基于正定矩阵因子分析模型的城郊农田土壤重金属源解析 被引量：78

1

作者 董騄睿 胡文友 +3 位作者 黄标 刘刚 瞿明凯 邝荣禧 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期2103-2111,共9页

选取南京城郊农田为研究对象,通过正定矩阵因子分析法(PMF)探究表层土壤重金属主要来源,将预测值和实测值进行线性拟合,讨论该方法的准确性,并利用Pb稳定同位素比值结果进行对比分析,进一步验证该方法的可行性.结果表明,农田表层土壤Cd... 选取南京城郊农田为研究对象,通过正定矩阵因子分析法(PMF)探究表层土壤重金属主要来源,将预测值和实测值进行线性拟合,讨论该方法的准确性,并利用Pb稳定同位素比值结果进行对比分析,进一步验证该方法的可行性.结果表明,农田表层土壤Cd、As、Hg、Pb、Cu、Zn和Cr的平均含量远远超过背景值,部分土壤样点Cd和Cu超过国家土壤环境质量标准的二级标准.常年大量施用肥料等农业投入品进行高强度农业活动、周边工业生产、交通污染和自然母质均对研究区土壤重金属的累积产生一定的贡献.PMF模型模拟的Cd、Hg和Cr预测值与实测值线性拟合r2均大于90%,其余元素r2均大于70%,呈现很好的相关性,满足研究需要.PMF模型和Pb稳定同位素比值法计算大气降尘对土壤Pb累积的贡献率分别为32.1%和36.8%,结果比较接近,表明PMF模型可以很好地应用于土壤重金属源解析研究. 展开更多

关键词 农田土壤 重金属 正定矩阵因子分析法(pmf) Pb稳定同位素 源解析

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基于PMF模型及地统计的土壤重金属健康风险定量评价 被引量：51

2

作者 韩琳 徐夕博 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期5114-5124,共11页

为定量评估不同土壤重金属来源带来的人体健康风险差异,选取山东省章丘市为研究区,系统采集425处土壤样品,测定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn共8种土壤重金属含量,采用描述性统计特征评估土壤重金属富集状态,进一步利用受体模型正定... 为定量评估不同土壤重金属来源带来的人体健康风险差异,选取山东省章丘市为研究区,系统采集425处土壤样品,测定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn共8种土壤重金属含量,采用描述性统计特征评估土壤重金属富集状态,进一步利用受体模型正定矩阵分解法(positive matrix factorization,PMF)和地统计技术确定土壤重金属的来源及分配,最后基于重金属来源构建健康风险定量评估模型.结果表明:(1)表层土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn含量均超出背景值,但未超出农用地土壤污染风险筛选值,表明土壤重金属出现一定的富集.(2)土壤重金属来源可分为3类,Cr和Ni的空间分布大致相当,且与风化母岩空间分布趋势相近,为自然来源,Cd、Cu和Zn受道路运输控制为交通来源,空间分布上受道路布局影响明显,Hg、Pb和As元素含量高值区与工业区城区分布相对应,工业排放和燃煤加剧Hg在土壤中的富集,属于工业来源,其来源占比最大约为41.85%,交通来源和自然来源分别为33.79%和24.36%.(3)不同种元素在手口、呼吸和皮肤接触暴露途径下产生的非致癌与致癌风险处于可接受范围内,儿童最大致癌(36.53%)与非致癌风险(36.01%)的重金属来源均为工业源,而交通源是成人的最大致癌(34.98%)与非致癌风险(37.06%)来源,重金属来源和暴露途径的差异化规避是降低重金属健康风险的关键. 展开更多

关键词 重金属 土壤 健康风险评价 正定矩阵分解法(pmf) 地统计

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基于土壤重金属及PAHs来源的人体健康风险定量评价:以北京某工业污染场地为例 被引量：49

3

作者 吴志远 张丽娜 +3 位作者 夏天翔 贾晓洋 李慧颖 王世杰 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期4180-4196,共17页

以北京某工业污染场地为研究对象,采集130个表层土壤样本,测定了As、Be、Cd、Cu、Cr、Hg、Ni、Pb、Sb、Ti和Zn这11种重金属元素和16种多环芳香烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)元素的含量.运用正矩阵分解模型(positive matrix... 以北京某工业污染场地为研究对象,采集130个表层土壤样本,测定了As、Be、Cd、Cu、Cr、Hg、Ni、Pb、Sb、Ti和Zn这11种重金属元素和16种多环芳香烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)元素的含量.运用正矩阵分解模型(positive matrix factorization,PMF)解析重金属及PAHs污染源,并对各个污染源致癌风险及非致癌风险贡献率进行了分析.结果表明,研究场地土壤重金属含量均在不同程度超出北京土壤环境质量背景值,其中Cd、Hg、Pb、Zn和Cu这5种重金属超标率均>50%,污染最为严重.130个采样点中低环(2~3环)PAHs和高环(4~6环)PAHs含量分别占∑16PAHs含量的39.6%和60.4%,77%的采样点PAHs含量大于1000μg·kg^-1,属于PAHs严重污染.污染源分析Be、Ti、As和Ni这4种重金属为自然来源.其余7种重金属和16种PAHs具有3种污染来源,分别为煤炭燃烧源(Hg和∑16PAHs),冶炼源(Cu、Cr、Pb和Zn)和交通源(Sb和Cd).3种污染源对130个采样点内7种污染重金属和16种PAHs平均含量的贡献率依次为8.46%、90.61%和0.94%.人体健康评价结果显示130个采样点中各污染物的致癌风险值分布在4.17×10^-6~39.38×10^-4之间,非致癌风险分布在0~32.23之间,致癌风险和非致癌风险最大值均位于焦化厂附近,其中BaP是影响土壤致癌风险的主要污染物,Zn是影响土壤非致癌风险的主要污染物.煤炭燃烧源的平均致癌风险值为2.16×10^-4,占总平均致癌风险的50.26%.冶炼源的平均非致癌风险值为0.834,占总平均非致癌风险的56.43%,这2种污染源是影响该工业污染场地土壤重金属和PAHs人体健康风险的主要因素.本研究结果能够为相似工业污染场地土壤修复及生产工艺优化提供参考. 展开更多

