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基于PMF模型和Pb同位素示踪的土壤重金属污染现状分析及源解析
1
作者 王大可 徐立明 +6 位作者 郑吉林 闭向阳 姚宇 蔡艳龙 郭晓宇 刘军帅 谭博文 《地质通报》 北大核心 2026年第2期391-407,共17页
【研究目的】为精准识别城市土壤重金属混合污染来源并验证模型解析结果的可靠性,以黑龙江省哈尔滨市土壤为研究对象,通过多维度数据融合与Pb同位素指纹技术,系统揭示土壤重金属分布特征与来源贡献,以期为城市土壤污染防控提供科学依据... 【研究目的】为精准识别城市土壤重金属混合污染来源并验证模型解析结果的可靠性,以黑龙江省哈尔滨市土壤为研究对象,通过多维度数据融合与Pb同位素指纹技术,系统揭示土壤重金属分布特征与来源贡献,以期为城市土壤污染防控提供科学依据。【研究方法】在研究区采集60个土壤样品,测定土壤Pb同位素、重金属Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、As、Pb元素总量及表层土壤形态总量。通过重金属的空间分布特征、多元统计分析和同位素示踪等,分析该区域重金属污染程度和污染来源。【研究结果】研究区土壤重金属Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、As、Pb元素平均含量分别为55.2 mg/kg、651 mg/kg、9.63 mg/kg、23.7 mg/kg、31.0 mg/kg、119 mg/kg、16.1 mg/kg、0.35 mg/kg、45.6 mg/kg,Mn、Zn、Cd的酸可提取态占总量相对较高,表明这3种元素活性最强,对环境的影响最大。在空间分布上,Cu、Zn、Cd和Pb元素在生活区含量最高,且具有相似的高值分布点,Cr、Mn、Co和Ni元素在空间分布上相对均匀。【结论】通过PMF受体模型发现,研究区35%的Mn、35%的As、33%的Pb来自煤炭燃烧;45%的Zn、32%的Cd来自交通排放;73%的Cu、43%的Zn、35%的Pb来自工业生产;55%的Ni、48%的Co、47%的Cr、41%的As来自成土母质。土壤中Pb同位素比值结果表明,土壤中Pb人为来源可能主要来自工业排放(包括燃煤排放和矿石冶炼)。 展开更多
关键词 重金属污染 pmf模型 多元统计分析 PB同位素 空间分布特征 黑龙江
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基于多元统计分析和PMF模型的土壤重金属源解析以三江源为例
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作者 张煜坤 陈懂懂 +3 位作者 李奇 贺福全 张莉 赵亮 《生态环境学报》 北大核心 2026年第3期458-468,共11页
土壤重金属污染已逐渐成为三江源范围内关注的问题。为探究0-20 cm土壤重金属污染特征及主要污染源,测定了5种重金属元素的含量(Pb、Cd、Cr、As、Hg),结合空间插值分析、相关性分析、PCA分析和正定矩阵因子分解(PMF)模型进行土壤重金属... 土壤重金属污染已逐渐成为三江源范围内关注的问题。为探究0-20 cm土壤重金属污染特征及主要污染源,测定了5种重金属元素的含量(Pb、Cd、Cr、As、Hg),结合空间插值分析、相关性分析、PCA分析和正定矩阵因子分解(PMF)模型进行土壤重金属的来源解析。结果表明,1)三江源南部和东部地区土壤中的Cr、As达到轻度污染,Hg达到中度污染,潜在生态危害指数和综合污染指数较高的区域主要集中在南部和部分东部地区,不同土层的潜在生态危害指数和综合污染指数空间分布具有一致性。2)0-20 cm土层的Pb和As受交通排放和燃料燃烧来源的影响,Hg、Cr、Cd分别受人为活动、土壤母质、工业废料及农业肥料来源的影响。其中,交通排放和燃料燃烧的解释度最高平均为32.1%,工业废料及农业肥料解释度最低平均为15.8%。3)人为干扰因素对0-20 cm土层的重金属解释度均超过70%,随着土层深度的增加,土壤母质对重金属的解释度增大,人为干扰对对重金属的解释度降低,不同土层的Hg、Pb、Cd可能更多来源于人为活动,而10-20 cm的As和Cr可能更多来源于土壤母质。三江源区域土壤重金属含量主要受人为干扰因素的影响并存在Hg污染加重的风险,应加强对三江源南部和东部区域交通排放和燃料燃烧的监管以及加强玛多、可可西里、治多等北部地区Cr、As、Hg的污染防控。 展开更多
关键词 三江源 重金属污染 pmf模型 源解析 人为干扰
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基于APCS-MLR和PMF模型的沙漠淡水湖泊污染特征及来源解析
3
作者 董颖 杨杰 +7 位作者 吴喜军 张亚宁 何新林 师宝龙 刘静 李冰冰 许添顺 韩翠平 《环境化学》 北大核心 2026年第2期649-662,共14页
