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土壤重金属污染危害人体健康、破坏生态平衡、威胁粮食安全。但重金属现场实时检测一直是目前技术难题,急需一种准确、经济、实用的现场检测方法。本文基于介电双线理论构建了一个新型双线性介电计算模型,并探究了模型对土壤介电特性测量的适应性。在此基础上,对黄土、黄绵土与砂壤土分别在重金属(Cu2+、Cr6+)6个不同污染浓度、4个不同体积含水量和7个不同温度条件下进行土壤介电谱测量。探究了重金属(Cu2+、Cr6+)不同污染浓度在多种不同物理条件（土壤质地、温度、频率和体积含水量）下对土壤介电特性的影响规律特征,分析了重金属(Cu2+、Cr6+)污染浓度与土壤介电常数（复介电常数、视在介电常数）的关系规律以及土壤质地、温度、频率和体积含水量对其影响。对土壤中重金属铜(Cu2+)与铬(Cr6+)分别构建污染浓度频域介电法检测经验公式,并对2个经验公式分别进行回归相关性分析和验证样本验证适用性分析。本文得出以下主要结论:（1）基于介电双线性理论构建的新型双线性介电计算模型,在14.28mm定制介电探头基础上对混合材料介电谱测量有良好适用性。（2）模型对土壤介电特性测量有较好适应性。在14.28mm定制介电探头基础上,905MHz～1903MHz是复介电实部和视在介电常数分别进行土壤频域介电法含水量测定的最优频段,1502.88MHz是最佳频率点。与Topp公式、Roth公式和Malicki公式相比,本文构建的土壤体积含水量视在介电测定经验式计算值与烘干法实测含水率在相关性上表现更优,其R2为0.8907,RMSE为0.034cm3/cm3,RPD为3.026;土壤体积含水量复介电实部测定经验式计算值与烘干法实测值含水率相关性对比,R2为0.9126,RMSE为0.0294 cm3/cm3,RPD为3.343。（3）双线性介电计算模型对土壤重金属(Cu2+、Cr6+)污染介电特性测量有较好效果。1MHz～700MHz频段内,土壤复介电常数虚部能较为敏感的表现出重金属(Cu2+、Cr6+)不同污染浓度对土壤介电特性的影响规律;100MHz～700MHz频段内,土壤复介电常数虚部值与重金属(Cu2+、Cr6+)浓度关系随频率变化较为稳定,且对重金属(Cu2+、Cr6+)不同浓度下的土壤复介电常数虚部值有显著区分。从定量关系上分析土壤复介电常数虚部值与重金属(Cu2+、Cr6+)不同浓度相关性受温度、频率和体积含水量的复合影响分析发现,在14.28mm定制介电探头基础上,300.42 MHz～500.04MHz是土壤重金属(Cu2+、Cr6+)污染浓度频域介电法检测的理想频段,300.42 MHz是最佳频率点。对经验公式回归相关性分析发现,2经验公式分别对土壤中重金属铜(Cu2+)与重金属铬(Cr6+)污染浓度计算值与实测值均有较好线性相关性,其R2均大于0.92,RMSE均小于35.0mg/kg,RPD均大于4.8;对验证样本数据分析发现,2经验公式重金属污染浓度计算值与实测值相关性,其决定系数R2均大于0.91,RMSE均小于36.0mg/kg,RPD均大于4.5。数据结果表明,本文基于双线性介电计算模型构建的土壤重金属铜(Cu2+)污染浓度频域介电法检测经验公式和土壤重金属铬(Cr6+)污染浓度频域介电法检测经验公式,分别对土壤中重金属铜(Cu2+)和铬(Cr6+)污染浓度的检测精度较为准确,适用性较好。