关键词 重金属 多环芳香烃(PAHs) 正矩阵分解模型(pmf) 源分析 人体健康风险评价

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基于PMF模型的宁南山区小流域土壤重金属空间分布及来源解析 被引量：43

4

作者 夏子书 白一茹 +3 位作者 王幼奇 高小龙 阮晓晗 钟艳霞 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期432-441,共10页

为探明宁南山区小流域土壤重金属污染分布特征及主要污染源,确保土壤环境质量.采集并测定了260个表层(0~20 cm)土壤样品重金属Pb、Ni、Zn、Mn、Cu、Cr和Cd.基于宁夏土壤背景值,通过单因素和Nemera综合指数评价土壤重金属污染现状,使用... 为探明宁南山区小流域土壤重金属污染分布特征及主要污染源,确保土壤环境质量.采集并测定了260个表层(0~20 cm)土壤样品重金属Pb、Ni、Zn、Mn、Cu、Cr和Cd.基于宁夏土壤背景值,通过单因素和Nemera综合指数评价土壤重金属污染现状,使用潜在生态风险指数对生态环境风险水平进行评价,利用正定矩阵因子分析法(PMF)和Kriging插值相结合的方法分析土壤重金属空间分布及来源.结果表明,ω(Pb)、ω(Ni)、ω(Zn)、ω(Mn)、ω(Cu)、ω(Cr)和ω(Cd)均值分别为31.42、36.22、62.89、546.18、22.26、61.90和0.18 mg·kg^(-1),除Ni外,其他元素通常比宁夏土壤背景值高,但低于农业土壤污染风险选择标准和绿色食品环境质量标准背景值.Nemera综合指数表明,轻度、中度和重度重金属污染占比分别为71.92%、19.23%和1.54%.潜在生态风险以轻微风险为主,所占比例为98.85%,此外还存在极少量中等潜在生态风险等级样点,占总样点数1.15%.来源解析表明宁南山区小流域土壤重金属主要来源为施肥和工业排放混合源(12.6%)、农业活动源(23.5%)、自然母质源(27.6%)、农药使用和矿业开发排放混合源(17.7%)和大气沉降源(18.6%). 展开更多

关键词 土壤重金属 潜在生态风险 正定矩阵因子分析(pmf) 空间分布 宁夏

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浙中典型硫铁矿区农田土壤重金属含量特征及健康风险 被引量：35

5

作者 成晓梦 孙彬彬 +3 位作者 吴超 贺灵 曾道明 赵辰 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期442-453,共12页

为探明硫铁矿开采对周边农田土壤环境及人体健康的影响,在龙游县硫铁矿区周边采集表层土壤样品(0~20 cm)42件,分析了土壤中8种重金属含量(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)及pH,采用统计学、地累积指数(I_(geo))、正定矩阵因子分析法(P... 为探明硫铁矿开采对周边农田土壤环境及人体健康的影响,在龙游县硫铁矿区周边采集表层土壤样品(0~20 cm)42件,分析了土壤中8种重金属含量(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)及pH,采用统计学、地累积指数(I_(geo))、正定矩阵因子分析法(PMF)和健康风险评估模型等方法开展研究区土壤重金属含量特征、来源解析和人体健康风险评价.结果发现,表层土壤中平均ω(Cd)、ω(Cu)、ω(Pb)和ω(Zn)均超过浙江和全国土壤背景值,与农用地污染风险筛选值(GB 15618-2018)相比,土壤样品中Cd、Cu、Pb和Zn的超标率分别为82%、49%、42%和31%.土壤重金属地累积指数(I_(geo))结果显示,研究区污染最严重的是Cd,其次为Cu、Pb和Zn.PMF分析结果表明,研究区重金属来源包括:自然来源(As、Cr和Ni)、重金属地质高背景和成矿地质体开采引起的综合污染源(Cd、Cu、Pb和Zn)及人为来源(Hg),各种来源的综合贡献率占比分别为32%、46%和22%.人体健康风险评估模型显示,土壤Pb是引发非致癌风险的主要因素,Cr暴露对成人存在致癌风险,Cr和As暴露对儿童存在致癌风险. 展开更多

