复治理需求的问题，同时，为了准确估计土壤污染区面积及其空间位置，提出了土壤污染详查样点优化方法．在初步调查的基础上，首先利用地统计条件模拟方法预测土壤污染概率，基于污染概率和土壤污染物含量局部空间变异确定加密布点的优先区域，并根据污染物含量的空间变化趋势布设样点，然后根据优化后的土壤污染调查布点方案估计污染区面积和空间位置．最后，以某Ｃｄ污染场地为例，验证了布点优化方法的效果．结果表明，土壤污染调查加密布点方法显著提高了污染区面积及其空间位置的估计精度．案例场地土壤Ｃｄ污染区面积的预测误差为４．１０％，污染区空间位置的精度为８６．１０％．土壤污染调查布点优化方法在保证土壤污染调查精度的同时，相比于传统调查方法可显著降低土壤污染调查的样本量．关键词：土壤污染调查；地统计条件模拟；污染概率；局部空间变异；污染区范围；布点优化文章编号：０２５３⁃２４６８（２０１６）０３⁃９８９⁃０９中图分类号：Ｘ１４４文献标识码：ＡＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｖａｌｉｄａｔｉｏｎｏｆａｓａｍｐｌｉｎｇｄｅｓｉｇｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅｆｏｒｄｅｔａｉｌｅｄｓｏｉｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎＸＩＥＹｕｎｆｅｎｇ１，ＣＡＯＹｕｎｚｈｅ１，ＤＵＸｉａｏｍｉｎｇ１，ＸＵＺｈｕ１，ＬＩＵＸｉａｏｊｕａｎ１，ＣＨＥＮＴｏｎｇｂｉｎ２，ＬＩＦａｓｈｅｎｇ１，ＤＵＰｉｎｇ１，∗１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＣｒｉｔｅｒｉａａｎｄＲｉｓｋＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔ，ＣｈｉｎｅｓｅＲｅｓｅａｒｃｈＡｃａｄｅｍｙｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１２２．ＣｅｎｔｅｒｆｏｒＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＲｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＮａｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓＲｅｓｅａｒｃｈ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１０１Ｒｅｃｅｉｖｅｄ４Ｍａｙ２０１５；ｒｅｃｅｉｖｅｄｉｎｒｅｖｉｓｅｄｆｏｒｍ３Ｊｕｌｙ２０１５；ａｃｃｅｐｔｅｄ６Ｊｕｌｙ２０１５Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｕｒａｔｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄａｒｅａａｎｄｉｔｓｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍａｉｎｐｕｒｐｏｓｅｓｉｎｓｏｉｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎｉｎｖｅｓｔｉｇａｔ