正定矩阵因子模型解析鄂尔多斯高原煤矿土壤重金属来源 被引量：13

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作者 孙锐 周晓芳 +2 位作者 陈阳 王新富 高良敏 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第16期6937-6943,共7页

为实现高原采煤矿区土壤重金属的源贡献程度的定量化,以研究区表层土壤为研究对象,利用正定矩阵因子模型(positive definite matrix factor,PMF)解析土壤重金属的来源。结果表明:各元素平均质量浓度均低于农用地土壤污染风险管控标准,其... 为实现高原采煤矿区土壤重金属的源贡献程度的定量化,以研究区表层土壤为研究对象,利用正定矩阵因子模型(positive definite matrix factor,PMF)解析土壤重金属的来源。结果表明:各元素平均质量浓度均低于农用地土壤污染风险管控标准,其中Hg、V、Cr、Cu、Zn、Cd、Pb是内蒙古土壤背景值的33.20、1.41、1.42、2.83、3.57、2.96和1.48倍。土壤重金属累积主要受煤炭开采、化石燃料燃烧、大气交通的影响,相对贡献率分别为23.3%、42.4%、34.3%。另外,将PMF模型与地统计空间分析结合,可以进一步明确贡献源的分布情况,对于采煤矿区土壤重金属污染治理具有实际意义。 展开更多

关键词 正定矩阵因子模型 鄂尔多斯 高原煤矿 土壤重金属 源解析

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基于正定矩阵因子分解模型的冲积平原典型区土壤重金属污染成因分析

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作者 张晓露 韩存亮 +4 位作者 邓一荣 王俊 林龙勇 王进进 李永涛 《环境污染与防治》 北大核心 2025年第4期8-14,I0001,共8页

为探讨冲积平原地区土壤重金属污染来源与现状,以珠江三角洲冲积平原典型区为研究对象,采集表层土壤样品,分析土壤重金属含量及其污染现状,综合运用地理信息系统(GIS)空间分析、多元统计分析以及正定矩阵因子分解(PMF)模型对土壤重金属... 为探讨冲积平原地区土壤重金属污染来源与现状,以珠江三角洲冲积平原典型区为研究对象,采集表层土壤样品,分析土壤重金属含量及其污染现状,综合运用地理信息系统(GIS)空间分析、多元统计分析以及正定矩阵因子分解(PMF)模型对土壤重金属空间分布规律及污染来源进行研究。结果显示:研究区内表层土壤Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn的平均值分别为0.150、1.02、16.72、57.61、49.86、25.85、15.26、94.03 mg/kg,其中Cd和Hg的平均值高于珠江三角洲土壤背景值。区域内主要污染重金属为Hg和Pb,超标点位占比分别为26.25%和27.50%,受污染土壤主要分布在河流西侧;Cd、As、Cu、Zn污染程度较轻,超标点位占比均不超过5%;Cr和Ni均未超标。多元统计分析和PMF模型显示,Cd主要受农业活动影响,As、Cu、Cr、Ni和Zn主要来源于成土母质,Hg和Pb受工业源和交通源双重影响。 展开更多

关键词 冲积平原 土壤 重金属 源解析 正定矩阵因子分解模型

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基于主成分分析法和正定矩阵因子分解法的洱海污染源解析

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作者 李明民 王俊松 +5 位作者 和弦 鲍智弥 杨顺涛 孔燕 冯海涛 唐诚 《云南农业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期146-153,共8页

