土壤重金属污染修复空间与主要污染元素的识别

土壤重金属污染修复空间与主要污染元素的识别
汇报人：张静时间：

Contents GeoDetector 原理 GeoDetector 应用 GeoDetector 操作 GeoDetector 实验 1
2 GeoDetector 应用 3 GeoDetector 操作 4 GeoDetector 实验

GeoDetector 原理组内最小，组间最大。或者因子力

GeoDetector 原理 Geo Detector Factor Detector Ecological Detector
哪些主要影响因子会导致风险？在地理区域i与j之间的风险有什么不同？健康风险因子是独立作用还是交互作用的？ Risk Detector Interaction Detector

GeoDetector 应用（一） NTD 神经管畸形
Neural Tube Defects Distribution in Heshun County Non Neural Tube Defects Distribution in Heshun County Wang JF, Li XH, Christakos G, et al Geographical detectors-based health risk assessment and its application in the neural tube defects study of the Heshun Region, China. International Journal of Geographical Information Science 24(1):

GeoDetector 应用（一）神经管畸形环境风险因子代理变量
Topography of Heshun County Lithology Types of Heshun County Soil Types of Heshun County Wang JF, Li XH, Christakos G, et al Geographical detectors-based health risk assessment and its application in the neural tube defects study of the Heshun Region, China. International Journal of Geographical Information Science 24(1):

GeoDetector 应用（一）神经管畸形社会风险因子代理变量
Wang JF, Li XH, Christakos G, et al Geographical detectors-based health risk assessment and its application in the neural tube defects study of the Heshun Region, China. International Journal of Geographical Information Science 24(1):

GeoDetector 应用（一）神经管畸形环境风险因子力q值环境因子按q排序:
watershed 流域(47%)>lithozone岩层(39%)>soil土壤(24%)>fault断裂带 (19%)>river buffer河流距(13%)>elevation高程(10%)>slope坡度(9%). 社会因子按q排序: crop consumption粮食消费(17.5%)>vegetable consumption蔬菜消费(11.6%)>GDP(11.3%)>no doctors医生数(1.3%)>fertilizer use化肥(0.9%) 交互作用: fault interacts with slope交互=86%>28%=fault断裂(19%)+slope坡度(9%) Wang JF, Li XH, Christakos G, et al Geographical detectors-based health risk assessment and its application in the neural tube defects study of the Heshun Region, China. International Journal of Geographical Information Science 24(1):

GeoDetector 应用（一）神经管畸形结论
Primary environment 原生环境 (watershed水系, lithozone岩层, and soil土壤) strongly controls the NTD occurrence 强烈地控制了神经管畸形的发生. Basic nutrition (food) is more important than artificial environment (fertilizer) in controlling the spatial pattern of NTDs. 营养比人为污染(化肥)对NTD影响更大 Ancient materials released from faults then spreading along slopes dramatically increase the risk of NTDs. 古物质溢出断层与坡度复合增加病险 These findings have implications in the disease intervene specific in the pilot area 以上发现为研究区神经管畸形防控策略制定提供了科学依据 Wang JF, Li XH, Christakos G, et al Geographical detectors-based health risk assessment and its application in the neural tube defects study of the Heshun Region, China. International Journal of Geographical Information Science 24(1):

GeoDetector 应用（二） Quake Death 地震死亡
Hu Y, Wang JF, Li XH, Zhu J Geographical detectors-based risk assessment of the under-five mortality in the 2008 Wenchuan Earthquake, China. PLoS ONE 6(6): e21427.

GeoDetector 应用（二） Quake Death 地震死亡地貌 DEM 坡度断层烈度 5岁以下儿童死亡自然因子

GeoDetector 应用（二） Quake Death 地震死亡倒塌率 5岁以下儿童死亡社会因子人口密度 GDP

GeoDetector 应用（二）地震死亡q值结论：
Quake intensity 地震烈度(0.446) > house collapse 房屋倒塌 (0.338) > Slope 坡度 (0.315) > population density人口密度 (0.141) > DEM (0.116)> Fault 断裂带(0.063) > Geomorphology 地貌(0.060) > GDP (0.048) 交互作用烈度倒塌坡度人密度 DEM 断裂地貌 GDP 0.541 0.552 0.520 0.584 0.514 0.505 0.475 0.425 0.316 0.260 0.405 0.370 0.322 0.156 0.191 0.437 0.342 0.307 0.189 0.154 0.155 0.524 0.385 0.301 0.274 0.230 0.126 0.151 结论：地震烈度、房屋倒塌状况和地形坡度显著控制儿童死亡的发生，且三者间的交互作用极大地增加了地震区儿童死亡的风险。

