Page 126 - 遥感技术在生态环境监测中的应用研究

第五章 遥感技术在煤矿矿山地质环境监测中的应用研究

第三节 煤田土壤污染遥感监测

煤矿开采过程中会产生大量的矿业固体废物，如果这些固体废物长期堆积，在风化和
雨水淋滤等作用下，其中的微量重金属元素就会发生迁移，进入周围的土壤，导致土壤重
金属含量增加。这些有毒重金属元素不易被土壤生物所降解，在土壤中逐渐累积，导致土

壤污染，影响矿区周边农作物产量和质量，并最终通过食物链危害人类的健康。
对土壤重金属污染程度进行监测时，传统的监测方法，是从土壤中取样，然后对样品
进行化学成分分析，进而可以科学、精确地确定土壤中的重金属元素含量。但是这种监测

方法环节多，并且会消耗较长的时间，所以会消耗较多的成本，并且不能获取大范围内的
土壤重金属污染物含量。而高光谱遥感技术具有快速、宏观等特点，可以科学、精确地监

测地物信息，所以，这种技术在壤重金属污染监测领域的应用优势十分明显。
本部分以北方某煤田露天开采区为例，介绍了土壤重金属污染中高光谱遥感监测方法
的应用，希望能够有助于煤田土壤重金属污染防治工作的高效开展。

一、土壤样品采集与处理

（一）土壤采样

本次研究的矿区开采规模很大，目前有五个露天矿坑，具有典型的露天煤矿的特点，
周围配套基础设施有煤电厂、煤化工（在建）厂、煤矿办公区和职工生活区、水库、居民
点等，废渣、废液和废气（三废）污染严重，地表遭到严重破坏，土壤受到不同程度污染，

对矿区及周边生态环境造成巨大影响。根据露天煤矿的特点，重点对其矿坑周围、排土场、
电厂、选矿厂等及其周边土壤进行采集，用 GPS 对土壤采集点进行坐标定位。

矿区共布设有 38 个样点。采用 5 点混合采样法对土壤样品进行采集，每个样点分三
层采集，深度分别为 0 ～ 10cm、10 ～ 20cm、20 ～ 30cm，每份土样采集重量约 lkg。为表
述方便，将不同深度土层分别定义为：A 层表示 0 ～ 10cm，B 层表示 10 ～ 20cm，C 层表

示 20 ～ 30cm。
（二）土壤重金属含量化学测定

称取样品 0.2000g，用盐酸、硝酸、氢氟酸溶解，蒸至近干后，用 5% 的盐酸加热溶解，
再用高纯水定容至 20mL，汞和砷两种元素使用原子荧光光谱法监测，铅、铜、锌、铬、镉、
镍 6 种元素采用火焰原子吸收光谱法监测。
（三）土壤样品反射光谱测定

本研究采用美国 ASD（Analytical.Spectral.Devices）Fieldspec.Pro.FR 对土壤样品进行光
谱测定，该光谱仪可以对多种地物，如土壤、植被、建筑物表面、水体、岩石等进行光谱

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