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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
1
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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土壤中微塑料对植物的影响研究进展 被引量：2
2
作者 李霜 邓悦 +2 位作者 李永芳 孟李多 张成丽 《河南农业大学学报》 CAS CSCD 2023年第6期924-935,共12页
总结了土壤中微塑料的来源和微塑料对植物生长所产生的影响,并从微塑料堵塞植物的气孔造成植物根系机械损伤,改变土壤的理化性质,影响土壤生物和其他污染物的生物有效性,以及影响植物的基因表达等方面综述了微塑料对植物产生影响的机制... 总结了土壤中微塑料的来源和微塑料对植物生长所产生的影响,并从微塑料堵塞植物的气孔造成植物根系机械损伤,改变土壤的理化性质,影响土壤生物和其他污染物的生物有效性,以及影响植物的基因表达等方面综述了微塑料对植物产生影响的机制,最后针对微塑料对高等植物的影响提出研究展望,以期为今后微塑料的污染防控提供科学依据。 展开更多
关键词 微塑料 塑料薄膜 生物有效性 植物信号传导 污染防控
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黄河下游悬河段饮用水源地土壤重金属污染、来源及健康风险 被引量：2
3
作者 彭超月 任翀 +6 位作者 申浩欣 王艳锋 段海静 王玉龙 李旭辉 刘德新 马建华 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期6710-6719,共10页
选择黄河下游典型悬河段饮用水源地(黑池和柳池)土壤为研究对象,运用地累积指数与污染负荷指数分析7种(Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb和As)重金属污染特征,运用相关性分析和主成分分析等定性和绝对因子得分-多元线性回归(APCS-MLR)定量相结合... 选择黄河下游典型悬河段饮用水源地(黑池和柳池)土壤为研究对象,运用地累积指数与污染负荷指数分析7种(Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb和As)重金属污染特征,运用相关性分析和主成分分析等定性和绝对因子得分-多元线性回归(APCS-MLR)定量相结合的方法开展源解析,利用美国环保署(USEPA)推荐的健康风险评价模型分析土壤重金属对人体健康影响,并结合APCS-MLR模型分析污染源对健康风险的贡献率.结果表明,水源地周边土壤重金属ω(Cr)、ω(Ni)、ω(Cu)、ω(Zn)、ω(Cd)、ω(Pb)和ω(As)的均值依次为60.27、30.00、35.14、77.75、0.38、21.74和9.70 mg·kg^(-1),除As外,元素Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb含量均高于黄河下游潮土区土壤元素背景值,而柳池周围土壤Cu和Zn含量明显高于黑池,其他重金属含量差别较小;地累积指数与单因子指数均显示黑池和柳池存在重金属轻度污染,Cd是主要的污染因子,污染负荷指数模型显示研究区无污染和轻度污染样点数分别占总样点数的5%和95%,表明研究区整体处于轻度污染水平;源解析表明Cr、Ni、Cu和As主要受成土母质影响;APCS-MLR模型解析结果表明,研究区土壤污染物主要来自自然源、交通源、农业源和未知源,其来源贡献率依次为42.95%、23.39%、16.95%和16.71%;健康风险评价模型结果显示,重金属对成人和儿童无非致癌风险,存在人体可耐受的致癌风险,儿童的非致癌风险和致癌风险均高于成人.As为主要非致癌因子,Ni为主要致癌因子.无论是成人或儿童,4种污染源的非致癌和致癌风险贡献率均为:自然源>未知源>交通源>农业源,其中自然源对非致癌和致癌风险贡献率最大.因此研究黄河下游悬河段水源地周边土壤污染特征、来源及对人体健康影响,对于水源地保护具有重要意义,同时为黄河沿线生态环境高质量发展提供理论支撑. 展开更多
关键词 饮用水源地 土壤重金属 地累积指数 源解析 健康风险
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基于APCS-MLR和PMF的污灌与工业复合区农田土壤重金属来源解析
4
作者 刘德新 孟凡磊 +2 位作者 段海静 李一蒙 马建华 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期4812-4824,共13页
