探究土壤重金屬調(diào)查采樣數(shù)目的確定方法

田嘉璐

（廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，廣西 南寧 530023）

0 引言

鉛、汞、鐵、銅、鉻、砷、錳以及鋅等為土壤中重金屬污染物關(guān)鍵的成分，而砷并不在金屬類范疇之中，不過因?yàn)槠渌a(chǎn)生的因素和危害作用與重金屬是相似的，因此也被列進(jìn)重金屬的類別，并且統(tǒng)一進(jìn)行相關(guān)分析。重金屬毒性影響是非常大的，而且對植物來說，土壤當(dāng)中含有的鉛、鎘與汞會影響植物較好的發(fā)育以及生長，假如被群眾不小心食用，將會導(dǎo)致人體的免疫力降低，各方面的身體機(jī)能將會遲緩，從而對于人體健康造成一定影響，而且，植物的生長中所需必要元素，像是鋅、銅等將會對與環(huán)境產(chǎn)生多種污染。存在相應(yīng)數(shù)據(jù)表明，到現(xiàn)在為止，相關(guān)的重金屬已多達(dá)幾十種，而且同類型金屬，因?yàn)楸旧硭a(chǎn)生原因和相關(guān)特點(diǎn)是不一樣的，其對于土壤造成的危害也是不一樣的，因此，應(yīng)當(dāng)對于土壤中重金屬相應(yīng)數(shù)據(jù)信息實(shí)施采樣以及調(diào)查，對于改進(jìn)以及優(yōu)化土壤方面的研究實(shí)施更為深入討論。

1 優(yōu)化采樣措施的意義

采樣措施，關(guān)鍵指的是于采集樣本進(jìn)程當(dāng)中，通過對于采樣點(diǎn)相應(yīng)數(shù)據(jù)實(shí)施管理和優(yōu)化之后，實(shí)施一定的選擇以及布局，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)查的目標(biāo)，在開展采樣進(jìn)程當(dāng)中，相應(yīng)工作人員需要綜合地、全面地考慮研究成本以及精確度，并且于提前合理預(yù)測狀況之下，對于不一樣的形式制定相關(guān)完善措施，并選取最佳措施。

1.1 土壤特點(diǎn)采樣研究基本工藝

開展土壤采樣的研究，能夠完整與精準(zhǔn)地開展數(shù)據(jù)信息分析與樣本的采集設(shè)計(jì)。而且采樣設(shè)計(jì)大部分情況為統(tǒng)計(jì)不全面的調(diào)查狀態(tài)下開展，就是指相關(guān)工作者與研究中現(xiàn)實(shí)情況相結(jié)合，依照相應(yīng)調(diào)查措施采取一定研究方法從而將采樣調(diào)查分析完成的進(jìn)程。因?yàn)椴蓸庸ぷ魅藛T所應(yīng)用的操作工藝是不一樣，再加遭受外界環(huán)境原因的影響，因此調(diào)查出來結(jié)果將會是不一樣的，將會對于土壤信息研究抽樣檢測造成一定的作用。對于實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)計(jì)分析的誤差情況而言，不合理采樣設(shè)計(jì)對于土壤研究工作具有較大影響，由此能夠得知，土壤的采樣設(shè)計(jì)為土壤特點(diǎn)研究根本，較好采樣工作能夠幫助相關(guān)研究工作人員獲得合理數(shù)據(jù)。開展有效科學(xué)的采樣措施為保持土壤特點(diǎn)研究且對于土壤特性進(jìn)行分析的基礎(chǔ)條件。開展抽樣策略的調(diào)查能夠保證統(tǒng)計(jì)投入的成本與信息的平衡性以及精準(zhǔn)性，抽樣工作人員能夠投進(jìn)最小人力以及物力成本得到更為有利樣本采集信息，確保土壤研究完整性。除此之外，開展土壤的采樣設(shè)計(jì)工作，較好研究措施能夠有助于研究工作人員提升組織效率。