【目的】解析洱海污染物来源并量化源贡献,为流域水环境保护决策提供科学依据。【方法】基于洱海多年水质监测数据,分析其污染特征,并使用主成分分析法(principal component analysis,PCA)和正定矩阵因子分解法(positive matrix factori... 【目的】解析洱海污染物来源并量化源贡献,为流域水环境保护决策提供科学依据。【方法】基于洱海多年水质监测数据,分析其污染特征,并使用主成分分析法(principal component analysis,PCA)和正定矩阵因子分解法(positive matrix factorization,PMF)进行污染来源及其贡献率解析。【结果】洱海2015—2021年综合营养状态指数整体呈波动上升趋势,雨季营养状态指数显著高于旱季,9、10月处于最大值。PCA和PMF源解析结果表明:按贡献率从大到小排序,造成洱海水体污染的主要原因为农田面源、畜禽养殖、生活污水和气象因素。【结论】洱海处于中营养状态,但整体呈现营养化趋势,污染主要集中在雨季,应当加强汛期污染防控。主要污染源为农业面源,应加强农业面源系统治理,形成“源头减量—过程拦截—养分再利用—末端修复”的全过程防控体系。其中,源头部分是重点,应当调整农业种植结构,转变农业生产方式,提高植物养分利用效率,推动流域实现农业绿色高质量发展。 展开更多

关键词 主成分分析 正定矩阵因子分解模型 源解析 洱海 农业面源污染

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基于正定矩阵因子分析模型的滹沱河冲洪积扇地下水污染源解析 被引量：10

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作者 孟瑞芳 孟舒然 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期586-591,共6页

于2017年9月采集了33组地下水水样,运用衬度系数方差和正定矩阵因子分析(PMF)模型研究了滹沱河冲洪积扇地下水的水化学特征及控制因素,并解析主要污染来源。结果表明:(1)地下水中总硬度(TH)和NO-3超标严重,NO-3为5.0~326.2 mg/L,沟谷平... 于2017年9月采集了33组地下水水样,运用衬度系数方差和正定矩阵因子分析(PMF)模型研究了滹沱河冲洪积扇地下水的水化学特征及控制因素,并解析主要污染来源。结果表明:(1)地下水中总硬度(TH)和NO-3超标严重,NO-3为5.0~326.2 mg/L,沟谷平原区、冲洪积扇顶部和冲洪积扇中部超标率分别为55.6%、21.4%和30.0%;TH为140~833 mg/L,沟谷平原区、冲洪积扇顶部和冲洪积扇中部超标率高达77.8%、64.3%和60.0%。该地区地下水已受到了人类活动的显著影响。(2)岩石风化是地下水水化学的主要控制因素,地下水主要的水化学类型是HCO_(3)·SO_(4)-Ca和HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Mg。(3)冲洪积扇顶部各组分衬度系数方差整体要大于沟谷平原区和冲洪积扇中部,冲洪积扇顶部内地下水受人类活动影响强烈。(4)PMF源解析结果表明,该地区地下水主要污染源是生活污水和化肥、工业污染源和地下水超采诱发的水岩交互作用。 展开更多

关键词 正定矩阵因子分析模型 滹沱河 地下水 源解析

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正定矩阵因子法解析破罡湖底泥重金属源研究 被引量：10

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作者 陈书琴 夏建东 +2 位作者 周葆华 孙慧群 龙锦云 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期184-189,共6页

为将正定矩阵因子模型(PMF)应用于湖泊底泥重金属源解析,探究其污染源识别方面存在的问题,并进一步提高其源解析的科学性,文章基于PMF模型,辅以主成分分析及污染源调查,对安徽破罡湖底泥重金属源解析进行了研究。结果表明:PMF解析所得... 为将正定矩阵因子模型(PMF)应用于湖泊底泥重金属源解析,探究其污染源识别方面存在的问题,并进一步提高其源解析的科学性,文章基于PMF模型,辅以主成分分析及污染源调查,对安徽破罡湖底泥重金属源解析进行了研究。结果表明:PMF解析所得各因子对该湖底泥中各重金属的贡献率几乎相同,不能根据贡献率差异进行污染源识别。污染源调查结果显示该湖底泥重金属污染源有3种,分别是农业、交通及工业污染源,而PMF解析显示该湖底泥重金属应有4种污染源,PMF解析可弥补人为划分污染源类型的不足。由PMF可知,农业、交通、自然母质源及工业源对破罡湖底泥总重金属的贡献率依次分别是18.2%、41.3%、10.5%及30.0%。PMF预测的Cu、Cd和Pb含量与实测值线性拟合R^2>99%,其余2种重金属Zn、Cr拟合R^2>75%。 展开更多