关键词 硫铁矿区 农田土壤 重金属 正定矩阵因子分析(pmf) 健康风险评价

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基于PMF和Pb同位素的农田土壤中重金属分布及来源解析 被引量：32

6

作者 陈锦芳 方宏达 +3 位作者 巫晶晶 林锦美 蓝伟斌 陈进生 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1026-1035,共10页

为阐明九龙江中下游沿岸农田土壤中重金属分布特征、污染现状及来源,测定了该区域土壤中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb的含量及Pb同位素比值。结果显示研究区域过去20年土壤中重金属含量呈现上升趋势,其中Cd增长幅度最大;空间上,除Cd外,... 为阐明九龙江中下游沿岸农田土壤中重金属分布特征、污染现状及来源,测定了该区域土壤中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb的含量及Pb同位素比值。结果显示研究区域过去20年土壤中重金属含量呈现上升趋势,其中Cd增长幅度最大;空间上,除Cd外,不同功能区组间重金属差异显著,反映出研究区域受到了人为活动的显著影响,高Cd浓度现象可能是农业污染造成的一种普遍的共有现象;潜在危害指数评价法显示该区域大部分站点属于中等生态风险区域,主要贡献因子为Cd;主成分分析法(PCA)和正定矩阵因子分析法(PMF)分析结果均显示土壤重金属主要来自5种污染源,PMF法得出这些污染源的贡献率大小依次为工业源(26.3%)>交通源(23.2%)>自然源(22.0%)>农业源(16.2%)>其他混合源(12.0%);三端源混合模型结合Pb同位素示踪法得到交通源、燃煤和工业源对九龙江土壤中重金属Pb的贡献率分别为57%、34%和9%。三种源解析方法所得结果吻合,三者均能较好地解析土壤中重金属,可以构成互补的多元源解析体系。 展开更多

关键词 重金属 铅同位素 pmf 源解析

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贵州省某县辣椒种植区土壤重金属空间分布特征及来源解析 被引量：30

7

作者 曾庆庆 付天岭 +4 位作者 邹洪琴 滕浪 吴康 谢挺 何腾兵 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期102-113,共12页

为了探讨贵州省某县辣椒种植区土壤重金属来源,采用4 km×4 km的网格采集了108个土壤样品,运用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和原子荧光光谱仪(AFS)测定土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni元素含量,通过正定矩阵因子分析模型(P... 为了探讨贵州省某县辣椒种植区土壤重金属来源,采用4 km×4 km的网格采集了108个土壤样品,运用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和原子荧光光谱仪(AFS)测定土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni元素含量,通过正定矩阵因子分析模型(PMF)解析土壤中8种重金属的污染来源。结果表明:辣椒种植区土壤大部分重金属含量相对贵州省土壤背景值已存在一定程度的富集,大部分土壤中Cd含量超过农用地土壤污染风险筛选值,且8个重金属在研究区的分布差异较大,Cd、Hg、As、Cr、Ni的高含量区主要分布在研究区的东部;Pb的高含量区较为零散,没有明显集中分布区;Cu、Zn的高含量区主要分布于西南部。PMF模型解析出5个贡献源,工业源、自然源、交通源、大气沉降源及混合源。其中,Cd的污染来源较为复杂,有自然背景、农业活动、工业活动等;Hg的主要来源是大气沉降;As的污染来源主要是工业活动;Pb、Zn的污染来源主要是交通活动;Cr、Cu、Ni的主要来源是自然背景,其中部分Zn还可能来源于交通活动。辣椒种植区存在Cd、Hg、As、Cu、Ni污染风险,辣椒产业布局应考虑交通、工业等活动对土壤表层重金属的影响,减少污染源、降低污染物排放量;同时也要合理的施用化肥、农药,以保障辣椒的安全生产。 展开更多

关键词 辣椒 土壤重金属 pmf模型 源解析

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扬州市PM_(2.5)中重金属来源及潜在健康风险评估 被引量：28

8

作者 董世豪 谢扬 +4 位作者 皇甫延琦 史旭荣 易睿 史国良 冯银厂 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期540-547,共8页

本研究利用正定矩阵因子分解模型(PMF)-健康风险评价模型(HMHR)探究了扬州市细颗粒物(PM_(2.5))中重金属污染来源及不同污染源对重金属潜在健康风险值的贡献.结果表明,各重金属全年浓度均值为Pb(64. 4 ng·m^(-3))> Cr(25. 24ng&... 本研究利用正定矩阵因子分解模型(PMF)-健康风险评价模型(HMHR)探究了扬州市细颗粒物(PM_(2.5))中重金属污染来源及不同污染源对重金属潜在健康风险值的贡献.结果表明,各重金属全年浓度均值为Pb(64. 4 ng·m^(-3))> Cr(25. 24ng·m^(-3))> As(6. 36 ng·m^(-3))> Ni(5. 36 ng·m^(-3))> Cd(3. 34 ng·m^(-3))> Co(1. 21 ng·m^(-3));各污染源对PM_(2.5)贡献分别为二次源(37. 7%)>燃煤源(19. 4%)>扬尘(17. 5%)>机动车(16. 9%)>建筑尘(5. 2%)>工业源(3. 4%). As主要源于燃煤、机动车和扬尘; Co主要源于工业源;燃煤源对Pb的浓度贡献较高;工业源对Ni、Cd含量的贡献最高.不同污染源的健康风险依次为扬尘源、燃煤源、机动车、工业源、建筑尘.扬尘源和燃煤源的潜在健康风险较其他污染源为高,与其源谱中重金属元素占比较大且对PM_(2.5)贡献浓度较高有关. 展开更多