1.2 土壤特點(diǎn)研究數(shù)據(jù)信息保證

互聯(lián)網(wǎng)科技逐漸發(fā)展進(jìn)步的大時(shí)代環(huán)境之下，群眾應(yīng)用著各類電子信息科技與科學(xué)研究措施，與空間信息相結(jié)合對于土壤實(shí)施深入分析，例如在區(qū)域經(jīng)濟(jì)、氣象檢測以及土壤數(shù)據(jù)信息發(fā)展等方面。此外，因?yàn)檠芯款I(lǐng)域的范圍逐漸擴(kuò)增，研究工作人員所需的土壤特點(diǎn)還有相對維度將會逐漸增加，應(yīng)用原始數(shù)據(jù)信息處理方式以及應(yīng)用工藝已不能得到更加全面數(shù)據(jù)信息，可能對于土壤研究構(gòu)成一定阻礙。相關(guān)工作人員逐漸探討下，獲得新型數(shù)據(jù)信息挖掘技術(shù)措施，這類技術(shù)方法為一個(gè)涉及多類學(xué)科行業(yè)的一類專業(yè)工藝，具體涵蓋了統(tǒng)計(jì)操作、機(jī)器學(xué)習(xí)以及人工智能等多個(gè)方面，這其中的離群樣點(diǎn)數(shù)據(jù)信息檢測方式為數(shù)據(jù)挖掘基本的環(huán)節(jié)之一，這類措施關(guān)鍵是通過數(shù)據(jù)信息分析找到隱藏潛在的數(shù)據(jù)，從而消除離群樣本對于整體樣本的研究中所形成不利因素，使數(shù)據(jù)信息挖掘與相關(guān)檢測措施有機(jī)協(xié)調(diào)獲得實(shí)現(xiàn)。

2 土壤重金屬調(diào)查采樣數(shù)目的確定措施

2.1 經(jīng)驗(yàn)型措施

土壤重金屬的調(diào)查采樣進(jìn)程當(dāng)中，經(jīng)驗(yàn)型措施為相關(guān)專家學(xué)者很早之前所提出并應(yīng)用的措施。這類操作措施有著一定工作難度，且操作工藝相對來說是比較復(fù)雜的，應(yīng)當(dāng)邀請一些具有豐富土壤研究經(jīng)驗(yàn)并且具有較強(qiáng)現(xiàn)實(shí)工作經(jīng)驗(yàn)的專家實(shí)施操作，而且這類專家于研究進(jìn)程當(dāng)中，需要確保土壤檢測條件的精度于71%~81%間，而且經(jīng)過一定技術(shù)工藝對于這次研究中土壤采集的樣本數(shù)目、相應(yīng)研究費(fèi)用以及成本進(jìn)行核算。相應(yīng)學(xué)者專家曾提出，假如土壤的研究數(shù)據(jù)中沒有一定精度制約，則應(yīng)當(dāng)于狹小檢測空間中布設(shè)幾十采樣點(diǎn)；而且學(xué)者經(jīng)過眾多實(shí)踐證明，對于土壤成分中砷實(shí)施空間分析的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)在砷開展基因變異的時(shí)候，1601m×2705m空間區(qū)域之內(nèi)，相應(yīng)研究工作人員需要依照土壤特點(diǎn)與地質(zhì)狀況開展科學(xué)有效的規(guī)劃，通常需要布設(shè)400個(gè)樣本的采集點(diǎn)。而且這類調(diào)查措施于一定程度之上確保信息數(shù)據(jù)是真實(shí)可靠的，工藝相對來說比較煩瑣復(fù)雜，時(shí)常有調(diào)查工作人員存在敷衍偷懶的不作為情況，對于操作工藝進(jìn)行簡化，沒有依據(jù)規(guī)定采集數(shù)目實(shí)施分析，造成相應(yīng)土壤數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)重復(fù)問題。除此之外，還存在一類相對比較久遠(yuǎn)統(tǒng)計(jì)措施就是目的性的采樣措施，其是相應(yīng)土壤學(xué)者于確定了具有一定代表性樣點(diǎn)統(tǒng)計(jì)后，應(yīng)用過往經(jīng)驗(yàn)推出的相應(yīng)研究措施，早期的土壤調(diào)查案例當(dāng)中，相應(yīng)專家將會開展實(shí)地土壤采樣的收集工作，從而將土壤樣本的空間位置確定出來，就像是，部分典型目的采樣案例顯示，在大致76.5%精度制圖的操作之下，以61km2空間范圍之內(nèi)作為例子，布設(shè)36個(gè)樣點(diǎn)是最為合理的。

這類措施過分依賴土壤學(xué)者主觀的判斷與以往實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)，還沒有構(gòu)成統(tǒng)一的知識理論構(gòu)造以及相應(yīng)經(jīng)驗(yàn)框架，運(yùn)用進(jìn)程當(dāng)中，通常會構(gòu)成操作工藝混亂問題。伴隨科技逐漸發(fā)展進(jìn)步以及相關(guān)工作人員自主創(chuàng)新，該統(tǒng)計(jì)學(xué)措施由此出現(xiàn)。

2.2 統(tǒng)計(jì)學(xué)措施：地統(tǒng)計(jì)學(xué)

