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基于PCA-APCS-MLR模型的乌梁素海表层沉积物重金属时空分布及来源解析 被引量：11
1
作者 崔志谋 史小红 +5 位作者 赵胜男 卢俊平 张昊 刘莹慧 郭鑫 王彦隽 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1415-1427,共13页
为深度认识寒区湖泊表层沉积物重金属冰封与非冰封期时空分布差异特征、准确评估潜在生态风险程度和解析污染源,以寒区乌梁素海为研究对象,于2020~2021年对布设的20个采样点进行为期1a的样品采集工作,按照冰封和非冰封期收集120个表层... 为深度认识寒区湖泊表层沉积物重金属冰封与非冰封期时空分布差异特征、准确评估潜在生态风险程度和解析污染源,以寒区乌梁素海为研究对象,于2020~2021年对布设的20个采样点进行为期1a的样品采集工作,按照冰封和非冰封期收集120个表层沉积物样品.测定了As、 Cd、 Cr、 Cu、 Ni、 Pb、 Zn和Hg共8种重金属含量.采用相关性分析法、主成分分析法和绝对因子得分-多元线性回归(APCS-MLR)受体模型进行重金属污染溯源.结果表明:(1)表层沉积物重金属含量冰封与非冰封期分布规律具有差异性,冰封期重金属分布均呈现出中北部较高,南部较低的特点;非冰封期Cd和Hg主要分布于湖区中部和南部.(2)湖泊表层沉积物重金属Hg为偏重度污染,Cd和As为偏中度污染水平,Ni为轻度污染.整体表现为高风险水平,非冰封期污染水平高于冰封期,主要环境风险因子分别为Hg和Cd,分别表现为极高风险和中等风险.(3)湖泊表层沉积物重金属来源主要为采矿和交通的综合工业源、农业源和自然源,工业源对As、 Ni、 Pb和Hg的贡献率分别为62.67%、 75.31%、 77.47%和80.11%,Cu和Zn主要来源为自然源,Cd受农业源影响较大,贡献率为81.57%,Cr的来源主要除受自然因素的影响外,人类活动和未知来源的影响也不可忽视. 展开更多
关键词 表层沉积物 重金属 pca-apcs-mlr模型 时空分布 源解析
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典型河流磷组分溯源方法研究
2
作者 吴萍 薛军 +3 位作者 王梦竹 戴君伟 张满成 尤本胜 《人民长江》 北大核心 2025年第4期82-89,98,共9页
磷作为长江流域首要污染物,污染来源广、组成复杂,难以实现精准溯源。以长江下游干流泰州市境内高港码头区域为研究对象,通过磷形态分析、三维荧光和高分辨质谱技术,开展周边典型入江支流、河口磷的组成特征分析,结合PCA-APCS-MLR模型... 磷作为长江流域首要污染物,污染来源广、组成复杂,难以实现精准溯源。以长江下游干流泰州市境内高港码头区域为研究对象,通过磷形态分析、三维荧光和高分辨质谱技术,开展周边典型入江支流、河口磷的组成特征分析,结合PCA-APCS-MLR模型算法进行磷来源解析。结果表明:①风浪和船只航行扰动底泥造成近岸颗粒态磷增加,是溯源断面总磷上升的主要因素。②正磷酸盐沿程变化不大,工业污染可能性较小。③流域荧光物质主要为腐殖质,污染同源性较强。④高分辨质谱精准解析有机磷特征指纹,构建PCA-APCS-MLR污染源贡献率模型,得出生活污水、材料化工、农业、医药化工、其他工业污染及其他源对总磷污染贡献比例分别为47%,5%,3%,1%,1%和43%,高港码头磷主要来源于底泥和近岸输入。 展开更多
关键词 总磷 污染特征 溯源 污染贡献 pca-apcs-mlr模型 高港码头 长江
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基于水化学和氢氧同位素的拜城盆地泉水成因研究
3
作者 许艾龙 吴彬 +4 位作者 刘坤 王翠 杜明亮 杨鹏年 邹长江 《水土保持通报》 北大核心 2025年第3期47-59,共13页