关键词 正定矩阵因子模型 底泥重金属污染源 源解析 贡献率

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大气挥发性有机物受体模型来源解析研究进展 被引量：1

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作者 蔡美全 常淼 +3 位作者 丁萌萌 周健楠 沈秀娥 刘保献 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期224-237,共14页

挥发性有机物(VOCs)是细颗粒物和臭氧的重要前体物,对其开展来源解析研究非常必要。正定矩阵因子分解(PMF)模型是应用较为广泛的受体模型来源解析技术,该文归纳了PMF模型中关键参数的选取,综述了其在大气VOCs来源解析上的应用情况,总结... 挥发性有机物(VOCs)是细颗粒物和臭氧的重要前体物,对其开展来源解析研究非常必要。正定矩阵因子分解(PMF)模型是应用较为广泛的受体模型来源解析技术,该文归纳了PMF模型中关键参数的选取,综述了其在大气VOCs来源解析上的应用情况,总结了中国不同区域VOCs来源特点,阐述了特征比值法、潜在污染源区及传输路径分析方法等方法与PMF模型结合开展VOCs来源的研究进展。结果表明:(1)VOCs物种、不确定度、物种权重、因子数等关键参数的选取均会影响解析结果的误差;(2)大气VOCs来源因地区、季节及人为管控等因素影响而存在差异,但机动车相关排放源是北京市、济南市、武汉市、长三角地区及南部城市大气VOCs的主要来源,贡献在16.9%~75.4%;(3)在PMF模型获取源贡献的基础上,利用条件概率函数、潜在源贡献函数、浓度加权轨迹等模型可掌握污染来源空间分布及传输贡献,光化学损耗估算方法可减小高活性VOCs的解析误差,为管理部门提供更加精准的VOCs污染来源信息。研究显示,在PMF模型广泛应用于大气VOCs来源解析的背景下,开展量化VOCs污染本地生成及区域传输贡献、准确估算VOCs损耗方法研究具有重要意义。 展开更多

关键词 挥发性有机物 来源解析 受体模型 正定矩阵因子分解模型

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夏季北海市大气烷烃类挥发性有机物变化特征及来源解析

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作者 吴琴琴 吴影 +1 位作者 陈福坤 张丽微 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第4期1609-1621,共13页

北海市是广西北部湾城市群典型的沿海城市,研究在2022年夏季对烷烃类挥发性有机物进行了观测,共测量了29种烷烃类挥发性有机物。观测发现,北海市夏季烷烃类挥发性有机物的平均体积分数为1.875×10-9,不同烷烃日出峰情况不同,每日出... 北海市是广西北部湾城市群典型的沿海城市,研究在2022年夏季对烷烃类挥发性有机物进行了观测,共测量了29种烷烃类挥发性有机物。观测发现,北海市夏季烷烃类挥发性有机物的平均体积分数为1.875×10-9,不同烷烃日出峰情况不同,每日出现3~7个峰不等;各烷烃间相关性与含C数、烷烃结构、来源占比相关,含C数相近且来源构成相似的烷烃,相关性较高。研究利用一级反应动力学估算烷烃类有机物寿命,发现其平均反应速率常数为(0.23±0.17) h-1,平均寿命为(10.73±22.59) h。利用正定矩阵因子分解模型(Positive Matrix Factorization, PMF)进行来源解析发现,北海市夏季烷烃类挥发性有机物主要来源于油气挥发(35.9%)、汽油车排放(28.9%)、溶剂使用(23.3%)、柴油车船排放(6.5%)和燃烧(5.3%)。其中,溶剂使用是北海市夏季烷烃类挥发性有机物中的臭氧生成潜势估算(Ozone Formation Potential, OFP)最大贡献源,占比为39.70%;次要贡献源包括汽油车排放、油气挥发源、柴油车船排放源和燃烧源,贡献率分别为24.50%、18.87%、10.58%和6.35%。 展开更多

