【正文】 17034 16607 17365 15952 18397 22605 14301 23146 15382 22046 17634 23785 17643 25981 18051 27380 18202 25021 16290 23325 16701 26852 16114 17981 18449 14482 12692 14318 13569 10352 17133 9095 16414 10510 15314 13954 5615 10142 1662 17765 3561 6924 5696 4678 3765 6182 2020 5985 2567 7653 1952 ]。 缺點(diǎn)： 1）沒有考慮城市大氣干濕沉降和城市土壤重金屬長期累積的監(jiān)測，以及隨季節(jié)變化和年際變化的研究分析； 2）由于忽略了所給數(shù)據(jù)中涉及到重金屬污染物的濃度隨海拔高度而產(chǎn)生的變化，又由于計(jì)算機(jī)模擬帶有一定的隨機(jī)性，以致得到模型的三個(gè)指標(biāo)不是很讓人滿意。這在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)顯得尤為重要，因?yàn)檫@些地區(qū)人口、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通和城市高度密集，污染物來源多種多樣，如果能準(zhǔn)確地確定污染物的來源及其比例，對(duì)決策部門進(jìn)行宏觀調(diào)控有重要實(shí)際意義。此外，與人類活 21 動(dòng)有關(guān)的微量元素可以通過很多途徑進(jìn)入土壤，它們?cè)谕寥乐械男袨楹挖呄蛞罁?jù)它們的來源和形態(tài)有所不同。其次是要綜合運(yùn)用多種來源解析方法，相互輔助從而便于解釋和鑒別土壤重金屬污染的來源。又如在進(jìn)行剖面分析時(shí)，采集深層樣品將會(huì)比較耗費(fèi)與耗時(shí)等等。 目前，污染來源的不同解析方法還存在各自的缺點(diǎn)，如在重金屬形態(tài)分析研究中，對(duì)連續(xù)提取土壤中不同元素的各化學(xué)形態(tài)的方法有所不同，也尚未被人們所廣泛接受。 建議 與展望 污染物來源的鑒別，在微觀上對(duì)人們認(rèn)識(shí)污染元素在土壤中的化學(xué)行為及其與作物和環(huán)境的關(guān)系等方面的機(jī)理提供重要的證據(jù)，宏觀上是對(duì)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀、污染程度進(jìn)行正確評(píng)價(jià)和對(duì)污染源進(jìn)行準(zhǔn)確、有效治理的前提。 m ： 評(píng)價(jià)因子總數(shù)。 ix ： 評(píng)價(jià)因子的性狀數(shù)據(jù)取值 ?！暗刭|(zhì)環(huán)境質(zhì)量指數(shù) 是表達(dá)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量好壞的一種形式，是以國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或其他參考數(shù)據(jù)作為評(píng)價(jià)依據(jù)，通過擬定的計(jì)算公式，將諸多地質(zhì)環(huán)境要素中的大量的監(jiān)測和調(diào)查數(shù)據(jù)，加以綜合和換算而成的，以此來定量和客觀地評(píng)價(jià)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量。通過計(jì)算礙出的各指標(biāo)權(quán)重如表 3。檢驗(yàn)公式為 m a x. ( ) / ( 1 ) , . . / .C I n n C R C I R I?? ? ? ? （ 4） 20 式中 ： .CI為一致性指標(biāo)， n 為矩陣階數(shù)， max? 為最大特征根， .RI 為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)， .CR為隨機(jī)一致性比率。其他數(shù)值類似。 表 12 層次分析法中構(gòu)造的綜合判別矩陣 評(píng)價(jià) 因子 地質(zhì) 災(zāi)害 地下水防 污性能 工程 地質(zhì) 地震 裂度 土壤 污染 地下水 質(zhì)量 地質(zhì)災(zāi)害 1 3 2 2 3 4 地下水防污性能 1/3 1 1 1/2 2 2 工程地質(zhì) 1/2 1 1 1/2 3 2 地震裂度 1/2 2 2 1 4 3 土壤污染 1/3 1/2 1/3 1/4 1 1 地下水質(zhì)量 1/4 1/2 1/2 1/3 1 1 表 2 中的數(shù)值以地質(zhì)災(zāi)害、地殼穩(wěn)定性、巖土體類型、地形和環(huán)境污染 5 個(gè)因素的相互關(guān)系根據(jù) 1— 9 標(biāo)度法取標(biāo)度值進(jìn)行賦值。若滿足一致性要求，即可對(duì)底層可操作要素歸一化得到要素的組合權(quán)重，否則重新組建兩兩比較判斷矩陣。 3)計(jì)算矩陣的最大特征根及 其對(duì)應(yīng)的特征向量 。具體計(jì)算步驟如下 : 1)建立層次結(jié)構(gòu)模型 。其基本原理是把對(duì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的有關(guān)方案的各種要素分解成若干層次，并以同一層次的各種要求按照上一層要求為準(zhǔn)則，進(jìn)行兩兩判斷比較和計(jì)算，求出各要素的權(quán)重。