一种重金属污染农田土壤修复效果的综合评估方法技术

本发明专利技术公开了一种重金属污染农田土壤修复效果的综合评估方法，包括：确定重金属污染农田土壤修复效果的评价指标；利用层次分析法获得各评价指标之间的标度，构造判断矩阵，根据判断矩阵，计算得到各评价指标的权重；以评价指标为依据，获取目标区域内采用多种不同修复方式修复后的样本数据；基于各评价指标相对应的样本数据和权重，利用逼近理想解排序法，对目标区域内多种不同修复方式的修复效果进行综合评估排序。本发明专利技术采用层次分析法结合逼近理想解排序法，对重金属污染农田土壤所采用的不同修复方式进行评估排序，实现对重金属污染农田土壤修复效果的综合评估。染农田土壤修复效果的综合评估。染农田土壤修复效果的综合评估。

【技术实现步骤摘要】
一种重金属污染农田土壤修复效果的综合评估方法


[0001]本专利技术属于土壤修复评估
，尤其涉及一种重金属污染农田土壤修复效果的综合评估方法。

技术介绍

[0002]近年来，农田土壤长期受到采矿冶炼、工业生产、大气沉降、污水灌溉以及肥料和农药的过度使用等影响，形成了严重的土壤重金属和类金属污染问题。其中，重金属污染农田土壤修复逐渐成为土壤修复领域的研究热点，国内外学者就重金属污染农田修复技术做了大量试验研究，取得了一定成效。
[0003]现有的重金属污染农田土壤修复技术可以在一定程度上有效降低作物可食用部位重金属含量，达到一定的修复效果。修复重金属污染农田土壤的关键是修复方式的选择，影响重金属污染农田土壤修复效果的主要因素包括：修复方式、土壤重金属形态及生物有效性、土壤理化性状、土壤类型、土壤质地、农作物种类等。因此，如何评估不同修复方式对重金属污染农田土壤的修复效果，从而筛选出适宜的修复方法，是目前农田土壤重金属污染修复领域中亟需解决的问题。
[0004]现有的评估方法大多是对土壤污染状况的单项指标进行评估，主要包括单因子指数法、内梅罗指数法、地累积指数法等。单因子指数法仅适用于单一因子污染区域的评价；内梅罗指数法将土壤环境作为一个整体与历史背景值进行比较，难于反映污染的质变特征；地累积指数法侧重单一重金属，没有考虑生物有效性、各因子的不同污染贡献比。
[0005]而实际上，在农田污染土壤修复效果的评估中，会涉及土壤质量、作物生长安全以及修复经济性等多种因素，现有的评估方法难以实现对重金属污染农田土壤修复效果的综合评估。