关键词 重金属元素 健康风险 致癌风险 正定矩阵因子分解模型(pmf) PM2.5

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云南省武定县土壤重金属地球化学分布特征及其来源浅析 被引量：24

9

作者 秦元礼 张富贵 +5 位作者 彭敏 张舜尧 马宏宏 唐瑞玲 赵智慧 成杭新 《地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期540-550,共11页

为探明西南地区耕地土壤重金属污染的分布特征及来源,选取云南省武定县优耕区为研究区,在分析1802件表层土壤和4条剖面土壤重金属含量的基础上,运用地累积指数法评估重金属污染风险,利用地统计分析、单因子方差分析、正定矩阵分析探讨... 为探明西南地区耕地土壤重金属污染的分布特征及来源,选取云南省武定县优耕区为研究区,在分析1802件表层土壤和4条剖面土壤重金属含量的基础上,运用地累积指数法评估重金属污染风险,利用地统计分析、单因子方差分析、正定矩阵分析探讨重金属的空间分布特征、污染水平及潜在来源。8种重金属与云南省背景值相差较小,其中Cr、Ni平均含量高于云南省背景值,是其背景值的1.75和1.14倍,As、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn低于其背景值。8种重金属元素呈现东高西低、南高北低的分布趋势,异常区分布规律明显。地累积指数结果表明,8种重金属中仅Cd存在轻微污染,其余元素均处于无污染水平,与以往认为西南地区是地质高背景区、土壤污染严重有较大出入,需要对西南重金属高背景区的观点进行重新认识和修订。研究区内8种重金属主要有3个污染源:矿业开采源、肥料和交通污染源和成土母质源。其中,As、Cu、Hg主要受迤纳厂铜矿开采的影响;Pb、Cd、Zn受刺竹箐铅锌矿床的开采、交通污染和肥料施用的共同影响;Cr、Ni受成土母质影响较大。 展开更多

关键词 土壤重金属 地球化学特征 环境评价 pmf模型 武定县 云南省 西南地区

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“河-湖”沉积物重金属环境特征及来源解析 被引量：21

10

作者 李悦昭 陈海洋 孙文超 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期2646-2652,共7页

以府河及其受纳湖泊为研究对象,辨识"河-湖"系统沉积物中重金属的空间分布、地球化学特征和生态风险,利用正定矩阵因子分解模型(PMF)解析沉积物中重金属的潜在来源.结果表明,该"河-湖"系统沉积物中主要金属污染物... 以府河及其受纳湖泊为研究对象,辨识"河-湖"系统沉积物中重金属的空间分布、地球化学特征和生态风险,利用正定矩阵因子分解模型(PMF)解析沉积物中重金属的潜在来源.结果表明,该"河-湖"系统沉积物中主要金属污染物为Cd、Cu和Zn,且Cd存在生态风险.与受纳湖体相比,府河污染水平及风险程度更高.湖体空间分析显示,河流入口呈现更高的金属含量及风险水平.PMF分析表明,研究区沉积物重金属主要受到人为活动的影响(55.7%),包括工业排放(20.3%)、化肥施用(19.5%)和水产养殖(15.9%). 展开更多

关键词 重金属 正定矩阵因子分解(pmf) 地球化学特征 生态风险 河-湖系统

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APCS-MLR结合PMF模型解析厦门杏林湾近郊流域沉积物金属来源 被引量：16

11

作者 沈宸宇 闫钰 +4 位作者 于瑞莲 胡恭任 崔建勇 颜妍 黄华斌 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期2476-2488,共13页

城市化、工业化和农业集约化的快速发展,导致排入近郊流域水体中的金属不断增多.为了及时阻断污染源头,制定有针对性的风险缓解措施,准确识别和量化复杂环境内沉积物中金属的污染来源显得尤其重要.对厦门杏林湾近郊流域水系表层沉积物... 城市化、工业化和农业集约化的快速发展,导致排入近郊流域水体中的金属不断增多.为了及时阻断污染源头,制定有针对性的风险缓解措施,准确识别和量化复杂环境内沉积物中金属的污染来源显得尤其重要.对厦门杏林湾近郊流域水系表层沉积物中14个金属元素(Cd、Cu、Sr、Zn、U、Pb、Th、Ni、Be、Co、Cr、Rb、V和Mo)含量进行分析测定.综合运用相关性分析、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法(PMF)等多种方法,识别和定量解析污染源及贡献.近郊流域水系沉积物中大部分金属元素含量超过厦门市C层土壤环境背景值,各金属在不同区域(许溪、苎溪、后溪和杏林湾)分布存在差异,平水期和丰水期的苎溪区域样点的表层沉积物中,变异系数大的Cr、Cu、Zn、Mo和Cd元素含量比其他区域的含量高,其中,Cu和Cd污染较为严重;丰水期的整体区域沉积物中金属的富集程度相比于平水期有所下降,Cu和Cd在两个时期均为显著富集;相关性分析、聚类分析和主成分分析表明,杏林湾近郊流域水系表层沉积物中金属污染来源较为复杂.Ni、Cu、Zn和Pb主要来源于采矿活动;Be、Rb、Th和U均由自然源控制;Mo和Cr主要来源于工业活动;Co、V和Sr以海源为主;Cd以农业生产影响为主.APCS-MLR和PMF模型分析结果表明,水系表层沉积物中金属来源分为5种,人类活动排放的贡献率达到52.57%,其中采矿活动、工业生产和农业活动的贡献率分别为17.72%、19.09%和15.77%;自然输入的贡献率为47.43%,其中自然源和海源的贡献率分别为16.73%和30.7%. 展开更多