为探究我国最大沙漠淡水湖泊红碱淖的水质演变特征和污染来源,分析了2013—2024年间湖水中主要水质指标的时间变化规律以及与游客数量、湖泊面积等潜在影响因子之间的相关性,并采用绝对主成分-多元线性回归(APCS-MLR)与正交矩阵因子分解... 为探究我国最大沙漠淡水湖泊红碱淖的水质演变特征和污染来源,分析了2013—2024年间湖水中主要水质指标的时间变化规律以及与游客数量、湖泊面积等潜在影响因子之间的相关性,并采用绝对主成分-多元线性回归(APCS-MLR)与正交矩阵因子分解(PMF)模型识别主要污染来源及其贡献率.结果表明,红碱淖主要污染指标为高锰酸盐指数(COD_(Mn))、氟化物(F^(-))、总氮(TN)、化学需氧量(COD)和挥发酚(VP);疫情导致2020年游客数量骤减,使水质达到最优状态;TN、氨氮(NH_(3)-N)浓度在丰水期高于平水期,而F^(-)浓度相反.COD与景区游客数量呈正相关,主要与景区旅游活动强度有关;挥发酚和NH_(3)-N呈显著正相关,二者均来自煤化工企业的工业废水排放.通过APCSMLR和PMF模型解析出4个相同的污染源,分别为旅游与生活源、工业源、自然源和农业源,APCSMLR模型计算的平均贡献率分别为38.79%、34.19%、13.00%和14.02%,PMF模型计算的平均贡献率为51.54%、15.20%、26.04%和7.24%.APCS-MLR和PMF模型均表明COD、TN和高锰酸盐指数主要受旅游与生活源影响,NH_(3)-N、挥发酚主要受工业源影响,硫化物(SO_(4)^(2-))受自然源影响,总磷(TP)受农业源影响;不同的是PMF模型中NH_(3)-N受旅游与生活源影响,F^(-)受自然源影响.两种模型联合应用可使溯源结果更合理准确,研究结果可为沙漠淡水湖泊的污染治理提供科学依据,并为珍稀濒危鸟类遗鸥栖息地的生存环境提供安全保障. 展开更多
关键词 沙漠淡水湖泊 水质演变 APCS-MLR模型 pmf模型 污染源解析
原文传递
基于PMF-FFT的Ka宽带动态导航增强信号捕获算法
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作者 刘奕宸 王振岭 《计算机测量与控制》 2026年第2期143-150,共8页
利用低轨卫星实现导航增强是通导融合的一种必然趋势,Ka频段在此场景具有显著优势,但基于该频段的通导融合增强信号具有大带宽、高动态特性,对信号的高效捕获提出了挑战;通过对Ka信号特性的针对性分析,提出了一种改进的二级PMF-FFT捕获... 利用低轨卫星实现导航增强是通导融合的一种必然趋势,Ka频段在此场景具有显著优势,但基于该频段的通导融合增强信号具有大带宽、高动态特性,对信号的高效捕获提出了挑战;通过对Ka信号特性的针对性分析,提出了一种改进的二级PMF-FFT捕获算法;仿真结果表明,在给定信噪比条件下,改进的PMF-FFT算法对Ka信号的捕获性能始终优于传统算法,相关峰值幅度较传统算法提升17.1%;多普勒测量误差降至1.25 kHz,可以为后续的精密跟踪和伪距测量处理奠定基础;同时,该算法有效地平衡了捕获增益与运算效率,可以用于低轨Ka频段导航增强系统信号的高效捕获与接收处理。 展开更多
关键词 KA频段 pmf-FFT 导航增强 信号捕获 高动态信号
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基于PMF和蒙特卡罗模拟的冶炼厂地块土壤重金属污染评估及源解析
5
作者 闵康婷 杨国栋 +2 位作者 罗思雅 袁世杰 陈浪 《有色金属(中英文)》 北大核心 2026年第1期163-176,共14页
运用正定矩阵因子分解(PMF)受体模型和蒙特卡罗模拟,评估某冶炼厂遗留地块土壤重金属污染与健康风险。结果表明,土壤中As、Cu、Pb、Ni和Zn含量分别为湖北省土壤背景值的4.6、179.6、45.31、8.6和38.9倍,地累积指数判定为轻度污染;生态... 运用正定矩阵因子分解(PMF)受体模型和蒙特卡罗模拟,评估某冶炼厂遗留地块土壤重金属污染与健康风险。结果表明,土壤中As、Cu、Pb、Ni和Zn含量分别为湖北省土壤背景值的4.6、179.6、45.31、8.6和38.9倍,地累积指数判定为轻度污染;生态风险评估表明,89%的样点Cu、32%的样点As处于极强风险水平。PMF解析指出,工业源是主要污染来源(贡献率40%),自然源和混合源次之(分别为33%、27%)。健康风险评估(HRA)表明,成人和儿童致癌风险可接受,主要贡献元素为Ni;非致癌风险中,成人超阈值概率6.32%,儿童达49.5%,主要由Pb导致。根据土壤重金属污染来源和健康风险关系的分析结果,确定自然源有关的As为优先管控因子。参数敏感性分析显示,皮肤接触和口服摄入是成人与儿童主要接触途径,皮肤黏附系数和体重影响显著。两模型结合为土壤污染防控提供了精准依据。 展开更多
关键词 pmf模型 蒙特卡罗模拟 风险评估 来源解析 优先控制因子
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基于PMF模型的宁波市某工业区土壤重金属源解析及健康风险评价
6
作者 王彦佳 刁春燕 李剑峰 《农业环境科学学报》 北大核心 2026年第2期424-433,共10页