关键词 环境学 挥发性有机物 烷烃 正定矩阵因子分解模型 寿命

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江门市臭氧重污染日特征与成因分析

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作者 沈劲 陈多宏 +5 位作者 常旺 蔡日东 林玉君 黄泳熙 赵芯 周炎 《中国环境科学》 北大核心 2025年第5期2399-2412,共14页

以江门市为例,通过整合污染物浓度、气象数据、光解数据以及挥发性有机物(VOCs)组分浓度等多元资料,综合利用正定矩阵因子分析模型(PMF)和基于观测的模型耦合CB06化学机制(OBM-CB06),对臭氧(O_(3))重污染日特征与成因进行了分析.研究发... 以江门市为例,通过整合污染物浓度、气象数据、光解数据以及挥发性有机物(VOCs)组分浓度等多元资料,综合利用正定矩阵因子分析模型(PMF)和基于观测的模型耦合CB06化学机制(OBM-CB06),对臭氧(O_(3))重污染日特征与成因进行了分析.研究发现,江门臭氧重污染主要由于气象条件导致清晨前体物累积,之后光化学反应有利,臭氧浓度峰值后扩散不利所致,尤其清晨氮氧化物(NO_(x))和一氧化碳(CO)浓度显著高于周边城市.VOCs源解析显示移动源(29.91%~31.25%)和液化石油气(LPG)使用源(28.8%~30.73%)是主要贡献来源.臭氧敏感性分析发现,重污染天气下江门市臭氧更倾向于对NO_(x)敏感,NO_(x)下降20%可有效避免重度污染,进一步降低60%则有望将臭氧浓度控制在轻度污染范围内.前体物相对增量反应活性(RIR)也反映了重污染天气下NO_(x)控制的相对重要性,即NO_(x)的RIR值最高(0.95~0.99).重污染日臭氧收支分析则揭示了区域影响,除年末在有力管控下,江门重污染天受区域影响较小,其他时段的重污染天受上风向地区(如珠三角中部广佛地区)的贡献显著;且日变化中,重污染日15:00之后区域贡献普遍显著上升(贡献率>60%).江门市在臭氧重污染天气下,应强化NO_(x)等前体物排放控制,并与上风向城市如佛山、中山、广州等实施区域联防联控. 展开更多

关键词 臭氧 重污染事件 正定矩阵因子分析模型(PMF) 基于观测的模型(OBM) 污染特征

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基于PMF模型的大气颗粒物多点位来源解析研究 被引量：22

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作者 皇甫延琦 田瑛泽 +6 位作者 董世豪 戴启立 史国良 周潇雨 魏桢 千勇 冯银厂 《中国环境科学》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2018年第6期2032-2038,共7页

随着环境监测数据空间分辨率的提高,越来越多研究人员选择将大气颗粒物多点位数据合并进行解析.本文通过模拟试验的方法,共设定了三大类八小类情景评估了不同条件下将多点位受体(大气颗粒物)进行解析的结果,同时结合合肥市2014年PM2.5... 随着环境监测数据空间分辨率的提高,越来越多研究人员选择将大气颗粒物多点位数据合并进行解析.本文通过模拟试验的方法,共设定了三大类八小类情景评估了不同条件下将多点位受体(大气颗粒物)进行解析的结果,同时结合合肥市2014年PM2.5数据进一步验证多点位数据合并解析的适用性.结果表明:各点位间源贡献时间趋势完全一致时,多点位合并解析并不会使PMF模型的结果变好.各点位间源贡献时间趋势差异明显时,多点位合并解析更易解析出结果.各点位间源贡献时间趋势部分相同时,多点位合并解析的结果整体趋于变好,但是对某些源类的解析可能更差. 展开更多

关键词 正定矩阵因子分析模型 多点位 模拟实验 源解析 合肥

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基于PMF模型及地统计法的乐安河中上游地区土壤重金属来源解析 被引量：52

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作者 李娇 滕彦国 +2 位作者 吴劲 蒋进元 黄莹 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期984-992,共9页