GeoDetector 应用作者摘要结论王劲峰等
在和顺地区（中国）主要的物理环境（流域， lithozone和土壤）强烈控制神经管缺陷（ NTD ）的发生。在空间NTD模式的控制中基本营养（食物）比人为污染（化肥）更为重要。从地质断层释放出古物质，随后沿着坡度使得NTD风险急剧增加。采用空间差异分析方法和地理探测器对汶川地震中5岁以下儿童死亡率与潜在风险因子之间的关系进行评估对汶川地震中5岁以下儿童死亡率与潜在风险因子之间的关系进行评估，发现：地震强度，坍塌房屋，人口密度以及坡度为主要影响因素，且两两因素之间具有相互作用，交互影响儿童死亡率。利用时空分析方法和地理探测器对云南省红塔区伤寒副伤寒流行率进行分析降雨季节波动与医院污水通过城市排水与排污合流渠道发生时空耦合；经济水平与医疗资源的空间分布发生了显著地交互作用，影响疾病空间分布。李学文等在网格采样的基础上，运用地理探测器对寿光蔬菜区土壤中抗生素残留的影响因素进行探测蔬菜种类的种植决定粪肥的使用量，在很大程度上影响抗生素的空间分布；据此划分出了高风险污染区，并提出通过种植区划调整（辅助影响因素调整）来实现限控的策略。

GeoDetector 操作下载地址：http://www.sssampling.org/excel-geodetector/
Excel-GeoDetector 运行界面连续变量类型变量

Excel-GeoDetector 结果界面

Excel-GeoDetector 结果界面风险探测器

Excel-GeoDetector 结果界面因子探测器

Excel-GeoDetector 结果界面生态探测器

Excel-GeoDetector 结果界面交互探测器

Excel-GeoDetector 结果界面 Enhance 加强 : PD(xy)>PD(x) or PD(x) Enhance, bi- 双加强 :PD(xy)>Max{PD(x),PD(y)} Enhance, nonlinear-非线性加强 : PD(xy)>PD(x) + q(y) Weaken 拮抗 : PD(xy)<PD(x) or q(y) Weaken, uni- 单拮抗 : Min{x,y}<PD(xy)< Max{PD(x),PD(y)} Weaken, nonlinear- 非线性拮抗 : PD(xy)<Min{PD(x),PD(y)} Independent 独立 : PD(xy)=PD(x) + PD(y) 交互探测器

（以健康总风险为因变量，以土壤中各重金属元素浓度值为研究因子）
GeoDetector 实验土壤重金属污染修复空间与主要污染元素识别浓度实测值致癌风险非致癌风险浓度超标倍数图健康评价总风险 GeoDetector 地理探测器（以健康总风险为因变量，以土壤中各重金属元素浓度值为研究因子）否否土壤重金属污染识别及判断土壤重金属污染识别及判断

GeoDetector 实验土壤中各重金属元素浓度实测图

GeoDetector 实验国家土壤二级标准
33 43 2.5 20.0 86.1 218.4 0.5 二级标准（mg/kg） 300 0.3 30 100 250 评价超标未超标最高超标倍数 1.35 23.67 —— 1.82 3.00 注:土壤中重金属元素总量超过二级标准就称为“土壤污染”，为便于统一比较，以下判定土壤重金属元素是否超标均采用国家土壤二级标准（农业用地标准）。需要特别说明的是超标率仅以采集的样品数量计算，而不是计算超标面积。土壤中各重金属元素浓度超标倍数图

GeoDetector 实验土壤中各重金属元素非致癌风险图

GeoDetector 实验土壤中各重金属元素致癌风险图

GeoDetector 实验土壤重金属总非致癌风险图土壤重金属总致癌风险图土壤重金属总风险图

GeoDetector 实验风险探测器

GeoDetector 实验因子探测器生态探测器因子力大小排序：As>Cu>Zn>Cd>Hg
Power value: Cd Hg Zn Cu As 生态探测器 Cd Hg Zn Cu As N Y 因子力大小排序：As>Cu>Zn>Cd>Hg

Interaction_detector
GeoDetector 实验交互探测器 Interaction_detector Cd Hg Zn Cu As 0.6792

GeoDetector 实验交互探测器 Cd ∩ Hg Weaken Enhance,nonlinear-
Interact Result: Enhance,nonlinear- Cd ∩ Zn Cd ∩ Cu Cd ∩ As Interact Result: Enhance,bi- Hg ∩ Zn Hg ∩ Cu Hg ∩ As Zn ∩ Cu Zn ∩ As Cu ∩ As 交互探测器

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