为探究宁波市某工业区土壤重金属污染及人体健康风险情况,本研究以浙江省宁波市某工业区表层土壤为对象,系统分析了Cr、Cu、As、Cd、Pb、Ni、Sb、Hg等8种重金属的污染水平及其空间分布格局,采用地累积指数法评估其污染风险,并运用正定... 为探究宁波市某工业区土壤重金属污染及人体健康风险情况,本研究以浙江省宁波市某工业区表层土壤为对象,系统分析了Cr、Cu、As、Cd、Pb、Ni、Sb、Hg等8种重金属的污染水平及其空间分布格局,采用地累积指数法评估其污染风险,并运用正定矩阵因子分解模型(PMF)解析污染来源,通过健康风险评价模型量化重金属对人体的暴露风险。结果表明,Cu、As、Cd的平均含量达到地区土壤背景值的2.1、1.9、1.8倍。土壤Cr、Cu、Ni、Cd、As、Pb之间的相关系数介于0.24~0.59(P<0.01),6种元素之间均存在正相关关系,Cd、As、Cu 3种重金属元素之间存在显著相关性。地累积指数评价结果显示,各元素在研究区表层土壤中均出现不同程度的累积,其中Pb出现了中度污染情况,Hg和Cr元素在该研究区域内整体呈现出无污染或轻微污染,并未出现明显富集现象。源解析结果表明,Ni、Cr主要来源于自然源,Pb主要来源于交通排放源,Cu、Cd、As主要来源于农业源,Sb主要来源于工业制造源,Hg主要来源于工业及煤炭燃烧复合源。经口摄入是人群主要健康风险途径,且儿童的健康风险大于成人;不同年龄段人群经多种途径暴露于土壤中重金属的非致癌和致癌健康风险大部分处于可接受水平,但Cr、Cu、As、Pb、Ni存在一定的健康风险,因此这几种重金属的来源和污染情况必须引起关注。 展开更多
关键词 重金属 来源解析 健康风险评价 pmf模型 污染特征
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基于PMF和机器学习模型的蒸水中下游流域农田土壤重金属污染状况及来源解析
7
作者 董天浩 任传猛 +7 位作者 任清盛 董贝 张仁杰 李承永 潘淑芳 郭焱 纪雄辉 谢运河 《农业环境科学学报》 北大核心 2026年第1期69-81,共13页
为了探究湘江支流蒸水中下游流域农田土壤重金属污染风险,对蒸水中下游流域农田土壤进行了采样分析及污染源解析。结果表明:该区域土壤存在较大的Cd污染风险,部分存在As、Pb和Cu污染风险。研究区识别出4个污染源,即自然-大气沉降混合源... 为了探究湘江支流蒸水中下游流域农田土壤重金属污染风险,对蒸水中下游流域农田土壤进行了采样分析及污染源解析。结果表明:该区域土壤存在较大的Cd污染风险,部分存在As、Pb和Cu污染风险。研究区识别出4个污染源,即自然-大气沉降混合源、自然源、大气沉降源和工业源。PMF模型判定土壤As和Hg主要受自然-大气沉降混合源的影响,Cr、Ni和Cu主要受自然源影响,Pb主要受大气沉降源影响,Cd和Zn主要受工业源影响;4个污染源的贡献率依次为30.8%、27.0%、22.6%和19.6%。SOM模型污染源分类结果与PMF模型源解析结果均吻合度较高。LightGBM模型结果表明距蒸水主流距离对Cd、Pb、Ni和Zn的影响均较大,PM_(2.5)浓度对Cd和Pb的影响较大;对As、Hg和Cr影响最大的因子均为母岩类型;与交通相关的因子对Cu和Zn的影响较大。研究表明,该研究区农田土壤有一定的重金属污染风险,且污染来源较复杂,LightGBM模型可对PMF模型结果进行一定程度的补充,受体模型结合机器学习模型能够更合理地判别各土壤重金属主要的污染来源。 展开更多
关键词 土壤重金属 源解析 pmf模型 SOM模型 LightGBM模型
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基于PMF的PM_(2.5)在线源解析优化:不同数据周期结果特征及影响因素分析
8
作者 曹阳 王琴 +6 位作者 富佳明 王陈婧 王友峰 张健 陈圆圆 邹本东 沈秀娥 《环境科学研究》 北大核心 2026年第4期901-912,共12页
为了改善PM_(2.5)在线源解析实际应用中因数据周期选择缺乏科学依据,导致解析结果的稳定性与准确性不足的问题,将北京市城区2021年12月1日-2022年11月30日PM_(2.5)及其组分小时浓度序列划分为年度(1个)、季度(4个)、月度(12个)3种周期... 为了改善PM_(2.5)在线源解析实际应用中因数据周期选择缺乏科学依据,导致解析结果的稳定性与准确性不足的问题,将北京市城区2021年12月1日-2022年11月30日PM_(2.5)及其组分小时浓度序列划分为年度(1个)、季度(4个)、月度(12个)3种周期数据集,分别输入正定矩阵因子分解(PMF)模型,进行年度(PMF_(年度))、季度(PMF_(季度))、月度(PMF_(月度))源解析,对源谱和源贡献特征、PM_(2.5)拟合效果及污染过程解析结果开展比对分析,探究输入数据周期对源解析结果的综合影响。结果表明:①在北京市使用3种周期解析得到的8类源基本一致,源谱表现出相同的季节性特征但仍存在差异,PMF_(季度)源谱的可靠性和稳定性优于PMF_(月度)源谱,PMF_(年度)源谱与PMF_(季度)源谱相似度较高。