为实现较大区域范围内土壤重金属来源贡献程度的定量化,选取江西省乐安河中上游地区表层土壤为研究对象,分析污染源样品化学组分并构建本地污染源成分谱,利用PMF(正定矩阵因子分解)模型对土壤重金属进行源解析,并结合地统计空间分析法... 为实现较大区域范围内土壤重金属来源贡献程度的定量化,选取江西省乐安河中上游地区表层土壤为研究对象,分析污染源样品化学组分并构建本地污染源成分谱,利用PMF(正定矩阵因子分解)模型对土壤重金属进行源解析,并结合地统计空间分析法识别各源的主要影响区域.结果表明:乐安河中上游地区土壤中w(As)、w(Hg)、w(Cd)、w(Cr)、w(Zn)、w(Cu)、w(Mn)、w(Pb)的平均值分别为21.400、0.105、0.25、73.5、88.4、56.2、577.0、49.5 mg/kg,是江西省土壤背景值平均值的1.0~1.8倍,其中,w(As)、w(Cd)、w(Cu)、w(Pb)平均值超过GB 15618-1995《土壤环境质量标准》一级标准限值.土壤重金属主要受铅锌矿冶炼源、金矿选冶源、铜矿采选源、自然源、混合源的影响.铅锌矿开采冶炼活动对洎水河左岸大部分区域土壤造成了影响,源贡献率均大于30%;金矿选冶活动目前仅影响矿区附近土壤,源贡献率最高可达94%;铜矿采选活动也使德兴铜矿周边较大区域范围土壤受到影响,源贡献率处于19%~89%之间.研究显示,构建本地源成分谱可以辅助解析验证PMF源成分谱的有效性,将PMF模型与地统计空间分析法相结合,可以进一步得到源贡献率在空间上的分布状况,对于土壤污染治理决策可提供行之有效的支撑. 展开更多

关键词 土壤重金属 源解析 源成分谱 正定矩阵因子分解模型 反距离权重法

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胶州湾大气降水水溶性离子组成特征及来源解析 被引量：2

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作者 冯辰龙 邢建伟 +1 位作者 袁华茂 宋金明 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1225-1233,共9页

基于2019年6月至2020年8月胶州湾沿岸的大气降水样品,分析降水主要水溶性离子(Na^(+)、K^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、NH^(4+)、F-、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)、MAS-(甲基磺酸根))的组成特征和湿沉降通量,评估其对近海营养成分输入... 基于2019年6月至2020年8月胶州湾沿岸的大气降水样品,分析降水主要水溶性离子(Na^(+)、K^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、NH^(4+)、F-、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)、MAS-(甲基磺酸根))的组成特征和湿沉降通量,评估其对近海营养成分输入的贡献和潜在生态效应,并利用气团后向轨迹和正定矩阵因子分解法(PMF)解析其主要来源.结果表明,观测期间,胶州湾大气降水雨量加权平均(Volume-weighted Mean,VWM)pH为6.41,电导率的VWM值为19.3μS/cm,降水中水溶性离子以Na^(+)、NH^(4+)、NO_(3)^(-)、Cl^(-)和SO_(4)^(2-)为主,在季节上呈现出冬春季浓度明显高于夏秋季的特征,而湿沉降通量则因受降水量的控制而主要集中在夏季(约占55%).胶州湾区域大气降水共清除7274.6t水溶性离子,营养盐(主要为NH^(4+)和NO_(3)^(-),以氮计)沉降入海量达951.9t/a,表明降水在清洁大气的同时也加剧了海洋环境的污染和海洋生态系统的失衡.气团后向轨迹分析得到了观测期间控制胶州湾降水的4类主要气团,在不同季节,降水过程受到不同气团的影响,其中以来自华东地区和东北方向的气团的影响较大.基于PMF的源解析结果显示,胶州湾大气降水水溶性离子受到农业源、海洋源、扬尘源、生物质和垃圾燃烧源、工业和交通源5种来源的共同控制,其中以农业源排放的贡献最为突出(26.7%),而其他4种源的贡献大致相当.研究证实胶州湾大气环境受到复杂人为源排放、矿物沙尘以及海洋源排放的综合制约,而人为排放的贡献占主导地位. 展开更多