地統(tǒng)計(jì)學(xué)指的是應(yīng)用數(shù)學(xué)當(dāng)中發(fā)展比較快速的一個(gè)統(tǒng)計(jì)分支，利用區(qū)域變量當(dāng)作基礎(chǔ)，借用一定變異函數(shù)，保證研究項(xiàng)目結(jié)構(gòu)性還有隨機(jī)性。土壤重金屬的調(diào)查工作當(dāng)中，克里格措施經(jīng)過對于采樣地區(qū)變化數(shù)據(jù)信息變量實(shí)施線性取值，從而做出最優(yōu)信息評估以及檢測。普通克里格法于地統(tǒng)計(jì)學(xué)的分析當(dāng)中運(yùn)用是最為普遍的，其是多元線性回歸過程，依照抽樣調(diào)查的數(shù)據(jù)信息隨機(jī)性，于現(xiàn)實(shí)測量基礎(chǔ)之上，開展最優(yōu)調(diào)查計(jì)算，如圖1為一種地統(tǒng)計(jì)學(xué)使用流程。

圖1 地統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)學(xué)函數(shù)使用流程

3 存在問題以及展望

3.1 存在的關(guān)鍵問題

（1）想要于土壤重金屬的調(diào)查當(dāng)中獲取精準(zhǔn)、真實(shí)的數(shù)據(jù)信息，需要采取多類先進(jìn)調(diào)查統(tǒng)計(jì)措施，在運(yùn)用克里格措施當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)要求相關(guān)的采樣設(shè)計(jì)措施是多樣的，進(jìn)而對于后續(xù)采樣分析以及以后檢測供給一定保證，這類措施并不適用沒有熟悉掌握統(tǒng)計(jì)知識調(diào)查工作人員，而且對于技能需要與專業(yè)性具有較高要求。

（2）建立起多類模型數(shù)據(jù)方案雖說能夠應(yīng)對各類調(diào)查中突發(fā)問題，不過于抽樣調(diào)查進(jìn)程當(dāng)中將呈現(xiàn)出過多隨機(jī)性以及主觀目的性，而且還存在部分調(diào)查工作人員將會忽略掉采樣點(diǎn)空間性而產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息的受損和丟失，對于調(diào)查工作中眾多有利資源浪費(fèi)。

（3）在3S科技水平逐漸發(fā)展以及運(yùn)用下，對于地理空間來說，原始統(tǒng)計(jì)調(diào)查措施不能夠使土壤重金屬的研究工作需求獲得滿足。

（4）科學(xué)合理的采樣設(shè)計(jì)措施通常均集中歸檔在縣級以上單位，研究的范圍還有數(shù)據(jù)尺度方面存有一定弊端。除此之，采樣設(shè)計(jì)措施確定出來之后，并沒有建立起健全完善合理的數(shù)據(jù)信息評估機(jī)制以及相應(yīng)評價(jià)體系準(zhǔn)則，使土壤調(diào)查的研究可行性以及統(tǒng)一性是比較差的。

3.2 展望

①在對于土壤重金屬的采樣數(shù)目進(jìn)行確定前，應(yīng)當(dāng)密切全面地對于土壤重金屬變異問題進(jìn)行分析，而且確定出土壤調(diào)查采樣單元；②需要強(qiáng)化經(jīng)驗(yàn)型以及統(tǒng)計(jì)學(xué)采樣措施深研究，相應(yīng)專家學(xué)者需要探索得到多類新型統(tǒng)計(jì)措施，免于在工作進(jìn)程當(dāng)中出現(xiàn)主觀臆斷情況，造成數(shù)據(jù)信息存有人為因素。從而采取最優(yōu)調(diào)查措施進(jìn)行相應(yīng)研究工作；③由于現(xiàn)階段國內(nèi)缺少明確分布狀態(tài)將土壤重金屬含量提出的檢測措施，造成土壤重金屬的含量于研究當(dāng)中易出現(xiàn)變異，在統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度進(jìn)行考慮，需要經(jīng)過正態(tài)分布構(gòu)造對土壤的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行確定，逐漸自主創(chuàng)新，對于土壤發(fā)展以及研究做出貢獻(xiàn)。

4 結(jié)語

綜上所述，對土壤重金屬調(diào)查采樣措施不是一直不變的，相應(yīng)研究工作人員應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn)以及統(tǒng)籌規(guī)劃，對于土壤特點(diǎn)以及重金屬的含量進(jìn)行全面分析基礎(chǔ)之上，選取對于研究工作最為有效的措施，于一定程度之上促使社會獲得可持續(xù)發(fā)展。