[目的]分析拜城盆地泉水水化学及同位素特征,识别泉水、河水、潜水三者的转化关系,揭示泉水成因,为拜城盆地水资源合理开发利用提供理论依据。[方法]通过采集拜城盆地泉水样品,测试分析,综合运用Gibbs图、PCA-APCS-MLR模型、氢氧同位素... [目的]分析拜城盆地泉水水化学及同位素特征,识别泉水、河水、潜水三者的转化关系,揭示泉水成因,为拜城盆地水资源合理开发利用提供理论依据。[方法]通过采集拜城盆地泉水样品,测试分析,综合运用Gibbs图、PCA-APCS-MLR模型、氢氧同位素等方法,定量探讨泉水与其他水体的转化量,分析泉水来源及其成因。[结果]①泉水水化学类型主要为HCO3·SO4·Cl-Ca·Na型,泉水与潜水、河水转化频繁;②泉水水化学组分中Ca^(2+),Na+,Mg^(2+)和SO42-源于石膏等盐类的风化溶解,Na+和Cl−源于钠长石和蒙脱石等硅酸盐矿物风化溶解,且农业及工矿生产、人类生活对泉水中硝酸盐的影响较大;③泉水δD和δ^(18)O值变化范围分别为-81.28‰~-50.27‰和-12.20‰~-8.57‰,拜城盆地南部潜水、泉水中δD和δ^(18)O整体贫于北部,大量河水的补给使南部潜水、泉水δD和δ^(18)O趋于贫化;④盆地内地表水—地下水转化关系主要为河水补给潜水、泉水,木扎提河中游、克孜尔河上游,河水、潜水对泉水的补给比例分别为8.3%~50.1%,49.9%~91.7%。[结论]拜城盆地泉水主要为侵蚀下降泉和溢出下降泉。拜城盆地北部高中山区的大气降水、冰雪融水沿基岩裂隙入渗形成地下水,受河流、山洪沟切割第四系松散岩类孔隙水含水层影响,潜水溢出形成侵蚀下降泉,主要分布在木扎提河上游至中游段;高中山区形成的地下水在河流或沟谷切割含水层后出露形成地表水,地表水入渗到平原区后再次转化为地下水,地下水在运移过程中遇到新近系泥岩、砂岩、砾岩形成的相对隔水层后运动受阻,水位壅高出露地表,形成溢出下降泉,主要分布在木扎提河中下游与克孜尔河下游。 展开更多
关键词 泉水成因 氢氧同位素 pca-apcs-mlr模型 线性端元混合模型 拜城盆地
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海峡西岸某县城大气降尘重金属分布特征与来源解析
4
作者 李志艺 林金钩 《环境生态学》 2025年第4期142-150,177,共10页
以海峡西岸某县城为研究对象,于2022年12月—2023年12月,在该县县城4个采样点采集大气降尘,分析14种重金属元素含量、分布特征及相关性,并运用PMF模型和PCA-APCS-MLR模型解析其来源和贡献率。结果表明,该县县城大气降尘中8项重金属含量... 以海峡西岸某县城为研究对象,于2022年12月—2023年12月,在该县县城4个采样点采集大气降尘,分析14种重金属元素含量、分布特征及相关性,并运用PMF模型和PCA-APCS-MLR模型解析其来源和贡献率。结果表明,该县县城大气降尘中8项重金属含量明显超福建省土壤背景值,污染风险最大的Cd、Cu和Zn元素均位于工业区,分别为省土壤背景值的54.46、33.29和29.43倍;PMF模型分析结果表明,大气降尘重金属存在自然源(27.2%)、二次扬尘源(19.6%)、焚烧源(18.5%)、农业源(17.6%)和工业源(17.0%)5个贡献源,源贡献率差异不明显,Cu、Ni和As元素的贡献源较为集中;PCA-APCS-MLR模型解析出工业与扬尘混合源(40.7%)、自然源(27.8%)、农业源(9.7%)和未知源(21.7%)4个贡献源,源贡献率差异较明显;2种模型源解析均表明,Be、Ti、Fe和Se元素主要受自然源影响,Cr、Mn、Co、Cu、Zn、Cd和Tl元素主要受工业与扬尘混合源影响,As元素以农业源影响为主,而Ni和Pb元素则解析出不同的主要来源,且各元素的源贡献率略有区别;PMF模型的季度源解析结果较优;PMF模型和PCA-APCS-MLR模型源解析结果基本一致,能较为准确地解析大气降尘中重金属的来源及贡献率。该研究为县域大气重金属污染防治提供依据。 展开更多
关键词 PMF模型 pca-apcs-mlr模型 大气降尘 重金属 源解析