关键词 水溶性离子 湿沉降通量 大气降水 气团后向轨迹 正定矩阵因子模型 胶州湾

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杭州市一次持续性O_(3)污染过程成因分析 被引量：2

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作者 张特 许汇锋 +3 位作者 陈玲红 金嘉佳 沈建东 叶旭红 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期810-815,共6页

明确O_(3)污染成因才能采取有效的O_(3)管控措施。针对杭州市2022年9月4—13日发生的一次持续性O_(3)污染过程,研究了污染发生前、污染暴发期、污染持续期以及污染消除期等不同阶段的气象条件、区域背景O_(3)浓度及前体物挥发性有机物(V... 明确O_(3)污染成因才能采取有效的O_(3)管控措施。针对杭州市2022年9月4—13日发生的一次持续性O_(3)污染过程,研究了污染发生前、污染暴发期、污染持续期以及污染消除期等不同阶段的气象条件、区域背景O_(3)浓度及前体物挥发性有机物(VOCs)等,基于正定矩阵因子模型并结合O_(3)生成潜势和后向轨迹模型,重点讨论了造成O_(3)污染的关键VOCs、VOCs排放源贡献及其主要来源。结果表明:高温(日最高温度>28.7℃)、低湿(日均湿度<70%)、静稳天气(风速<3 m/s)的气象条件是此次O_(3)污染的主要外因;乙烯、丙烯、1-丁烯、乙醛等为此次污染过程中生成O_(3)的关键VOCs组分,而关键VOCs载荷较高的排放源中,工艺过程源、机动车排放源和油气挥发源为O_(3)污染暴发的主要内因,石化排放源为O_(3)污染持续的主要内因。 展开更多

关键词 O_(3)污染 成因分析 挥发性有机物 正定矩阵因子模型

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基于高通量监测数据的PMF源解析数据输入量研究 被引量：3

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作者 牛明芬 商莹 +4 位作者 王镜然 周强 陈欣 王颜红 柴美云 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2422-2431,共10页

为探究数据输入量的变化对源解析结果的影响,以上海某工业区的大气重金属高通量监测数据为例,按不同数据量将监测数据分别输入至正定矩阵因子分解(Positive Matrix Factorization, PMF)模型中,通过考察模型中Q理论值(Qtheo)与Q计算值(Qt... 为探究数据输入量的变化对源解析结果的影响,以上海某工业区的大气重金属高通量监测数据为例,按不同数据量将监测数据分别输入至正定矩阵因子分解(Positive Matrix Factorization, PMF)模型中,通过考察模型中Q理论值(Qtheo)与Q计算值(Qtrue)的接近程度、源分类以及源贡献与研究区污染源分布特点的吻合情况,分析数据输入量对源解析结果的影响。结果显示:该区域大气重金属污染受工业生产主导(64.44%),其次是扬尘(19.60%)和交通运输(15.96%)。通过对数据量的考察,发现输入量为60~120时能够得出研究区域的污染源数量与贡献率,但考虑到测试成本、获取数据的时间,认为输入量为60~80时,也能得出合理的源解析结果。短期高通量的分钟级数据集,有益于PMF模型输出高精密度、高时效性的源解析结果,是解决应急污染监控的最佳手段。 展开更多

关键词 环境学 大气重金属污染物 高通量监测数据 正定矩阵因子分解(PMF)模型 数据输入量

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地下水污染源解析方法研究进展 被引量：5

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作者 冉泽宇 贾永锋 +5 位作者 姜永海 史浙明 尚长健 臧永歌 陈帆 廉新颖 《地质通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期153-162,共10页