基于开封市污灌与工业复合区农田表土样品,测定8种重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、As和Hg)含量,利用绝对因子得分-多元线性回归(APCS-MLR)模型和正定矩阵因子分解(PMF)模型,结合相关性分析和系统聚类分析对土壤重金属来源和贡献率进行... 基于开封市污灌与工业复合区农田表土样品,测定8种重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、As和Hg)含量,利用绝对因子得分-多元线性回归(APCS-MLR)模型和正定矩阵因子分解(PMF)模型,结合相关性分析和系统聚类分析对土壤重金属来源和贡献率进行解析.结果表明:①研究区ω(Cr)、ω(Ni)、ω(Cu)、ω(Zn)、ω(Cd)、ω(Pb)、ω(As)和ω(Hg)平均值分别为52.19、25.00、42.03、323.53、1.79、53.45、9.43和0.20 mg·kg^(-1),其中Cr、Ni和As低于潮土背景值,Cu、Zn、Cd、Pb和Hg高于潮土背景值.②8种重金属有4种来源:自然源、农业污水灌溉源、工业大气沉降源和交通运输源,Cr和Ni主要为自然源,Cu、Zn、Cd和Pb主要为农业污水灌溉和交通运输,As主要为自然源和农业污水灌溉,Hg主要为工业大气沉降.③APCS-MLR和PMF源解析结果表明工农业活动是研究区土壤重金属的主要来源.研究区9个采样小区APCS-MLR平均贡献率为76.01%(自然源和农业污水灌溉源)、22.71%(工业大气沉降源和交通运输源)和1.28%(未知源),PMF平均贡献率为59.66%(自然源和农业污水灌溉源)和40.34%(工业大气沉降源和交通运输源),其中LZ、XZ、NLT、PT、YLZ和BC的两种模型源解析结果基本一致,WL在APCS-MLR模型更优,SG和QT在PMF模型更优.研究结果可为土壤重金属污染防治和环境修复提供科学依据. 展开更多
关键词 污灌与工业复合区 农田土壤 绝对因子得分-多元线性回归(APCS-MLR) 正定矩阵因子分解(PMF) 源解析
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基于APCS-MLR模型的开封市公交站周边灰尘重金属源解析及健康风险评估
5
作者 段海静 申浩欣 +6 位作者 彭超月 任翀 王艳锋 刘德新 王玉龙 郭瑞超 马建华 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期3502-3511,共10页
为揭示城市交通系统对城市生态环境质量的影响,选择受交通影响扰动较强的环境指示物——公交站地表灰尘作为研究对象,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-ASE)分别测定灰尘中8种重金属(V、Cr、Co、Ni... 为揭示城市交通系统对城市生态环境质量的影响,选择受交通影响扰动较强的环境指示物——公交站地表灰尘作为研究对象,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-ASE)分别测定灰尘中8种重金属(V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb)含量,应用地累积指数和污染负荷指数法分析灰尘重金属的污染程度和空间分布特征,通过定性(相关性分析、主成分分析)和定量[绝对因子得分-多元线性回归模型(APCS-MLR)]相结合的方法开展公交站附近地表灰尘重金属来源探讨,应用克里格空间插值法明晰重金属不同来源的空间分布特征,利用美国环境保护署提出的健康风险评价模型来评价人体健康风险.结果表明,开封市公交站地表灰尘重金属ω(V)、ω(Cr)、ω(Co)、ω(Ni)、ω(Cu)、ω(Zn)、ω(Cd)和ω(Pb)平均值依次为:68.36、59.73、5.81、19.34、40.10、208.32、1.01和49.46 mg·kg^(-1),灰尘中重金属(Cd、Zn、Pb、Cu、Cr)含量平均值均高于开封市周边灰尘背景值,分别是背景值的3.37、2.70、2.01、1.95和1.28倍;8种重金属的地累积指数顺序为:Cd>Zn>Pb>Cu>Cr>V>Ni>Co,其中Cd、Zn、Cu和Pb属于轻度污染水平,其他元素为无污染;源解析结果显示,Cr、Co和Ni为自然源元素,Cu、Zn、Pb和Cd为交通源元素,V则来源于工业-自然混合源.APCS-MLR结果表明,4种来源的平均贡献率依次为自然源为34.17%,交通源为29.84%,工业-自然混合源为14.64%,未知源为21.35%,其中交通源贡献率空间分布规律与交通量及公交线路密集度分布趋势一致.由健康风险评价可知,儿童的总致癌风险指数和总非致癌风险指数均高于成人,Cr为主要的非致癌因子,Cd为主要的致癌因子,自然源和交通源分别对非致癌风险和致癌风险的贡献率最高. 展开更多
关键词 灰尘重金属 污染评价 源解析 健康风险 公交车站