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河南黄河改道区浅层地下水化学特征与主控污染源解析 被引量：9
5
作者 王帅 任宇 +3 位作者 郭红 曹文庚 李祥志 肖舜禹 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期792-801,共10页
黄河下游的河南北部平原是黄河频繁发生改道的地区.该地区浅层地下水水质较差且超标组分类型多,但是多种因素影响下各环境因子对水质的贡献作用仍需进一步得到量化.为了明确研究区浅层地下水的水质成因,采集330组浅层地下水样品进行区... 黄河下游的河南北部平原是黄河频繁发生改道的地区.该地区浅层地下水水质较差且超标组分类型多,但是多种因素影响下各环境因子对水质的贡献作用仍需进一步得到量化.为了明确研究区浅层地下水的水质成因,采集330组浅层地下水样品进行区域性水质调查,通过主成分-绝对主成分得分-多元线性回归(PCA-APCS-MLR)模型揭示豫北黄河改道区的浅层地下水水质演化来源.结果表明,研究区浅层地下水超标率从高到低依次为:锰>铁>总硬度>溶解性总固体>钠>氟>砷>氯离子>硫酸根>铵根,特别是锰的超标率达到76%.水-岩溶滤富集作用、土壤来源、氧化还原条件和农业活动这4种因素是导致地下水水质较差的主要原因,四者方差累积解释率达到71.24%,同时地表水的补给也会影响地下水质.新乡等北部的黄河故道区地下水中,铁、砷、铵根、总硬度和TDS等组分主要受到水-岩溶滤作用和氧化还原条件影响造成浓度增加;黄河沿岸的水-岩溶滤作用、土壤来源与黄河侧向补给造成水中氟的富集;高锰地下水受到土壤组分影响广泛存在于研究区,而个别地区农业活动和地表水补给造成硝酸盐的点状污染. 展开更多
关键词 豫北黄河下游 浅层地下水 pca-apcs-mlr 污染源解析 原生劣质成因 人为污染
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COVID-19对太湖重金属污染及水生生态风险的影响 被引量：1
6
作者 刘娜 刘俐 +1 位作者 王遵尧 刘红玲 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期240-249,共10页
自COVID-19爆发以来,人类生活和经济受到很大负面影响,但同时疫情期间自然环境得到一定改善.为探究COVID-19管控对太湖重金属污染和水生生态风险的影响,将疫情期间(2021.6—2021.7)和爆发前(2019.9—2020.1)太湖重金属污染和水生生态风... 自COVID-19爆发以来,人类生活和经济受到很大负面影响,但同时疫情期间自然环境得到一定改善.为探究COVID-19管控对太湖重金属污染和水生生态风险的影响,将疫情期间(2021.6—2021.7)和爆发前(2019.9—2020.1)太湖重金属污染和水生生态风险进行对比分析,并通过PCAAPCS-MLR(主成分-绝对主因子分析-多元线性回归受体模型)对重金属进行定量源解析.结果表明,疫情期间太湖重金属污染水平和对水生生物的生态风险皆显著降低,降幅分别为39.9%—92.8%和0.19%—87.66%.整体水质优良比例提升了33.65%.重金属中受影响最大的元素为铜和铬.定量源解析结果表明,工业源对铜和铬的贡献率分别为79.75%和84.26%,疫情期间工业活动的减少是太湖重金属污染和生态风险降低的主要原因.为更好地管控太湖重金属污染和保护太湖水生生物,建议优先监管太湖周边电镀、冶炼和化学三大工业企业铜和铬的排放. 展开更多
关键词 太湖 内梅罗指数法 联合概率法 定量源解析 pca-apcs-mlr模型
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青藏高原表土重金属污染评价与来源解析 被引量：84
7
作者 杨安 王艺涵 +2 位作者 胡健 刘小龙 李军 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期886-894,共9页