②3种周期解析源贡献的年均值与时间变化特征相似;同类源贡献的标准偏差(SD)为0.1~0.8μg/m^(3),其中二次硝酸盐贡献(13.1~14.3μg/m^(3))、二次硫酸盐贡献(5.5~7.5μg/m^(3))、机动车贡献(4.7~5.5μg/m^(3))均位列前三。③3种周期解析模拟PM_(2.5)浓度与实测值的相关性均较好,但PMF_(年度)结果对PM_(2.5)浓度月均值和变异系数(CV)的拟合度较差。④在一次持续93 h的典型污染过程中,PMF_(月度)结果存在二次硝酸盐与二次硫酸盐未彻底分离以及机动车贡献与示踪物浓度相关性偏低的情况,导致其中这3类源贡献与PMF_(年度)、PMF_(季度)结果平均值偏差分别达-12.3、11.9和5.0μg/m^(3)。研究显示,PMF_(季度)结果在全年尺度及污染过程的源解析应用中均表现较好,同时PM_(2.5)源解析需结合源谱、源贡献特征分析以及示踪物比对等多重验证,以提升大气污染溯源与防控策略的精准性和可靠性。 展开更多
关键词 PM_(2.5)在线源解析 pmf模型 数据周期 源谱 污染过程
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基于APCS-MLR和PMF模型的煤矿集中区农用地周边土壤重金属污染特征与来源解析
9
作者 胡芬 陈巧红 +1 位作者 姜烈 杨连伟 《环境科学》 北大核心 2026年第3期2007-2019,共13页
为探究江西省萍乡某煤矿集中农用地周边土壤重金属污染特征与来源情况,基于127个点位样品Cd、Hg、Pb、Cu、Ni和Zn这6种重金属指标和pH值的测试结果,采用地累积指数法和内梅罗综合污染指数法对比评价了土壤重金属的污染特征,在相关性分... 为探究江西省萍乡某煤矿集中农用地周边土壤重金属污染特征与来源情况,基于127个点位样品Cd、Hg、Pb、Cu、Ni和Zn这6种重金属指标和pH值的测试结果,采用地累积指数法和内梅罗综合污染指数法对比评价了土壤重金属的污染特征,在相关性分析的基础上运用APCS-MLR和PMF模型定量解析土壤重金属的污染来源及贡献情况.结果表明,6种土壤重金属含量均值皆高于江西省背景值,存在样品Cd、Hg、Cu、Ni和Zn这5种土壤重金属的含量超GB 15618-2018筛选值,且有样品的Cd含量超GB 15618-2018管制值. Pb、Cu和Ni的空间分布特征高度相似,Cd在煤矿集中区下游一带高度富集,Hg的空间分布与相关系数皆指示其来源与其他指标可能不同,Zn的高值区范围明显较其他指标要小.污染评价显示研究区土壤整体处中度污染以上水平,Cd、Hg和Ni为主要的污染指标,且煤矸石堆积区重金属污染较周边其他区域更为严重. APCS-MLR模型解析出2个已知源和1个未知源,分别为工业降尘、自然成因、交通运输和煤矿污染共同影响的混合源,农业活动源和未知源,污染源贡献率分别为65.69%、8.02%和26.29%;PMF模型解析出农业活动、工业降尘、煤矿污染、交通运输和自然成因这5个污染源,对应的贡献率分别为23.61%、16.84%、22.74%、25.85%和10.96%.源解析结果与研究区实际情况相符,可为研究区土壤重金属污染防控和修复治理提供理论支撑. 展开更多
关键词 煤矿集中区 土壤重金属 源解析 APCS-MLR模型 pmf模型
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Nuttall窗改进PMF-FFT捕获算法研究
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作者 张傲 何在民 +3 位作者 张池 沈明阳 董森 商琳格 《全球定位系统》 2026年第1期72-80,共9页
部分匹配滤波器-快速傅里叶变换(partial matched filter-fast Fourier transform,PMFFFT)算法可实现扩频信号的快速并行捕获,然而,该算法FFT部分引入的扇贝损耗降低了信号的捕获性能.在对传统汉宁窗(Hanning window)和哈明窗(Hamming w... 部分匹配滤波器-快速傅里叶变换(partial matched filter-fast Fourier transform,PMFFFT)算法可实现扩频信号的快速并行捕获,然而,该算法FFT部分引入的扇贝损耗降低了信号的捕获性能.在对传统汉宁窗(Hanning window)和哈明窗(Hamming window)的扇贝损耗改善效果进行分析的基础上,针对两种窗函数由于旁瓣最大峰值和衰减速度不够理想而导致改善效果有限的不足,提出一种Nuttall窗改进的PMF-FFT信号捕获算法,选取不同项数和阶数的Nuttall窗,对其幅频特性进行分析,通过仿真实验对扇贝损耗改善效果进行验证.实验结果表明,在选取4项5阶Nuttall窗时具有较好的改善效果,可将FFT部分引入的扇贝损耗从−4.04 dB降低为−13.05 dB;在恒虚警概率下,信号的单点检测概率由20%提升至98.16%,平均捕获时间由300 ms降低为33.44 ms,有效提升了捕获性能. 展开更多
关键词 部分匹配滤波器快速傅里叶变换(pmf-FFT) 扇贝损耗 Nuttall窗 单点检测概率 平均捕获时间