地下水污染具有隐蔽性,污染过程缓慢且难以治理,近年来中国高度重视地下水环境保护工作,作为支撑“以防为主”保护理念的地下水污染源解析技术研究已成为地下水污染防治领域的研究热点。介绍了国内外地下水污染源解析方面的主要技术方法... 地下水污染具有隐蔽性,污染过程缓慢且难以治理,近年来中国高度重视地下水环境保护工作,作为支撑“以防为主”保护理念的地下水污染源解析技术研究已成为地下水污染防治领域的研究热点。介绍了国内外地下水污染源解析方面的主要技术方法,包括同位素法、荧光光谱法、地质统计学法、主成分分析法、正定矩阵因子分析模型、自组织映射技术6种常用方法的基本原理及在地下水污染识别领域的应用和研究动态,总结了这些方法的优缺点与适用性,并就上述方法在地下水污染研究中的应用前景和发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 地下水污染 源解析 同位素法 正定矩阵因子分析模型 自组织映射技术

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平原河网地区农田土壤重金属污染特征及来源解析 被引量：5

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作者 张旭峰 冯韶华 +2 位作者 尚婷婷 刘劲松 孟祥周 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期835-844,共10页

为实现对平原河网地区农田土壤重金属的精准管控,保障农产品的质量安全,本研究以典型平原河网地区——嘉兴市为例,通过采集表层(0~20 cm)土壤样品(n=40),分析土壤中重金属的含量水平与分布特征,利用地累积指数法和潜在生态风险指数法,... 为实现对平原河网地区农田土壤重金属的精准管控,保障农产品的质量安全,本研究以典型平原河网地区——嘉兴市为例,通过采集表层(0~20 cm)土壤样品(n=40),分析土壤中重金属的含量水平与分布特征,利用地累积指数法和潜在生态风险指数法,评价重金属的污染风险,并结合相关性分析、绝对主成分得分-多元线性回归(APCS-MLR)和正定矩阵因子分解模型(PMF),定量解析重金属的污染来源。结果显示:土壤中铜(Cu)、镍(Ni)、铬(Cr)、锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)、砷(As)和汞(Hg)的含量分别为(28.8±3.73)、(36.5±5.98)、(60.7±5.38)、(70.5±8.04)、(33.2±6.25)、(0.08±0.04)、(7.30±1.52)mg·kg^(-1)和(0.31±0.15)mg·kg^(-1)。其中,部分点位Hg含量超过农用地土壤风险筛选值(超标率为12.5%)。研究区域主要污染元素为Hg,其地累积指数(Igeo)为(0.20±0.77),呈轻微至轻度污染(67.5%);综合潜在生态风险(RI)为(122±39.8),属于中度风险,Hg是主要风险因子(64.4%)。源解析结果表明,农田土壤重金属的来源为工业源(32.0%)、自然源(28.2%)、农业源(25.8%)和交通源(14.0%),其中Hg主要来源于农业源(62.9%)和工业源(37.1%)。未来可加强对农业投入品及工业三废的管控,降低农田土壤中Hg的输入,保障农田土壤的安全利用及农产品的质量安全。 展开更多

关键词 农田 重金属 生态风险 来源解析 正定矩阵因子分解模型(PMF)

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南京大气颗粒物化学组分的粒径分布和来源解析

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作者 卢睿霖 曹芳 +2 位作者 林煜棋 吴长流 章炎麟 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2024年第7期1079-1088,共10页