技术实现思路

[0006]为解决上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种重金属污染农田土壤修复效果的综合评估方法，采用层次分析法AHP结合逼近理想解排序法TOPSIS，对重金属污染农田土壤所采用的不同修复方式进行评估排序，实现对重金属污染农田土壤修复效果的综合评估，筛选得到最优修复方式。
[0007]为实现上述目的，本公开提供了一种重金属污染农田土壤修复效果的综合评估方法，包括：
[0008]确定重金属污染农田土壤修复效果的评价指标；
[0009]利用层次分析法获得各评价指标之间的标度，构造判断矩阵，根据判断矩阵，计算得到各评价指标的权重；
[0010]以评价指标为依据，获取目标区域内采用多种不同修复方式修复后的样本数据；
[0011]基于各评价指标相对应的样本数据和权重，利用逼近理想解排序法，对目标区域内多种不同修复方式的修复效果进行综合评估排序。
[0012]进一步的技术方案，所述评价指标包括准则层指标和指标层指标，所述准则层指标包括修复技术效果指标、土壤质量指标和经济效益指标。
[0013]进一步的技术方案，所述修复技术效果指标的指标层指标包括土壤有效态重金属含量和农作物可食部位重金属含量；
[0014]所述土壤质量指标的指标层指标包括土壤pH值、土壤有机质含量、土壤碱解氮含量、土壤有效磷含量、土壤速效钾含量、土壤阳离子交换量和土壤微生物多样性指数；
[0015]所述经济效益指标的指标层指标包括农作物产量和修复成本。
[0016]进一步的技术方案，利用层次分析法获得各评价指标之间的标度，具体包括：根据专家经验对每一层级指标中的各指标进行两两对比，通过分析该层级中各指标因素关于上一层级指标因素的重要程度，经过比较确定该层级中各指标的标度。
[0017]进一步的技术方案，根据判断矩阵，计算得到各评价指标的权重，具体包括：
[0018]对判断矩阵进行归一化处理，公式为：
[0019][0020][0021]上式中，a
ji
＝1/a
ij
，为特征向量；i,j＝1,
…
n，n为常数，表示所有指标的个数；
[0022]根据判断矩阵，计算得到各评价指标的权重，公式为：
[0023][0024]上式中，w
i
是给定矩阵的特征值，即表示第i个指标在所有指标中的权重。
[0025]进一步的技术方案，在计算得到各评价指标的权重后，对所得权重进行一致性检验，具体为：基于判断矩阵，计算一致性比率CR，若一致性比率CR＜0.1，则认为该判断矩阵通过一致性检验，各评价指标的权重计算合理。
[0026]进一步的技术方案，所述一致性比率CR的计算公式为：
[0027][0028][0029][0030]上式中，w
i
表示第i个指标在所有指标中的权重，n为常数，表示所有指标的个数，λ
max
为判断矩阵的最大特征值，CI为一致性指标，RI为随机一次性指标。
[0031]进一步的技术方案，基于各评价指标相对应的样本数据和权重，利用逼近理想解排序法，对目标区域内多种不同修复方式的修复效果进行综合评估排序，具体为：
[0032]对获取的样本数据进行归一化加权处理，得到加权规范化决策矩阵；
[0033]根据加权规范化决策矩阵，确定该矩阵的理想解和负理想解；
[0034]基于各评价指标相对应的样本数据，计算各修复方式到理想解与负理想解的欧式距离值；
[0035]基于所述欧式距离值，计算各修复方式的相对接近度；
[0036]根据相对接近度进行综合评估排序。
[0037]进一步的技术方案，对获取的样本数据进行归一化加权处理，得到加权规范化决策矩阵，具体为：
[0038]基于样本数据构建多参数决策矩阵，对多参数决策矩阵进行规范化，得到规范化决策矩阵；
[0039]将规范化决策矩阵与由各评价指标权重构成的权重向量相乘，得到加权规范化决策矩阵。
[0040]进一步的技术方案，基于所述欧式距离值，计算各修复方式的相对接近度，具体为：
[0041][0042]上式中，Δ
i
为相对接近度，为各修复方式与理想解之间的欧式距离值，为各修复方式与负理想解之间的欧式距离值，m表示所采用的修复方式的数量。
[0043]以上技术方案存在以下有益效果：
[0044]1、本公开提出了一种重金属污染农田土壤修复效果的综合评估方法，基于层次分析法AHP与逼近理想解排序法TOPSIS，提出重金属污染农田土壤修复效果综合评价体系，综合选取了修复技术效果、土壤质量和经济效益作为准则层指标，进而筛选出适宜当地镉污染农田修复的最佳技术，为重金属污染农田修复决策制定提供科学指导。
[0045]2、本公开提出了一种重金属污染农田土壤修复效果的综合评估方法，采用层次分析法AHP结合逼近理想解排序法TOPSIS，对重金属污染农田土壤所采用的不同修复方式进行评估排序，实现对重金属污染农田土壤修复效果的综合评估，筛选得到最优修复方式，该综合评估结果可为后期该重金属污染农田土壤的修复治理和生态环境保护提供理论依据。
[0046]3、本公开对镉污染农田土壤修复效果做出科学评价后，可通过制定合理性的修复手段或研发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重金属污染农田土壤修复效果的综合评估方法，其特征是，包括：确定重金属污染农田土壤修复效果的评价指标；利用层次分析法获得各评价指标之间的标度，构造判断矩阵，根据判断矩阵，计算得到各评价指标的权重；以评价指标为依据，获取目标区域内采用多种不同修复方式修复后的样本数据；基于各评价指标相对应的样本数据和权重，利用逼近理想解排序法，对目标区域内多种不同修复方式的修复效果进行综合评估排序。2.如权利要求1所述的重金属污染农田土壤修复效果的综合评估方法，其特征是，所述评价指标包括准则层指标和指标层指标，所述准则层指标包括修复技术效果指标、土壤质量指标和经济效益指标。3.如权利要求2所述的重金属污染农田土壤修复效果的综合评估方法，其特征是，所述修复技术效果指标的指标层指标包括土壤有效态重金属含量和农作物可食部位重金属含量；所述土壤质量指标的指标层指标包括土壤pH值、土壤有机质含量、土壤碱解氮含量、土壤有效磷含量、土壤速效钾含量、土壤阳离子交换量和土壤微生物多样性指数；所述经济效益指标的指标层指标包括农作物产量和修复成本。4.如权利要求1所述的重金属污染农田土壤修复效果的综合评估方法，其特征是，利用层次分析法获得各评价指标之间的标度，具体包括：根据专家经验对每一层级指标中的各指标进行两两对比，通过分析该层级中各指标因素关于上一层级指标因素的重要程度，经过比较确定该层级中各指标的标度。5.如权利要求1所述的重金属污染农田土壤修复效果的综合评估方法，其特征是，根据判断矩阵，计算得到各评价指标的权重，具体包括：对判断矩阵进行归一化处理，公式为：化处理，公式为：上式中，a
ji
＝1/a
ij
，为特征向量；i,j＝1,
…
m，n为常数，表示所有指标的个数；根据判断矩阵，计算得到各评价指标的权重，公式为：上式中，w
i
是给定矩阵的特征值，即表示第i个指标在所有指标中的权重。6.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙瑞莲，王芸，李正，高松，王卓群，
申请(专利权)人：烟台市牟平区农业技术推广中心，
类型：发明
国别省市：