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GNSS接收机多通道确定性压缩PMF-FFT捕获方法 被引量：1
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作者 张琦 张文俊 +3 位作者 陈劼 张风源 王进 张小贝 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第2期124-132,共9页
针对目前全球导航卫星系统(GNSS)接收机在快速捕获过程中消耗大量硬件资源的问题,提出了一种基于确定性压缩感知的多通道部分匹配滤波-快速傅里叶变换(PMF-FFT)捕获方法。首先利用沃尔什-阿达马矩阵对多通道PMF-FFT的本地伪码矩阵进行... 针对目前全球导航卫星系统(GNSS)接收机在快速捕获过程中消耗大量硬件资源的问题,提出了一种基于确定性压缩感知的多通道部分匹配滤波-快速傅里叶变换(PMF-FFT)捕获方法。首先利用沃尔什-阿达马矩阵对多通道PMF-FFT的本地伪码矩阵进行确定性压缩,并将压缩后的伪码矩阵按照PMF-FFT方法进行粗捕获,然后对粗捕获相位区间进行精捕获搜索,最后推导出所提方法的理论分析模型,并通过蒙特卡洛仿真进行验证。理论分析和仿真测试结果表明,在捕获性能相同的情况下,所提方法较二维捕获算法和PMF-FFT算法在硬件资源消耗上分别减少了70.33%和41.67%以上。 展开更多
关键词 全球导航卫星系统 多通道pmf-FFT 压缩感知 信号捕获
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基于PMF模型的蔡家坡镇燃煤供暖电厂周边土壤重金属污染源解析及风险评价
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作者 张军 谢厚雨 +1 位作者 宿睿颖 耿雅妮 《干旱区资源与环境》 北大核心 2025年第9期147-156,共10页
以蔡家坡镇燃煤供暖电厂周边土壤为研究对象,采集并分析了燃煤供暖电厂周边38份表层土壤样本的重金属Cd、Sb、Cr、Zn、Cu、Ni、Pb和As含量。运用相关性分析、PMF模型分析土壤重金属的来源,结合基于源的潜在生态风险评价模型和基于源的... 以蔡家坡镇燃煤供暖电厂周边土壤为研究对象,采集并分析了燃煤供暖电厂周边38份表层土壤样本的重金属Cd、Sb、Cr、Zn、Cu、Ni、Pb和As含量。运用相关性分析、PMF模型分析土壤重金属的来源,结合基于源的潜在生态风险评价模型和基于源的健康风险评价模型分析不同污染源下的生态风险以及健康风险。结果表明:1)除As外,Pb、Ni、Cu、Zn、Cd、Cr平均含量均高于陕西省土壤背景值,其中Zn变异系数最高,受人类活动影响最大。2)研究区土壤重金属主要来源于工业源、交通源、农业源和综合源4种污染源。各污染源的贡献率分别为29.9%、28.5%、31.2%、10.4%。3)基于源的潜在生态风险-人体健康风险评价表明,工业源和农业源是研究区的首要管控源,Pb、Cd、As为主要管控因子。后续应针对这些重点污染源和污染因子制定防控措施,从而保障周边生态环境与人群健康。 展开更多
关键词 土壤重金属 pmf模型 生态风险评价 健康风险评价 蔡家坡镇
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APCS-MLR结合PMF模型解析大气PM_(2.5)中重金属元素来源及健康风险 被引量：4
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作者 彭家美 于瑞莲 +2 位作者 胡恭任 陈衍婷 吴雅清 《环境科学》 北大核心 2025年第11期7371-7384,共14页
为探究江西省南康市大气PM_(2.5)中重金属的污染特征、来源及健康风险,对该地区4个季节的大气PM_(2.5)进行采样,用ICP-MS分析测定11种重金属元素(Cu、Fe、Zn、Mn、Cd、Co、As、Ba、Pb、Cr和Ti)的含量,分析了Cu、Fe、Zn、Mn、Cd、Co、As... 为探究江西省南康市大气PM_(2.5)中重金属的污染特征、来源及健康风险,对该地区4个季节的大气PM_(2.5)进行采样,用ICP-MS分析测定11种重金属元素(Cu、Fe、Zn、Mn、Cd、Co、As、Ba、Pb、Cr和Ti)的含量,分析了Cu、Fe、Zn、Mn、Cd、Co、As、Ba和Pb的污染特征.结合富集因子分析、多变量分析方法(最大方差旋转因子分析)、APCS-MLR(绝对主成分线性回归)和PMF(正定矩阵因子分解)模型定量解析大气PM_(2.5)中重金属来源,并对重金属元素的人体健康风险进行评价.结果表明,采样期间研究区ρ(PM_(2.5))平均值为46.98μg·m^(-3),超过国家环境空气质量二级标准,且PM_(2.5)质量浓度在冬季最高.PM_(2.5)中9种重金属浓度年平均值高低依次为:Fe>Zn>Pb>As>Mn>Cu>Ba>Cd>Co.富集因子分析结果显示,研究区大气PM_(2.5)中大部分金属元素含量超过了江西省A层土壤环境背景值,除Fe和Ba外,其余重金属在环境中均相对富集,且受人类活动影响较大.因子分析表明,研究区大气PM_(2.5)的重金属污染源主要有4类:机动车源、工业源、燃煤源和自然源,Mn、Cu和Zn主要来源为机动车排放源,Co主要来源于以家具厂为代表的工业源,As、Cd和Pb主要来源于燃煤,Fe和Ba以自然源为主.APCS-MLR和PMF模型分析结果表明,由人类活动所引起的污染来源(机动车源、工业源和燃煤源)具有更高的贡献率,其中的燃煤源,在两个模型中的贡献率为20%~40%.健康风险分析结果显示,9种重金属均不存在非致癌风险,As和Mn对3类人群均存在潜在致癌风险,且对成年男性的致癌风险最大. 展开更多
