基于克里金插值的场地土壤环境损害鉴定实物量化方法

技术领域

本发明涉及污染场地土壤环境损害鉴定评估领域，特别是涉及一种基于克里金插值的场地土壤环境损害鉴定实物量化方法。

背景技术

近年来，场地污染成为世界各国关注的重要环境问题之一。工业企业污染场地遍布世界各地，并呈现出分布广、污染物浓度高、残留时间长、环境威胁大等特点。随着城市化的快速发展，为不断完善城市合理规划，污染企业调整搬迁，造成全国主要大中型城市出现大量因企业搬迁而闲置的污染土地。该区域是城市中不可忽视的重要污染源，给周边环境和居民身体健康带来严重威胁，同时造成城市土地资源的浪费。污染场地问题已经引起了广泛关注，污染场地的环境监管和治理迫在眉睫。

污染场地所造成环境损害的原因与后果复杂，行政监管缺位，生态环境损害赔偿与处罚缺乏依据，环境纠纷影响社会稳定，生态环境安全底线受到威胁。环境损害鉴定评估是生态环境损害赔偿的重要内容，环境损害鉴定评估具体是指鉴定评估机构按照规定的程序和方法，运用科学技术和专业知识，鉴别污染物性质，评估环境污染或生态破坏行为所导致的环境损害的范围和程度，判定环境污染或生态破坏行为与环境损害间的因果关系，确定生态环境恢复的基线水平，并量化环境损害数额、补偿期间损害的过程。污染场地土壤环境损害实物量化是鉴定评估的重要环节。实物量化具体是指对不同类型场地特征污染物浓度超过筛选值的程度、范围和面积的计算。

因此，提出一种在污染场地土壤环境损害鉴定评估领域的实物量化方法迫在眉睫。本发明提出一种基于克里金插值的场地土壤环境损害鉴定实物量化方法，为污染场地价值量化、健康风险评估、修复方案设计、污染场地管控治理与安全利用提供科学依据；为污染场地土壤环境损害鉴定评估提供技术支撑；为污染场地的再利用、再开发和价值保障提供科学基础和综合管理策略。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于克里金插值的场地土壤环境损害鉴定实物量化方法，解决污染场地土壤环境损害鉴定评估领域下对超标特征污染物的具体量化问题。

本发明提供了一种基于克里金插值的场地土壤环境损害鉴定实物量化方法，其主要实施步骤如下：

一种基于克里金插值的场地土壤环境损害鉴定实物量化方法，其步骤为：

1)收集分析待量化场地的相关基础信息，设计采样、监测与鉴定评估方案，获取采样点位的地理信息坐标以及土壤样品；

2)对土壤样品进行实验室分析测试，获取特征污染物浓度，建立采样点位特征污染物的土壤污染数据库；

3)将各个采样点位x

4)分别对所有待量化场地的各个采样点位x

5)根据采样土壤每层检测出的特征污染物浓度是否超标来确定污染物超标深度H

所述的步骤1)中，获取待量化场地各个采样点位的地理信息坐标，将各个采样点位分别记为各个相应的点x

所述的步骤2)中，获取待量化场地的各个采样点x

所述的Z(xi)之间存在着距离和相对方向变化的关系，克里金插值方法将研究的对象称“区域化变量”，针对克里金方法无偏、最小方差条件可得到无偏条件可得待定权系数λ

式中C(x

所述研究区域内的两点x

所述步骤3)中，计算各个采样点x

所述步骤4)中，对所有待量化场地的各个采样点x

4.1)场地污染物浓度数据进行正态分布检验，对于数据不符合正态分布的进行对数变换或幂指数变换来使采样点数据符合正态分布；

4.2)克里金插值模型预测超标污染物空间分布形态；

4.3)克里金插值得到规则格网形式的超标污染物分布，格网(G)大小设置为1*1m

4.4)在不同采样深度下，计算每一单层特征污染物的超标面积S

4.5)根据污染程度不同，将每一单层分为特征污染物浓度未超标S

4.6)每一单层污染物超标面积为S

所述步骤5)中，具体方法如下：

5.1)每层采样土壤检测出的特征污染物浓度是否超标，通过实验分析确定污染物超标浓度，进而确定污染物超标深度H

5.2)在不同采样深度下，计算每一单层特征污染物的污染土方量V

5.3)根据污染程度不同，每一单层可分为特征污染物浓度未超标V

5.4)每一单层污染物超标土方量为V

本发明的有益效果是：本发明提供了一种基于克里金插值的场地土壤环境损害鉴定实物量化方法，量化场地特征污染物的污染深度、污染面积和土方量，确定污染场地土壤环境损害的实物量，为污染场地的价值量化、健康风险评估、修复方案设计、污染场地管控治理与安全利用提供科学依据；为污染场地土壤环境损害鉴定评估提供技术支撑；为污染场地的再利用、再开发和价值保障提供科学基础和综合管理策略。

附图说明

图1为基于克里金空间插值的污染场地土壤环境损害鉴定评估的实物量化步骤；

图2为某煤加工厂区布点及分区图；

图3、4为不同层土壤特征污染物超标面积图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施过程对本发明专利作进一步说明。

如图1所示为场地土壤环境损害鉴定的实物量化步骤，具体实施过程如下：

1.基础数据收集

1.1)通过当地部门、机构以及其他途径收集需要的相关数据，主要包括：地形图、土壤类型图、土地类型图等，如图2所示；

1.2)获取待量化场地的各个采样点的地理信息坐标；将各个采样点分别记为各个相应的点x

1.3)对每个采样点位的土壤进行分层采样，将采样深度由表层向深层依次记为H

2.数据及模型库的建立

2.1)获取待量化场地的各个采样点xi(i＝1，2，……，n)的污染物浓度值Z(xi)；假设研究区域A上已知采样点特征污染物值为Z(x

2.2)Z(xi)之间存在着距离和相对方向变化的关系，克里金插值方法将研究的对象称“区域化变量”；

2.3)针对克里金方法无偏、最小方差条件可得到无偏条件可得待定权系数λ

2.4)所述研究区域内的两点xi，xj的变异函数具体是根据

3.待量化场地各采样点位超标倍数

3.1)将各个采样点x

3.2)计算各个采样点x

4.克里金空间插值

克里金插值法的应用步骤如下：

4.1)输入原始数据，即采样点；

4.2)网格化，选择区域的范围和网格的大小，对区域进行网格化处理；

4.3)数据检验与分析，观察数据是否符合正态分布，如果不符合，进行数据变换；再根据采样值是否合乎实际情况，剔除明显差异点；

4.4)利用变异函数进行变异函数计算，了解变量的空间结构；4.5)克里金插值估计。

5.待量化场地污染物超标面积

分别对所有待量化场地的各个采样点x

5.1)场地污染物浓度数据进行正态分布检验，对于数据不符合正态分布的进行对数变换或幂指数变换来使采样点数据符合正态分布；

5.2)克里金插值模型预测超标污染物空间分布形态；

5.3)如图3、4所示：克里金插值得到规则格网形式的超标污染物分布，格网(G)大小设置为1*1m

5.4)在不同采样深度下，计算每一单层特征污染物的超标面积S

5.5)根据污染程度不同，每一单层又可分为特征污染物浓度未超标S

5.6)每一单层污染物超标面积为S

6.待量化场地污染物污染土方量

6.1)根据每层检测出的污染物浓度是否确定污染物超标深度H

在不同采样深度下，计算每一单层特征污染物的污染土方量V

6.3)根据污染程度不同，每一单层可分为特征污染物浓度未超标V

6.4)每一单层污染物超标土方量为V