为了解青藏高原表层土壤重金属的污染特征、空间分布及污染来源,沿东北-西南方向对青藏高原表土(0~20 cm)样品进行了采集,对土壤中的Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、Sc和Zn等13种重金属总量进行了分析,并利用主成分分析-... 为了解青藏高原表层土壤重金属的污染特征、空间分布及污染来源,沿东北-西南方向对青藏高原表土(0~20 cm)样品进行了采集,对土壤中的Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、Sc和Zn等13种重金属总量进行了分析,并利用主成分分析-绝对主成分分数-多元线性回归(PCA-APCS-MLR)受体模型初步定量解析了重金属的潜在来源.结果表明Cd和Sb均显著超标,分别是20世纪70年代青藏高原土壤背景值的2.13与1.52倍.富集因子(EF)、地累积指数(Igeo)和Nemero综合指数(PN)分析同样表明青藏高原表土主要以Cd和Sb污染为主,但污染程度普遍不高.在空间分布方面,青藏高原中部、东南部及东北部均呈不同程度污染,但中部及东南部污染相对较重.PCA-APCS-MLR分析表明,青藏高原土壤重金属主要有3个来源,分别为自然、交通和采矿等综合因素.Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni和Sc主要受自然因素影响,Ba、Cd、Mo和Pb主要受交通因素影响,Zn主要受自然和交通因素共同影响,Sb主要受采矿、自然和交通等综合因素影响.青藏高原土壤重金属污染防治过程中应着重考虑受交通、采矿等综合因素影响下的Cd和Sb污染. 展开更多
关键词 青藏高原 表土 重金属 来源 pca-apcs-mlr受体模型
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西藏中部河流、湖泊表层沉积物及其周边土壤重金属来源解析及风险评价 被引量：43
8
作者 杨安 邢文聪 +3 位作者 王小霞 胡健 刘小龙 李军 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期4557-4567,共11页
为了解西藏河流-湖泊体系沉积物重金属的污染特征、空间分布、潜在来源及生态风险,对西藏中部河流、湖泊表层沉积物及其周边土壤中As、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、V、Zn、Al和Fe 16种重金属总量进行了分析,并利用主... 为了解西藏河流-湖泊体系沉积物重金属的污染特征、空间分布、潜在来源及生态风险,对西藏中部河流、湖泊表层沉积物及其周边土壤中As、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、V、Zn、Al和Fe 16种重金属总量进行了分析,并利用主成分分析-绝对主成分分数-多元线性回归(PCA-APCS-MLR)受体模型定量解析了重金属的潜在来源.描述性统计分析表明,研究区As、Cd、Hg、Ni含量较高,其中Hg和As污染较为严重;富集因子、地累积指数、污染负荷指数均表明研究区Hg污染较重,其次是As、Cd、Ni;平均沉积物质量基准系数法与潜在生态风险指数结果表明,研究区受Hg、As、Cd、Ni污染,其中Hg污染较重.在空间分布方面,污染相对较重的区域主要集中在昂仁金错、堆龙曲及一些封闭型湖泊,其中As污染范围最广.PCA-APCS-MLR分析表明,沉积物重金属主要有3个来源,分别为自然来源、交通运输和大气传输以及地热活动和矿山开采等;Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、V、Zn、Al和Fe主要受自然因素影响;Ba、Mo、Pb主要受交通运输和大气传输影响;As几乎全部来自地热活动和矿山开采;Cd、Sb来源较为广泛,3个主要来源均有占比.土壤中Cd、Hg含量较高,可能受交通因素影响较大,同时还与工业排放后远距离输送所造成的大气污染有关. 展开更多