关键词 PM_(2.5) 重金属 富集因子 绝对主成分线性回归(APCS-MLR) 正定矩阵因子分解(pmf) 健康风险
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基于PMF模型和地理探测器的金陵河下游土壤重金属源风险评价 被引量：4
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作者 李雨茹 段伟杰 +1 位作者 董嘉臻 张军 《环境科学》 北大核心 2025年第4期2512-2524,共13页
为了解金陵河下游土壤重金属的污染特征和污染来源,采集金陵河下游表层土壤41份,使用高精度X射线荧光光谱仪(HDXRF)测定8种重金属(Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb)含量.运用相关性分析、正定矩阵因子分解模型(PMF)分析土壤重金属的来源... 为了解金陵河下游土壤重金属的污染特征和污染来源,采集金陵河下游表层土壤41份,使用高精度X射线荧光光谱仪(HDXRF)测定8种重金属(Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb)含量.运用相关性分析、正定矩阵因子分解模型(PMF)分析土壤重金属的来源,利用基于源的潜在生态风险评价模型分析不同污染源下的生态风险,并借助地理探测器分析各污染源生态风险的影响因素.结果表明:①8种土壤重金属元素平均值均低于土壤污染风险筛选值,但都高于陕西省土壤背景值,其中Zn、Cd和Pb空间变异性大,主要受人类活动影响.②研究区土壤重金属主要来源于工业源、交通源、自然源和农业-工业混合源,各污染源贡献率分别为16.51%、23.68%、51.08%和8.73%,基于源的潜在生态风险评价表明,工业源、交通源、自然源和农业-工业混合源的潜在生态风险指数(RI)均值分别为34.11、85.03、16.76和21.19,Cd是优先控制元素,交通源为优先控制源.③不同污染源RI的主要影响因素存在显著差异,距重点企业距离、距公路距离、砂土含量和土地利用类型分别是工业源、交通源、自然源和农业-工业混合源的主要影响因子.研究结果可为流域土壤重金属环境管理和污染控制提供科学依据. 展开更多
关键词 土壤重金属 正定矩阵因子分解(pmf)模型 潜在生态风险指数 地理探测器 金陵河下游
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基于PMF和APCS-MLR模型的会仙湿地沉积物重金属源解析及污染风险评价 被引量：3
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作者 刘涛 沈利娜 +1 位作者 于奭 秦金福 《环境科学》 北大核心 2025年第9期6024-6036,共13页
基于会仙湿地14个点位沉积物样品测试分析结果,探讨(Cu、Pb、Cd、Cr、Zn、Ni、Hg和As)8种重金属的含量特征,并运用地累积指数法和潜在生态风险指数对重金属进行风险评估,结合相关性分析、聚类分析、绝对主成分-多元线性回归(APCS-MLR)... 基于会仙湿地14个点位沉积物样品测试分析结果,探讨(Cu、Pb、Cd、Cr、Zn、Ni、Hg和As)8种重金属的含量特征,并运用地累积指数法和潜在生态风险指数对重金属进行风险评估,结合相关性分析、聚类分析、绝对主成分-多元线性回归(APCS-MLR)和正定矩阵因子分解(PMF)等多种方法,识别和定量解析污染源及贡献.结果表明:①8种重金属的平均含量均高于背景值,其中Cd超过《土壤环境质量-农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618-2018)筛选值.②地累积指数评价结果表明,Cd属于中度污染,Zn属于偏中度污染,Hg、Ni、Cr和Pb属于轻度污染,As和Cu属于无污染.③潜在风险指数评价结果表明,Cd(245.91)属于很强生态风险,Hg(134.59)属于强生态风险,其它元素均属于轻微生态风险;研究区综合生态风险指数均值为433.33,整体呈现出强的潜在生态风险.④APCS-MLR识别出4个污染源,分别为农业源、自然与农业源、大气沉降与生活源和未识别源(交通与农业源),贡献率分别为33.16%、15.75%、9.50%和41.59%;PMF识别出3个污染源,分别为大气沉降与生活源、自然与农业源和交通与农业源,贡献率分别为21.92%、35.24%和42.84%. 展开更多