关键词 沉积物 重金属 来源解析 正定矩阵因子分析模型(pmf) 绝对主成分-多元线性回归(APCS-MLR)

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郑州市冬季大气PM_(2.5)金属元素来源及健康风险评价 被引量：15

12

作者 姚森 王乾恒 +3 位作者 薛妍 史来文 张俊美 杨书申 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期2329-2335,共7页

以郑州市2019年12月大气PM_(2.5)为对象,分析其中Ca、Fe、K、Mg、Sb、Na、As、Cu、Pb、Zn、V、Co、Cr和Ni含量,运用地累积指数(geo-accumulation index,I_(geo))和正定矩阵因子模型(positive matrix factorization,PMF)分析元素污染程... 以郑州市2019年12月大气PM_(2.5)为对象,分析其中Ca、Fe、K、Mg、Sb、Na、As、Cu、Pb、Zn、V、Co、Cr和Ni含量,运用地累积指数(geo-accumulation index,I_(geo))和正定矩阵因子模型(positive matrix factorization,PMF)分析元素污染程度和来源,采用美国EPA健康风险评价模型对重金属元素的健康风险进行评价.结果显示,采样期间日均ρ(PM_(2.5))为108μg·m^(-3),金属元素中ρ(Ca)最高(5.9μg·m^(-3)).地累积指数结果表明,Sb污染程度最高,Sb、As和Cu造成极重污染,PMF解析结果表明,采样期间研究区域金属元素来源有冶金工业源、交通移动源、固体废物焚烧源和燃煤与扬尘混合源.不同污染水平下儿童所受非致癌风险更高而成年人所受致癌风险更高,各金属元素对人体的非致癌风险总体上在人体可接受范围,而As造成的致癌风险超出可接受范围.各类源HQ值均小于1,非致癌风险可忽略不计,具体排序为:燃煤与扬尘混合源>固体废物焚烧源>冶金工业源>交通移动源.各类源的ILCR排序为:燃煤与扬尘混合源>冶金工业源>固体废物焚烧源>交通移动源,其中燃煤与扬尘混合源ILCR超过人体可接受范围. 展开更多

关键词 郑州市 PM_(2.5) 重金属 健康风险 正定矩阵因子模型(pmf)

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张家口市万全区某种植区土壤重金属污染评价与来源分析 被引量：11

13

作者 安永龙 殷秀兰 +2 位作者 李文娟 金爱芳 鲁青原 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期3544-3561,共18页

以张家口市万全区某蔬菜种植区土壤为研究对象,采集132件表层和80件深层土壤样品,测试分析As、Cd、Cr、Hg、Cu、Ni、Pb和Zn等8种重金属元素含量以及Cr和Ni赋存形态.综合应用地统计学分析和PMF受体模型,并结合3种重金属污染评价方法,摸... 以张家口市万全区某蔬菜种植区土壤为研究对象,采集132件表层和80件深层土壤样品,测试分析As、Cd、Cr、Hg、Cu、Ni、Pb和Zn等8种重金属元素含量以及Cr和Ni赋存形态.综合应用地统计学分析和PMF受体模型,并结合3种重金属污染评价方法,摸清了研究区土壤重金属空间分布特征、重金属污染程度和垂向上Cr和Ni赋存形态的分布情况,探析了土壤重金属污染源和贡献率.结果表明,表层土壤重金属Cd和Pb含量平均值均高于河北省土壤背景值,表层土壤Cr、Ni、Cu,Cd、Pb和Zn空间分布特征存在相似性.地累积指数法表明研究区以无污染为主,分布少量轻污染点位,以Cd污染点居多;富集因子法表明研究区主要以无-弱污染为主,各元素均存在中污染情况,背景区显著污染元素为As、Pb和Hg,重点区中显著污染元素为Cd;潜在生态风险指数法表明研究区以轻污染为主,局部分布“中”和“强”风险点,背景区Hg存在“很强”风险点,重点区Cd存在“很强”风险点.这3种评价结果表明背景区以Cd和Hg污染为主,而重点区则以Cd污染为主.垂向土壤赋存形态研究表明Cr以残渣态(F4)为主,可氧化态(F3)为辅,垂向以表聚型为主,以弱迁移型为辅,而Ni以残渣态(F4)为主,以可还原态(F2)为辅,垂向以强迁移型为主,以弱迁移型为辅.表层土壤重金属来源共分3类,Cr、Cu和Ni主要来自自然地质背景源,贡献率分别为66.9%、66.9%和76.1%;As、Cd、Pb和Zn主要来自人为活动源,贡献率分别为77.38%、59.2%、83.5%和59.5%;Hg主要来自大气干湿沉降,贡献率为87.8%. 展开更多