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不同种植年限蔬菜大棚土壤特性、重金属累积和生态风险 被引量：12
6
作者 任强 孙瑞玲 +3 位作者 郑凯旋 刘祎丹 阮心玲 王洋洋 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期995-1003,共9页
以河南省汝州市杨楼镇蔬菜大棚土壤为研究对象,探究不同种植年限蔬菜大棚土壤理化性质、重金属总量和赋存形态的差异规律,并利用单项潜在生态风险指数法和综合潜在生态风险指数法对不同种植年限大棚土壤中重金属的潜在生态风险进行评估... 以河南省汝州市杨楼镇蔬菜大棚土壤为研究对象,探究不同种植年限蔬菜大棚土壤理化性质、重金属总量和赋存形态的差异规律,并利用单项潜在生态风险指数法和综合潜在生态风险指数法对不同种植年限大棚土壤中重金属的潜在生态风险进行评估.结果表明,与对照组相比,蔬菜大棚土壤pH均有所提高,有机质、速效磷和碱解氮等肥力组分有一定程度的累积,但过氧化氢酶活性呈下降趋势.相关性分析显示,种植年限与pH值(P<0.05)和有机质(P<0.01)呈显著正相关,与过氧化氢酶活性呈显著负相关(P<0.01).蔬菜大棚土壤重金属含量随着蔬菜大棚种植年限的增加而增加,其中Cu、Zn和Cd的增加最为明显,最大增幅分别为129.14%、204.17%和161.11%.蔬菜大棚土壤重金属弱酸提取态和可还原态含量所占的比例也会随着蔬菜大棚种植年限逐渐增加,而残渣态所占比例逐渐减少,从而造成土壤重金属更容易被植物吸收.单项潜在生态风险指数评价结果显示,蔬菜大棚土壤中Cd随着种植年限的增加具有很强的生态风险,而Cu、Pb、Zn和Ni则属于轻度生态风险,综合潜在生态风险指数评价显示,各种植年限蔬菜大棚土壤重金属均具有较强或很强的生态风险. 展开更多
关键词 种植年限 大棚土壤 重金属 形态 风险评估
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Fe-La二元氢氧化物对水中As(Ⅴ)和As(Ⅲ)的吸附行为与机制
7
作者 潘燕芳 张琳 +4 位作者 郭晨 郑文秀 樊帅兵 刘颜红 王玉龙 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期276-288,共13页
采用共沉淀法制备了铁-镧二元氢氧化物(Fe-La)吸附剂,通过吸附动力学、pH的影响和吸附等温线等吸附批实验研究了其对水溶液中砷的去除行为,并通过扫描电子显微镜-X射线能谱分析(SEM-EDS)、傅里叶红外光谱分析(FTIR)、X射线衍射分析(XRD... 采用共沉淀法制备了铁-镧二元氢氧化物(Fe-La)吸附剂,通过吸附动力学、pH的影响和吸附等温线等吸附批实验研究了其对水溶液中砷的去除行为,并通过扫描电子显微镜-X射线能谱分析(SEM-EDS)、傅里叶红外光谱分析(FTIR)、X射线衍射分析(XRD)等方法对铁-镧二元氢氧化物进行了表征,研究其对砷的去除机制.吸附批实验表明,Fe-La二元氢氧化物对As(Ⅴ)具有较强的去除能力,而对As(Ⅲ)的去除能力较弱.吸附动力学实验表明,Fe-La二元氢氧化物对As(Ⅴ)和As(Ⅲ)在前2 h内吸附速率较快,其去除过程均符合伪二级动力学模型.溶液的pH值会显著影响Fa-La二元氢氧化物对As(Ⅴ)和As(Ⅲ)的去除效率,其中,对As(Ⅴ)的吸附量在pH=3.0~4.0时升高,在pH=5.0~11.0时随pH升高而降低;对As(Ⅲ)的吸附量在pH=3.0~6.0时升高,在pH=6.0~10.0范围内保持不变,在pH=10.0~11.0时吸附量减少.Langmuir吸附等温线拟合结果表明,pH=4.0时Fe-La二元氢氧化物对As(Ⅴ)的最大吸附量为303.03 mg·g^(-1),pH=7.0时对As(Ⅲ)的最大吸附量为24.69 mg·g^(-1).共存阴离子对Fe-La二元氢氧化物去除As(Ⅴ)和As(Ⅲ)的影响大小顺序分别为SO_(4)^(2-)<CO_(3)^(2-)<柠檬酸根<HPO_(4)^(2-)和SO_(4)^(2-)(CO_(3)^(2-))<柠檬酸根<HPO_(4)^(2-).3次循环后,As(Ⅴ)的去除率可以达到初始去除效率的79.67%,As(Ⅲ)的去除率可以达到初始去除效率的88.60%左右.SEM-EDS、FTIR和XRD分析表明,通过表面羟基配体交换反应形成砷酸镧(LaAsO4)以及溶液中的La3+与H2AsO4-共沉淀生成砷酸镧是Fe-La二元氢氧化物去除水中As(Ⅴ)的主要机理,而二元氢氧化物中的铁氢氧化物对As(Ⅲ)的固定是As(Ⅲ)去除的主要机制.上述结果表明,Fe-La二元氢氧化物对水中As(Ⅴ)的去除具有潜在的应用价值,但对As(Ⅲ)的去除还需要结合其他的方法,如预先将As(Ⅲ)氧化成As(Ⅴ). 展开更多
关键词 Fe-La二元氢氧化物 吸附 As(Ⅴ) As(Ⅲ) 砷酸镧 共存阴离子
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