关键词 沉积物 重金属 源解析 正定矩阵因子分解(pmf) 绝对主成分-多元线性回归(APCS-MLR)
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基于PCA-PMF模型的城乡结合部沉积物重金属源解析 被引量：1
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作者 罗静 王承军 +2 位作者 刘小林 魏越波 胡春华 《环境科学与技术》 北大核心 2025年第10期161-171,共11页
为探究城乡结合部重金属的污染情况,文章以江西省南昌市前湖水系土壤沉积物为研究对象,分析沉积物中重金属Hg、Cd、Cr、Pb、As、Cu、Zn的含量和空间分布特征,采用地累积指数法评价重金属,并结合主成分分析和正定矩阵因子分解法(PMF)对... 为探究城乡结合部重金属的污染情况,文章以江西省南昌市前湖水系土壤沉积物为研究对象,分析沉积物中重金属Hg、Cd、Cr、Pb、As、Cu、Zn的含量和空间分布特征,采用地累积指数法评价重金属,并结合主成分分析和正定矩阵因子分解法(PMF)对重金属进行源解析。结果表明:Hg、Cd、Cr、Pb、As、Cu、Zn 7种重金属元素,质量分数均值分别为0.160、1.18、70.7、38.5、13.6、33.4、137 mg/kg,均高于长江流域水系沉积物背景值。地累积指数显示Cd和Hg为中度富集程度,该城乡结合部水域重金属元素污染程度高于自然区域但低于城市核心区域。结合主成分分析和PMF源解析模型识别出4种重金属污染源,其中农业活动源(32.5%)>自然源(28.3%)>工业源(25.6%)>交通污染源(13.6%),表明工农业生产等人为因素是造成城乡结合部沉积物重金属污染的主要原因。研究可为城乡结合部流域保护与土壤重金属风险防控提供科学依据。 展开更多
关键词 pmf模型 城乡结合部 重金属源解析
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基于PMF和XGBoost-SHAP的兰州市主城区PM_(2.5)来源解析及特征因子量化研究 被引量：2
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作者 王书苏 万雨勤 +3 位作者 仝纪龙 刘永乐 刘浩天 敖丛杰 《环境科学学报》 北大核心 2025年第4期313-321,共9页
为了更清晰地认识兰州市主城区PM_(2.5)的污染来源以及各特征因子对PM_(2.5)浓度的影响,本研究使用受体模型(PMF)对2020年兰州市主城区PM_(2.5)进行了污染来源解析.结果显示,兰州市主城区PM_(2.5)来源主要有7类,其贡献率由大到小依次是... 为了更清晰地认识兰州市主城区PM_(2.5)的污染来源以及各特征因子对PM_(2.5)浓度的影响,本研究使用受体模型(PMF)对2020年兰州市主城区PM_(2.5)进行了污染来源解析.结果显示,兰州市主城区PM_(2.5)来源主要有7类,其贡献率由大到小依次是机动车尾气源(34.1%)>扬尘源(21.2%)>燃烧源(17.1%)>二次源(14.3%)>金属冶炼源(7.7%)>垃圾焚烧源(4.2%)>土壤灰尘和工业排放的混合源(1.4%).进一步采用Lasso交叉验证方法,对PMF解析出的排放源(不含二次源)、气象因素、环境空气基本项目污染物和大气氧化性等因素进行特征因子筛选.在此基础上,采用机器学习模型(XGBoost-SHAP)来量化各特征因子对PM_(2.5)浓度的影响.结果表明,各特征因子对PM_(2.5)浓度影响由大到小依次为:PM_(10)、排放源、温度、CO、SO_(2)、总氧化剂、NO_(2)、太阳净辐射、风速. 展开更多
关键词 PM_(2.5) pmf Lasso XGBoost SHAP 兰州市
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基于PCA和PMF模型的凤凰县地区土壤重金属空间分布及来源解析 被引量：1
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作者 陈伟 邓晓舟 +4 位作者 张俊 赵元 彭志刚 周焕展 麻永红 《环境化学》 北大核心 2025年第12期4747-4762,共16页
为评估湖南省湘西地区长期矿业活动对农田土壤的影响,并明确该地区农田土壤重金属污染特征和来源,本研究以凤凰县地区为研究对象,采集512件表层(0—20 cm)土壤样品,测定土壤中8种重金属(铬、镉、汞、砷、铜、铅、锌和镍)的含量,分析其... 为评估湖南省湘西地区长期矿业活动对农田土壤的影响,并明确该地区农田土壤重金属污染特征和来源,本研究以凤凰县地区为研究对象,采集512件表层(0—20 cm)土壤样品,测定土壤中8种重金属(铬、镉、汞、砷、铜、铅、锌和镍)的含量,分析其空间分布特征和污染水平.结合相关性分析、主成分分析(PCA)和正定矩阵因子分解法(PMF),解析了土壤重金属的主要来源,并定量评估了各污染源的贡献率及影响区域.结果表明,研究区8种重金属元素除As其他7种重金属元素平均值均超出湖南省土壤背景值,且研究区内Cd元素平均值高于其风险筛选值(5.5<pH≤6.5),同时富集因子评价与地累积指数评价显示Cd存在高程度污染水平样本.基于主成分分析(PCA)和正定矩阵因子分解法(PMF)确定了重金属贡献源主要为自然来源和农业活动,源贡献率分别为52.43%、47.5%.重金属高值区与研究区矿山点分布高度重合,8种重金属高值区分布呈现研究区中部少,南北多的特征.变异系数、PCA、PMF模型分析验证结果与研究区元素分布、矿山点位分布、耕地分布特征基本一致,Hg元素变异系数高,受人为影响较大.本研究明确了凤凰县地区重金属特性及来源,为类似地区制定有效的生态保护策略提供了理论依据. 展开更多