关键词 种植区 土壤重金属 赋存形态 来源分析 正定矩阵因子分解法(pmf)

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太原市夏季降水中溶解态重金属特征及来源 被引量：14

14

作者 叶艾玲 程明超 +3 位作者 张璐 何秋生 郭利利 王新明 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期3075-3081,共7页

为了解太原市大气降水中溶解态重金属污染特征及来源,采用干湿沉降自动采样器采集了太原市2013~2015年夏季61场降水样品,使用ICP-MS测定了其中12种溶解态重金属,并对其浓度水平、湿沉降通量及来源进行分析.结果表明,太原市2013~2015年... 为了解太原市大气降水中溶解态重金属污染特征及来源,采用干湿沉降自动采样器采集了太原市2013~2015年夏季61场降水样品,使用ICP-MS测定了其中12种溶解态重金属,并对其浓度水平、湿沉降通量及来源进行分析.结果表明,太原市2013~2015年夏季降水p H值范围为4.34~7.95,降水量加权平均值为5.37.溶解态重金属平均浓度为236.931μg·L-1(范围66.324~1 029.212μg·L-1),主要元素是Zn和Fe,占总浓度的53.39%.12种溶解态重金属的湿沉降总通量为1.735mg·(m2·d)-1.降水中Ba、Cu、Sr、Zn、As、Cd和Pb的富集因子大于100,受到严重的人为源影响.PMF模型分析表明太原市夏季降水中重金属的主要来源为钢铁冶金、燃煤源、机动车源和地面扬尘,贡献率分别为38.34%、23.06%、20.45%和18.15%.气团的后向轨迹分析表明西南气团和东南气团对太原市夏季降水贡献最大,分别达到38%和35%,运城-临汾-晋中和晋城-长治-晋中的南部工业源污染应该引起重视. 展开更多

关键词 太原 降水 重金属 pmf模型 后向轨迹

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基于APCS-MLR和PMF模型解析黄河下游文化公园土壤重金属污染特征及来源分析 被引量：7

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作者 段海静 马嘉玉 +4 位作者 彭超月 刘德新 王玉龙 李旭辉 马建华 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期4406-4415,共10页

选取黄河下游典型人类扰动区———黄河文化公园为研究区域,系统采集表层土壤样品,测定土壤中7种(Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb和As)重金属含量,利用地累积指数研究公园土壤重金属污染特征,应用克里格空间插值法、绝对因子分析-多元线性回归... 选取黄河下游典型人类扰动区———黄河文化公园为研究区域,系统采集表层土壤样品,测定土壤中7种(Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb和As)重金属含量,利用地累积指数研究公园土壤重金属污染特征,应用克里格空间插值法、绝对因子分析-多元线性回归模型(APCS-MLR)和正定矩阵因子分解(PMF)模型解析黄河文化公园土壤重金属的来源.结果表明,研究区表层土壤重金属(Cd、Zn、Cu、Pb和As)含量平均值高于黄河下游潮土区土壤元素背景值,分别是背景值的4.62、1.78、1.41、1.08和1.03倍.除Zn外,其他元素含量均低于黄河流域沿线不同区域土壤相应元素值.7种元素地累积指数递减趋势为:Cd>Zn>Cu>Ni>Pb>As=Cr,元素Cd属于偏中污染,在表层土壤中积累明显.空间分布特征及源解析结果显示,Cr、Ni和Cu为自然源因子,主要受成土母质影响;Cd和Pb为交通源,Zn和As属于受少量人类活动和自然叠加影响的混合源.APCS-MLR的分析结果显示:自然源贡献率为46.67%,交通源贡献率为24.11%,混合源贡献率为16.12%,其他源贡献率为13.10%;PMF模型解析结果表明:自然源贡献率为35.50%,交通源贡献率为35.48%,混合源贡献率为29.02%.该研究对黄河沿线生态旅游开发及环境风险管控提供支撑. 展开更多

关键词 土壤重金属 绝对因子得分-多元线性回归分析(APCS-MLR) 正定矩阵因子分解(pmf) 文化公园 地累积指数

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三门峡某铅厂遗留场地土壤重金属空间分布特征及来源解析 被引量：6

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作者 卢小慧 余方中 +1 位作者 范一鸣 杨阳 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1646-1656,共11页

