我国土壤污染重点行业企业环境污染风险评估
文献类型：学位论文
| 作者 | 李凯 |
| 答辩日期 | 2022-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 雷梅 |
| 关键词 | 土壤污染重点行业企业 污染地块 机器学习 排放清单 耕地重金属污染风险 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 英文摘要 | 土壤污染重点行业企业是筛选出的对我国土壤环境影响较大的行业企业，是 我国土壤环境管理的重点。自 2011 年以来，我国在企业用地和农用地土壤环境 调查、风险评估、风险管控和修复等方面取得了重要进展，但受资金和时间限制，仍然在全国层面上缺乏土壤污染重点行业企业所产生的环境风险格局信息。本文 利用网络公开渠道构建的我国土壤污染重点行业企业用地信息数据集和污染地 块信息数据集，采用机器学习方法建立了快速、高效、准确的我国土壤污染重点 行业企业用地污染状况判别模型，并核算了1981-2020年重点行业企业重金属累 计产排量，进而对其所在区域的耕地重金属污染风险进行评估，完成了对我国重 点行业企业“内”和“外”两个空间范围的环境污染风险评估，为重点行业企业用地分类管理、重金属污染源头管控、耕地重金属污染源解析提供了重要支撑，得到以下主要结论： （1）以 2192 块已调查确认污染地块作为机器学习训练样本，运用指标替代、 T 检验、卡方检验等方法，得到重点行业企业污染状况判别的关键特征变量，将ROC 曲线、准确率、交叉验证作为模型精度验证评估方法，分行业构建机器学 习模型，得到重点行业企业污染状况判别的最优机器学习模型为逻辑回归模型。进行重点行业企业污染状况判别时，不同行业之间及其与所有行业之间的关键特征变量存在一定差异。在分行业模型判别中作用明显的特征变量，在合并后的所有行业中并不一定有显著作用。所有行业的判别模型精度总体低于分行业的判别模型，但差异不大。这种较小精度差异证明，重点行业企业用地污染状况判别中，特征变量不但在同一行业存在作用强度差异和多重共线性，而且所有行业样本中的特征变量可能对分行业样本的特征变量具有一定的解释能力。运用已训练好的逻辑回归模型对我国 125722 块重点行业用地进行仿真，获得我国重点行业企业用地高概率污染地块。运用模型性能最优下的重点行业企业用地污染概率阈值，将我国重点行业企业用地划分为 58532 块高概率污染地块（46.56%）和 67190块低概率污染地块（53.44%）。从局部来看，长三角、珠三角、京津冀、山东、辽宁中部、河南中北部、陕西中南部、陕西与河南、山西交界处、湖北南部、湖 南、江西西北部、福建沿海、广西北部、云南西部、成渝地区是我国重点行业企业高概率污染地块的分布热区。 （2）基于已有重点行业企业信息数据集，采用排放因子法，对重金属排放 量大，占比高的有色金属采选行业、有色金属冶炼行业、电镀行业和皮革鞣制加 工行业企业进行全生命周期重金属产排量核算。核算结果显示，我国 1981-2020年有色金属采选业、有色金属冶炼业、电镀行业、皮革鞣制加工行业重金属汞、 镉、铅、砷、总铬、六价铬的产生量为 1491593 吨，排放量为 287250 吨，占产 生量的 19.26%。其中，产生重金属汞 7312 吨，排放 981 吨，占产生量的 13.42%； 镉产生量为 118726 吨，排放量为 17021 吨，占产生量的 14.34%；铅产生量和排 放量在五种重金属元素中最高，共产生 215170 吨，排放 141895 吨，占产生量的22.02%；砷产生 141895 吨，排放 17240 吨，占产生量的 12.15%；总铬产生量为194833 吨，排放量为 34349 吨，占产生量的 17.63%；六价铬产生量为 52209 吨， 排放量为 2488 吨，占产生量的 4.77%。锌冶炼、铅冶炼、铅锌矿采选是我国重 金属汞、镉、铅、砷排放的主要来源；内蒙古赤峰、湖南郴州、广西河池、甘肃 陇南、辽宁葫芦岛、广东韶关、云南曲靖、云南红河、湖南湘西、湖南株洲、江 西鹰潭、河北石家庄、浙江温州、四川成都、广东东莞是我国重金属污染防控的 重点区域。 （3）将企业尺度的重金属排放量作为区域耕地重金属污染风险的源强，基于源-途径-受体风险三要素，对以区域（网格）为单元的我国耕地重金属污染风险进行评估，我国存在重点行业企业重金属污染风险的耕地面积为285718km2， 占总面积的16.00%，其中，耕地重金属污染高风险区域耕地面积为 78694km2，占我国耕地总面积的 4.41%；中风险区域耕地面积为152204km2，占我国耕地总 面积的 8.52%；低风险区域耕地面积为 54821km2，占我国耕地总面积的 3.07%。 我国耕地重金属污染高风险区域在湖南中南部、河南中部、四川盆地、云南西部、江西西部、珠三角、长三角、河北中部、山东北部、广东北部集聚分布，是需要重点关注的地区。高风险源危害性，中受体脆弱性和中传输能力是高风险区域形 成的主要风险模式。 |
| 学科主题 | 环境科学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 149 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/184612]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李凯. 我国土壤污染重点行业企业环境污染风险评估[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2022. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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