关键词 土壤重金属 污染评价 来源解析 主成分分析(PCA) 正定矩阵因子分解法(pmf)
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自组织神经映射网络(SOM)结合PMF模型解析某湿地公园沉积物金属来源
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作者 韩晨露 胡恭任 +2 位作者 于瑞莲 赵大伟 吴雅清 《环境科学》 北大核心 2025年第8期5070-5081,共12页
评价湿地沉积物金属污染现状及生态风险并分析其来源,对保障湿地的正常生态功能和可持续发展具有重要意义.为研究由围堰养殖场和农田改建而来的某滨海湿地公园是否存在金属污染问题,在公园内采集26个表层沉积物样品,分析测定金属元素(Li... 评价湿地沉积物金属污染现状及生态风险并分析其来源,对保障湿地的正常生态功能和可持续发展具有重要意义.为研究由围堰养殖场和农田改建而来的某滨海湿地公园是否存在金属污染问题,在公园内采集26个表层沉积物样品,分析测定金属元素(Li、Be、V、Cr、Co、Cu、Zn、Cd、Pb、As和Mn)的含量,结合空间分布特征,采用地累积指数、污染负荷指数以及潜在生态风险指数对研究区域进行金属污染评价,利用相关性-聚类分析、自组织神经映射网络(SOM)和正定矩阵因子分解(PMF)解析金属元素的来源及其贡献率.结果表明:(1)研究区表层沉积物中金属元素含量平均值均超过福建省土壤元素背景值,Cd和Zn的变异性较强,受人为影响显著;(2)地累积指数、污染负荷指数和潜在生态风险指数评价结果表明,该公园整体处于低、中污染等级,其中Li和Zn的积累程度较大,而Cd的潜在生态风险达到了较高水平;(3)综合相关性-聚类、SOM和PMF分析表明11种金属污染来源可划分为3类,其中Cr、Cu、Zn和Pb主要源于交通源(29.72%),Li、Be、Mn、V、Co和As主要源于自然源(44.89%),Cd和Zn则主要来源于农业活动(25.39%). 展开更多
关键词 滨海湿地公园 表层沉积物 金属污染评价 自组织神经映射网络(SOM) 正定矩阵因子分解(pmf) 来源解析
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基于APCS-MLR和PMF模型的石煤矿区及周边区域农田土壤重金属污染来源解析 被引量：6
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作者 董天浩 潘淑芳 +4 位作者 张仁杰 姜立恒 郭焱 纪雄辉 谢运河 《环境科学》 北大核心 2025年第5期3209-3219,共11页
为了探究石煤开采带来的农田土壤重金属污染风险,对某石煤矿区及周边区域农田土壤进行了采样分析及污染源解析.结果表明:①该石煤矿区及周边农田土壤重金属污染风险很高.按内梅罗综合污染指数确定的轻污染风险以上的采样点占比为61.6%,... 为了探究石煤开采带来的农田土壤重金属污染风险,对某石煤矿区及周边区域农田土壤进行了采样分析及污染源解析.结果表明:①该石煤矿区及周边农田土壤重金属污染风险很高.按内梅罗综合污染指数确定的轻污染风险以上的采样点占比为61.6%,其中重污染风险采样点占比达21.9%.研究区土壤Cd污染很严重,超出风险筛选值和风险管制值的采样点占比分别为71.5%和18.5%.②土壤Cd、Zn、Ni、Cu和As之间,As、Hg和Pb之间,Cr与As和Ni,Hg与Zn、Ni和Cu,均存在极显著正相关关系.Cd与Cr和Pb的相关性均不显著,其余重金属元素组合均存在显著正相关关系.③基于不同受体模型对研究区进行土壤重金属污染来源解析,识别出3个污染来源,即石煤开采源,大气沉降源和自然源.APCS-MLR模型判定土壤Cd、As、Cu、Zn和Ni主要受石煤开采源影响,Pb和Hg主要受大气沉降源影响,Cr主要受自然源影响;3个污染源的贡献率依次为43.2%、31.5%和25.3%.PMF模型的源解析结果与之总体上相同,但判定土壤Cd和Hg均受石煤开采-大气沉降混合源影响;3个污染源的贡献率依次为45.0%、34.5%和20.5%.研究表明,石煤矿区及周边区域农田土壤有较大的重金属污染风险,联合使用两种受体模型能够更合理地判别各土壤重金属主要的污染来源. 展开更多
关键词 土壤重金属 石煤 源解析 APCS-MLR模型 pmf模型
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