層次分析法 [4]是一種定性和定量相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法。地下水防污性能反映其區(qū)域地質(zhì)條件程度。地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度反映滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷的易發(fā)程度 。在以上原則的指導(dǎo)下，根據(jù)福州市的主要地質(zhì)條件和環(huán)境地質(zhì)問題，選擇反映福州市綜合環(huán)境地質(zhì)特征的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度、地震烈度、地下水防污性能、工程地質(zhì)條件、地形坡度、土壤污染情況作為評(píng)價(jià)因資料收集、分析 總結(jié)海西主要地質(zhì)環(huán)境影響因子 已有地質(zhì)調(diào)查資料的評(píng)價(jià)分析 海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立 建立空間數(shù)據(jù)庫 綜合指數(shù)模型 海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量 19 子，各指標(biāo)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如表 1 所示。評(píng)價(jià)每個(gè)因素對(duì)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的影響，以原始資料為前提，結(jié)合前人研究資料 并參照實(shí)際情況予以綜合判定。影響地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的各因素之間既相互聯(lián)系、相互影響，又各具不同的特點(diǎn)。 4)選擇評(píng)價(jià)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)?？臻g數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)主要包括 :地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度圖層、地震烈度分區(qū)圖層、工程地質(zhì)條件圖層、地下水防污性能圖層、地形坡度圖層等 。評(píng)價(jià)的步驟 : 1)收集研究區(qū)的所有資料，并對(duì)資料篩選分類、分析 。 問題 四 的解決 基于對(duì)問題三所建立模型優(yōu)缺點(diǎn)的分析，為更好地研究城市地質(zhì)環(huán)境的演變 18 模式，本文又適當(dāng)?shù)?選擇了地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度、地震烈度、工程地質(zhì)條件、地下水防污性能、地形坡度、土壤質(zhì)量六個(gè)指標(biāo)體系，利用層次分析法確 定其權(quán)重系數(shù)，構(gòu)造了該城區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)模型。 綜合分析可知 該城區(qū) 土壤重金屬污染的主要來源有 三 個(gè)方面，即：工礦企業(yè)污染源，交通污染源， 居民生活污染源 。 模型三的結(jié) 論 用因子分析法對(duì) 該城區(qū) 土壤重金屬污染類型及污染來源進(jìn)行分析研究，表明該城區(qū) 表層土壤中鎘（ Cd）、汞（ Hg）、鉛（ Pb）、鉻（ Cr）、砷（ As）、銅（ Cu）、鋅（ Zn）、鎳（ Ni）等八種重金屬元素污染分布特征為： 在空間分布上表現(xiàn)為： 工業(yè)區(qū) ， 交通 區(qū)以及生活 區(qū)污染較為嚴(yán)重，而公園 綠地 區(qū) 、 山 區(qū)等受人為活動(dòng)影響較少的功能區(qū)，含量較低，污染較輕；城區(qū) 中心 高于 邊緣 ， 南郊高于北郊和西南、東南方向高于西北和東北方向， 這 可能 與 該城區(qū)獨(dú)特的地形地貌、氣候條件，以及 該城區(qū) 工業(yè) 布局有關(guān)。 因子 5 為元素 Zn， Zn 在 該城區(qū) 土壤中污染有 工業(yè)區(qū)、交通 區(qū)富集的情況，可能是由于交通流量較大，長期的交通運(yùn)輸所產(chǎn)生的廢氣及揚(yáng)塵沉降使表層土壤中累積了較多的 Zn，同時(shí)由于 Zn 是汽車輪胎的重要組分，大量的工業(yè)生產(chǎn)制造所排放的“三廢”也可能導(dǎo)致其含量增加。大氣中含 Hg 污染物的干濕沉降 也 是造成 該城區(qū) 土壤 Hg 污染的主要原因 之一 。 此 外 ， 從圖 3 中的分布可以看出， Hg 污染除了跟 工業(yè)區(qū) 的高耗能有關(guān)，工業(yè)三廢的排放也是 Hg 污染的重要來源。 因子 3 為元素 Cr， Cr 的污染源屬于面積型的，分布 于 該城區(qū) 的工業(yè)區(qū) 內(nèi) ，同時(shí) 結(jié)合 圖 5 可見， Cr 含量較高（ 90mg/kg）的區(qū)域主要集中分布于 工業(yè)區(qū) 、公園綠地區(qū) ， 推測公園綠地施肥可能也是引起土壤中 Cd 累積的重要因素 。 