我国各大城市目前正在进行大规模的工业企业搬迁,并产生了众多污染搬迁遗留场地,其中重金属污染尤为严峻.为了分析三门峡某铅厂遗留场地土壤重金属的污染状况、空间分布和污染来源,采用地统计学分析场地土壤重金属的空间变异规律和分布... 我国各大城市目前正在进行大规模的工业企业搬迁,并产生了众多污染搬迁遗留场地,其中重金属污染尤为严峻.为了分析三门峡某铅厂遗留场地土壤重金属的污染状况、空间分布和污染来源,采用地统计学分析场地土壤重金属的空间变异规律和分布特征,并利用PMF模型解析场地土壤重金属的主要来源.结果表明,土壤中As、Cd、Cu、Pb、Hg和Ni的平均值远超过河南省土壤环境背景值,As、Cd、Pb和Hg含量超过场地土壤污染风险筛选值,As、Pb和Hg含量超过场地土壤污染风险管控值.Cr的高值区位于废渣堆场北侧,Ni和Cd高值区位于废渣堆场北侧和场地南侧,As的高值区位于废渣堆场南侧与生活区之间,Cu和Pb高值区较为分散,主要集中于中部的原料堆场和炼炉区,Ni和Cd、Cu和Pb具有相同的空间分布特征.基于PMF模型可知,7种重金属有3种主要来源,Cd以废渣堆积源为主,贡献率为87.60%;Cu、Pb和Hg以土壤母质源为主,贡献率分别为92.50%、75.20%和95.40%;Cr、Ni和As以原料粉尘废气源为主,贡献率分别为80.80%、83.30%和62.00%. 展开更多

关键词 土壤重金属 地统计学 正定矩阵因子分解(pmf)模型 空间分布 来源解析

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华北典型工矿城镇土壤重金属来源解析及潜在生态风险评价 被引量：6

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作者 梁家辉 田亦琦 +4 位作者 费杨 刘昭玥 师华定 漆静娴 莫莉 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期5657-5665,共9页

为掌握典型工矿城镇土壤重金属状况,定量解析潜在来源,以河北省张家口市宣化区部分区域土壤为研究对象,采集并测定150个表层土壤中Cd、As、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn这7种重金属含量;采用地累积指数法和潜在生态风险指数法评估重金属污染状况... 为掌握典型工矿城镇土壤重金属状况,定量解析潜在来源,以河北省张家口市宣化区部分区域土壤为研究对象,采集并测定150个表层土壤中Cd、As、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn这7种重金属含量;采用地累积指数法和潜在生态风险指数法评估重金属污染状况和潜在生态风险;使用主成分分析法和正定矩阵因子分解(PMF)模型对7种重金属元素进行综合污染源解析,并结合地统计学法识别各潜在源的高贡献区域.结果表明:①研究区7种重金属含量的平均值范围为0.23~103.34 mg·kg^(-1),其中,Cd、Pb、Cu和Zn的含量平均值高于河北省土壤背景值,Cd污染最为严重,平均含量为背景值的2.43倍.②地累积指数和潜在生态风险指数结果显示,7种重金属污染程度依次为:Cd>Pb>Cu>Zn>Ni>As>Cr,16%点位的Cd含量处于中度污染以上水平,95%以上的点位重金属潜在生态风险处于轻度风险等级.③研究区的7种重金属积累主要来源为工业与交通的混合源、自然源和农业源,贡献率分别为33.1%、48.7%和18.2%.其中,Cd受到工业与交通的混合源和农业源的影响,Cr、Ni和As主要受自然源影响,Pb和Cu受到工业与交通的混合源和自然源的共同作用,Zn主要受工业与交通的混合源影响.主成分分析法、PMF模型与地统计学方法的有机结合,彼此印证,增加了重金属源解析结果的可信度. 展开更多

关键词 土壤重金属 源解析 空间分布 正定矩阵因子分解(pmf) 潜在生态风险

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典型行业再利用土壤重金属含量分布、来源解析及生态风险评价 被引量：2

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作者 沈城 王文娟 +3 位作者 沙晨燕 谢雨晴 王敏 吴健 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1769-1780,共12页

为深入探究典型行业再利用土壤重金属污染特征及生态风险状况,基于上海市嘉定区49个地块315个不同深度剖面土壤样品数据,采用地累积指数和潜在生态风险指数评估Cd、 Pb、 Cu、 Zn、 Ni、 Hg和As这7种重金属含量特征和潜在生态风险程度,... 为深入探究典型行业再利用土壤重金属污染特征及生态风险状况,基于上海市嘉定区49个地块315个不同深度剖面土壤样品数据,采用地累积指数和潜在生态风险指数评估Cd、 Pb、 Cu、 Zn、 Ni、 Hg和As这7种重金属含量特征和潜在生态风险程度,并利用源解析受体模型(APCS-MLR)和正定矩阵因子分解模型(PMF)解析其污染来源.结果表明:(1)研究区土壤中除As外,其余重金属均不同程度超过上海市土壤背景值,表层土壤中Cd、 Pb、 Cu、 Zn、 Ni和Hg含量分别是背景值的3.54、 2.34、 2.91、1.20、 3.75和4.40倍;7种重金属含量随着土壤垂直剖面深度的增加逐渐降低,重金属在表层土壤中存在一定程度的富集,人类活动影响了重金属在土壤中的分布规律.(2)研究区内APCS-MLR和PMF两种受体模型均识别出土壤重金属4种主要来源,源1(Cu、 Zn和Pb)为金属制品和汽车制造混合源,源2(Ni和Cd)为电镀企业来源,源3(Hg)主要为化工企业来源,源4(As)为自然源,两种受体模型结合运用,进一步提高源解析的精准度和可信度.(3)地累积指数由大到小表现为:Hg(1.54)>Ni(1.32)>Cd(1.21)>Cu(0.96)>Pb(0.64)>Zn(-0.33)>As(-1.02);潜在生态风险指数结果显示,研究区综合潜在生态风险指数RI值在32.50~4 910.97,均值为321.40,整体呈现较强潜在生态风险,再开发利用工业场地土壤中重金属Hg、 Ni和Cd的污染值得进一步关注. 展开更多