关键词 西藏 重金属 来源 生态风险 pca-apcs-mlr受体模型
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青海省河流和湖泊表层沉积物及其周边土壤重金属的来源与风险评估 被引量：8
9
作者 杨安 王小霞 +3 位作者 邢文聪 胡健 刘小龙 李军 《天津师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第6期44-53,共10页
为了解青海河流、湖泊沉积物及其周边土壤重金属的污染程度、生态风险、空间分布特征及污染来源,对青海河湖表层沉积物及其周边土壤中的As、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、V、Zn、Al和Fe共16种重金属进行分析,并利用主... 为了解青海河流、湖泊沉积物及其周边土壤重金属的污染程度、生态风险、空间分布特征及污染来源,对青海河湖表层沉积物及其周边土壤中的As、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、V、Zn、Al和Fe共16种重金属进行分析,并利用主成分分析-绝对主成分分数-多元线性回归(PCA-APCS-MLR)受体模型初步定量解析了重金属的潜在来源.描述性统计、污染指数和潜在生态风险指数分析表明,青海巴音河流域Hg和Mo以及格尔木河流域Mo污染程度较高,长江源区偶有As、Cd和Pb污染较高样点出现,并表现出一定的生态风险.在空间分布方面,Hg污染主要分布于尕海、巴音河上游、托素湖和可鲁克湖附近,Mo污染主要分布于尕海、可鲁克湖和格尔木附近.PCA-APCS-MLR分析表明,青海土壤重金属主要有自然、采矿和交通因素3个来源.除自然因素外,As(20.89%)和Sb(28.35%)还受采矿因素的影响,Ba(19.23%)还受交通因素的影响.Mo除受自然和交通因素影响外,还可能与含Mo油页岩有关. 展开更多
关键词 青海地区 河流和湖泊 重金属 污染来源 生态风险指数 pca-apcs-mlr受体模型
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基于地统计学的土壤污染源解析模型差异对比 被引量：1
10
作者 王彬 姜坤 +3 位作者 师华定 徐嘉礼 吴海波 罗春晖 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2181-2189,共9页
为探究不同源解析模型的适用性,以松阴溪流域土壤重金属为例,分别采用主成分-绝对主成分-多元线性回归模型(PCA-APCS-MLR)、正定矩阵因子分解模型(PMF)以及UNMIX模型对研究区土壤重金属进行污染源解析,并运用地统计学方法对3种模型计算... 为探究不同源解析模型的适用性,以松阴溪流域土壤重金属为例,分别采用主成分-绝对主成分-多元线性回归模型(PCA-APCS-MLR)、正定矩阵因子分解模型(PMF)以及UNMIX模型对研究区土壤重金属进行污染源解析,并运用地统计学方法对3种模型计算的贡献度进行插值分析,最后分析对比源解析结果。结果表明:对于研究区土壤污染源来说,通过PCA-APCSMLR模型可识别出自然源、工业源和交通源,而通过PMF模型、UNMIX模型分析均识别出了交通-农药-污灌源、自然源以及工业源。将3种模型结合分析可知,自然源是导致研究区土壤Cd、Pb、As、Cu、Zn污染的主要因素,总贡献率为30.1%;Cr、Ni污染的主要因素是工业源,总贡献率为37.4%;Hg污染主要与交通源、农药-污灌源有关,总贡献率分别为18.0%、14.5%。研究表明,PCAAPCS-MLR模型在判别主要污染源类型时具有一定优势,而PMF模型、UNMIX模型在计算源贡献率时较为准确,在源解析时需要将不同模型结合起来,使其结果更加准确。 展开更多
关键词 土壤污染源解析 地统计学 pca-apcs-mlr模型 PMF模型 UNMIX模型
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