可以得出一個(gè)基本結(jié)論：市內(nèi)交通尾氣的排放和汽車輪胎的磨損 可能 是 該城區(qū) 土壤 Pb 污染的基本來源， 該城區(qū) 表層土壤中的 Cd 含量 總體上呈現(xiàn)出從城市工業(yè) 區(qū)向城市四周邊緣遞減的趨勢 ，表明 影響 Cd 累積的因素除工業(yè)活動(dòng)影響外，城市公園綠地施肥可能也是引起土壤中 Cd 累積的重要因素，這也可能是造成 Cd 含量空間變異較大的重要因素。 因子 1 因子 2 因子 3 因子 4 因子 5 因子 6 圖 10 主因子在平面空間的等值線分布圖 模型 三 的結(jié)果分析 結(jié)合 該城區(qū) 表層土壤中 各 重金屬 含量空間分布圖（圖 2 至 圖 9） 和主因子在平面空間的等值線分布圖可以得出以下結(jié)論： 從 圖 10 中的 因子 1 可以看出， Pb 和 Cd 在來源上關(guān)聯(lián)較密切，在空間分布上近似可認(rèn)為是一個(gè)帶狀的污染源，呈帶狀分布，這主要因?yàn)?Pb 主要來自 城區(qū)內(nèi) 交通 污染 源 —— 汽車尾氣的排放 等。正交因子解說明：因子 1 為 Cd 和 Pb 的組合，因子 2 為 As 和 Ni 的組合，因子 3 為 Cr，因子 4 為 Hg，因子 5 為 Zn，因子 6 為 Cu， Cd 和 Pb、 As 和 Ni 可能是同一個(gè)來源，而且這兩組元素正是 相關(guān)性最好的兩組元素。 表 9 旋轉(zhuǎn)前 因子載荷矩陣 指標(biāo) F1 F2 F3 F4 F5 F6 Hg Cd Pb As Cu Zn Ni Cr 16 表 10 方差極大正交旋轉(zhuǎn)后因子載荷矩陣 指 標(biāo) F1 F2 F3 F4 F5 F6 Hg Cd Pb As Cu Zn Ni Cr 由表 9 和表 10 可見，旋轉(zhuǎn)前后因子荷載的變量結(jié)果基本一致。 3） 進(jìn)行正 交變換 因子分析的主要目的是將具有相近的因子荷載的各個(gè)變量置于一個(gè)公因子之下，正交方差最大旋轉(zhuǎn)使每一個(gè)主因子只與最少個(gè)數(shù)的變量有相關(guān)關(guān)系，而使足夠多的因子負(fù)荷均很小，以便對(duì)因子的意義作出更合理的解釋。從表 8 還可得出，旋轉(zhuǎn)之后，主因子 1 和主因子 2 的方差貢獻(xiàn)率均為 20％左右，主因子 3 到主因子 6 的方差貢獻(xiàn)率的范圍為 ％到 ％之間。 15 2） 相關(guān)系數(shù)矩陣的特征值和特征向量 因子分析的關(guān)鍵就是利用相關(guān)系數(shù)矩陣求出相應(yīng)的因子的特征值和累計(jì)貢獻(xiàn)率，用 統(tǒng)計(jì)軟件計(jì)算可得出，見表 8。 表 7 變量相關(guān)矩陣 指標(biāo) Hg Cd Pb As Cu Zn Ni Cr Hg 1 Cd 1 Pb 1 As 1 Cu 1 Zn 1 Ni 1 Cr 1 由表 可見， As 和 Ni 的相關(guān)性最好，相關(guān)系數(shù)最大，為 ，其次為 Pb和 Cd，相關(guān)系數(shù)為 ，以下依次是 Pb 和 Cu， Cd 和 Cu 的相關(guān)性較好，相關(guān)系數(shù)分別為 和 ， Pb 和 Hg 的相關(guān)系數(shù)為 ，其它元素之間的 相關(guān)性并不是很好。以下對(duì) 該城區(qū)采樣點(diǎn) 重金屬元素含量 的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后，經(jīng) 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行因子分析，可得出以下結(jié)果。其它多元統(tǒng)計(jì)分析（如判別分析，回歸分析）的計(jì)算結(jié)果基本上是一個(gè)最終結(jié)果，可以直接予以應(yīng)用，但因子分析的計(jì)算結(jié)果（因子解）只能看作是一個(gè)中間結(jié)果，剩下的部分要求人們用自己的思維來完成，這就涉及環(huán)境地球化學(xué)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)，甚至于思維方式和哲學(xué)思想。變量或因子的重要程度都是以其方差大小來衡量的。 因子分析只強(qiáng)調(diào)變量的離差（變化量）而不強(qiáng)調(diào)變量在樣品中的比重（百分含量）。其目的是使因子載荷兩極分化，而且旋轉(zhuǎn)后的因子仍然正交。 2）計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)陣，求出相關(guān) 系數(shù)矩陣的特征值和特征向量。 /ij ij j jX X X ??? ， 其中 ijX 為第 i 14 個(gè)樣本的第 j 個(gè)指標(biāo)值，而jX和j?分別為 j 指標(biāo)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差。 設(shè)有 n 個(gè)樣本， n 個(gè)指標(biāo)構(gòu)成樣本空間 X ? ? 1 , 2 , .. ., 。 5） 自然 污染源 在自然因素中，成土母質(zhì)和成土過程對(duì)土壤重金屬含量的影響較大 。據(jù)報(bào)道，目前的飼料添加劑中常含有高含量的 Cu 和 Zn，這使得有機(jī)肥料中的 Cu、 Zn 含量也明顯增加并隨著肥料施入農(nóng)田。重金屬元素是肥料中報(bào)道最多的污染物質(zhì)，化肥中品位較