关键词 土壤 重金属 绝对主成分-多元线性回归(APCS-MLR) 正定矩阵因子分解模型(pmf) 地累积指数 潜在生态风险

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基于PMF-PCA/APCS与PERI的菏泽油用牡丹种植区表层土壤重金属潜在来源识别及生态风险评估 被引量：3

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作者 赵庆令 李清彩 +6 位作者 安茂国 于林松 万鑫 曹付恒 韩文撑 陈娟 王天鸽 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期5253-5263,共11页

研究特色农产品产区土壤重金属来源及其潜在风险,对科学管理、安全利用土壤和作物资源具有重要意义.以菏泽油用牡丹种植区为研究对象,采集并测定了254件表层土壤样品As、 Cd、 Cr、 Cu、 Hg、 Ni、 Pb和Zn等8种重金属的含量.采用多元统... 研究特色农产品产区土壤重金属来源及其潜在风险,对科学管理、安全利用土壤和作物资源具有重要意义.以菏泽油用牡丹种植区为研究对象,采集并测定了254件表层土壤样品As、 Cd、 Cr、 Cu、 Hg、 Ni、 Pb和Zn等8种重金属的含量.采用多元统计法分析了重金属的含量特征及相关性,利用地累积指数(I_(geo))、正定矩阵因子分解法(PMF)和主成分分析/绝对主成分分数法(PCA/APCS)相结合的手段解析了表层土壤中重金属的来源,借助潜在生态风险指数(PERI)对该8种重金属的生态风险进行了评估.结果表明,土壤中除Cd元素的平均值高于菏泽市背景值1.44倍之外,其余7种重金属的平均含量均与菏泽市土壤元素背景值基本一致;经相关分析和聚类分析,土壤中Pb、 Hg和Cd元素受后期人为活动的干扰影响较大;研究区8种重金属的来源为自然源、农业化肥源、工业燃煤源和生活交通源,贡献率分别为81.31%、 15.45%、 2.74%和0.50%;研究区84.25%的点位处于轻微生态风险,而中度风险和强风险点位占比分别为14.96%和0.79%,其中Cd和Hg是研究区生态风险主导元素. 展开更多

关键词 油用牡丹 重金属 潜在来源 地累积指数(Igeo) 正定矩阵因子分解(pmf) 主成分分析(PCA) 绝对主成分分数(APCS) 潜在生态风险指数(PERI)

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耕地土壤重金属健康风险来源解析及其对景观格局的响应

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作者 包广静 姬超 +2 位作者 侯大伟 李发志 邓爱萍 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期4780-4790,共11页

土壤重金属健康风险研究对于保障人群健康和维护耕地生态系统安全等具有积极的意义.在南京六合区耕地土壤重金属Cr、Pb、Cd、As和Hg监测的基础上,通过健康风险评估模型识别重金属健康风险特征因子,并利用反距离权重插值法(IDW)、正定矩... 土壤重金属健康风险研究对于保障人群健康和维护耕地生态系统安全等具有积极的意义.在南京六合区耕地土壤重金属Cr、Pb、Cd、As和Hg监测的基础上,通过健康风险评估模型识别重金属健康风险特征因子,并利用反距离权重插值法(IDW)、正定矩阵因子分解法(PMF)、景观格局指数与冗余分析探究其主要来源及对景观格局的响应.结果表明,研究区域Cr、Pb、Cd、As和Hg对应的变异系数分别为0.19、0.36、0.23、0.52和1.16,均属于中度或高度变异,表明其具有较高的空间异质性且易受到人为因素的影响;Cr、Pb和As是研究区域主要的健康风险特征因子,对应的儿童致癌风险分别在13.307×10^(-6)~38.400×10^(-6)、0.839×10^(-6)~3.250×10^(-6)和4.548×10^(-6)~16.680×10^(-6)之间,均高于成人;农业生产活动、工业生产以及交通运输活动引起的儿童致癌风险分别为17.946×10^(-6)和12.941×10^(-6),是六合区耕地土壤重金属健康风险的主要来源;由农业生产活动引起的高风险区域主要集聚在六合区的北部区域,由南至北、由中心至外围呈现出升高趋势,由工业生产活动以及交通运输引起的高风险区域主要集聚以六合区化工园区及经济开发区为核心的周边区域,并呈现出由南至北、由核心到外围降低的空间集聚特征;景观格局指数对于耕地土壤重金属健康风险的累计解释量为0.463,且斑块密度、斑块所占景观面积比例、斑块聚集度和最大斑块指数对儿童综合致癌风险具有显著性的影响,对应的解程度分别为0.422、0.274、0.351和0.232. 展开更多

关键词 健康风险 耕地土壤重金属 正定矩阵因子分解法(pmf) 景观格局指数 冗余分析(RDA)

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