大气颗粒物中化学组分的粒径分布与其来源、形成过程、环境及健康效应密切相关。而过去对不同季节颗粒物的粒径分布特征,以及不同来源对粗、细颗粒物的贡献的研究相对较少。于2022年12月(冬季)和2023年8月(夏季)在南京采集了大气分粒径... 大气颗粒物中化学组分的粒径分布与其来源、形成过程、环境及健康效应密切相关。而过去对不同季节颗粒物的粒径分布特征,以及不同来源对粗、细颗粒物的贡献的研究相对较少。于2022年12月(冬季)和2023年8月(夏季)在南京采集了大气分粒径颗粒物样品,分析了粗颗粒物(PM_(2.1-10))和细颗粒物(PM_(2.1))中碳质组分和主要水溶性无机离子的粒径分布和季节变化,运用正定矩阵因子分解模型(Positive Matrix Factorization,PMF)进行PM_(2.1-10)和PM_(2.1)的源解析。结果表明,在粒径分布特征上,冬夏两季有机碳(OC)、元素碳(EC)、水溶性有机碳(WSOC)的平均浓度呈双峰型分布。SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-)的季节平均浓度均为双峰型分布。NH_(4)^(+)主要分布在细颗粒物中,季节平均浓度呈单峰型分布,冬夏季均在0.43-0.65μm出现峰值。在季节变化上,颗粒物中除Na^(+)和SO_(4)^(2-)外的主要化学组分浓度均在冬季高于夏季。冬夏两季Ca^(2+)、Mg^(2+)主要集中在粗颗粒物中。根据PMF模型解析结果,南京大气颗粒物主要有4类来源贡献,即交通源、二次生成、生物质燃烧和扬尘源。PM_(2.1)主要来自二次生成和生物质燃烧源,冬夏季分别贡献了65.7%和61.0%,其中冬季生物质燃烧和二次硝酸盐的贡献占主导地位,而夏季主要来自二次硫酸盐的贡献。冬季PM_(2.1-10)主要来自交通源(41.8%),夏季则主要来自生物质燃烧和硝酸盐的二次生成贡献(43.9%)。研究探讨了大气颗粒物的化学组分的粒径分布特征、季节差异及来源,可为制定有针对性的大气污染防控措施提供科学依据。 展开更多

关键词 大气颗粒物 碳质气溶胶 水溶性离子 粒径分布 季节差异 正定矩阵因子分解模型

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郑州市一次连续臭氧污染过程的特征及源解析 被引量：3

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作者 齐一谨 刘洋 +3 位作者 何敬 倪经纬 王玲玲 龚山陵 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2466-2477,共12页

为探究夏季臭氧(O_(3))连续污染时段挥发性有机化合物(VOCs)污染特征及来源贡献,对郑州市大气环境中VOCs进行监测,分析了O_(3)污染形势及其前体物与气象的关系,探究O_(3)和VOCs的污染特征,并对比分析了关键活性组分,重点利用比值法和正... 为探究夏季臭氧(O_(3))连续污染时段挥发性有机化合物(VOCs)污染特征及来源贡献,对郑州市大气环境中VOCs进行监测,分析了O_(3)污染形势及其前体物与气象的关系,探究O_(3)和VOCs的污染特征,并对比分析了关键活性组分,重点利用比值法和正定矩阵因子分析(PMF)受体模型研究了其来源贡献。结果表明:①郑州市6月O_(3)污染具有浓度高、连续时间长及污染天数多等特点,在强辐射、高温、低湿和风速较小等不利气象条件下,高浓度VOCs与NO_(2)发生光化学反应,造成O_(3)持续生成及累积,导致O_(3)连续超标且高值频发。②郑州市VOCs浓度为(74.7±29.1)μg/m^(3),组分中以烷烃、卤代烃和含氧挥发性有机物(OVOCs)为主。臭氧生成潜势(OFP)和羟基消耗速率(LOH)分析显示,VOCs中关键活性组分呈烯烃>OVOCs>烷烃>芳香烃的特征,活性物种为异戊二烯、乙烯、丙醛、丙烯、2-己酮、1-己烯和异戊烷等。③郑州市VOCs光化学初始浓度为82.5μg/m^(3),较观测值高7.8μg/m^(3),且下午比上午VOCs的光化学反应消耗明显。④机动车尾气排放源、溶剂涂料使用源和油气挥发源是此次污染过程中VOCs排放的主要来源,贡献率分别为27.0%、26.6%和26.0%,其中溶剂涂料使用源和机动车尾气排放源是对O_(3)生成贡献最大的来源,贡献率分别为27.3%和22.2%。研究显示,郑州市6月O_(3)连续污染主要由于在不利气象条件下,促使较高浓度VOCs和NO_(2)发生光化学反应,造成O_(3)连续超标且高值频发,因此亟需重点加强VOCs中关键活性组分的污染源减排,尤其强化机动车尾气排放源和溶剂涂料使用源的管控力度,从而缓解O_(3)污染。 展开更多

关键词 臭氧(O_(3)) 挥发性有机物(VOCs) 臭氧生成潜势(OFP) 羟基消耗速率(LOH) 比值法 正定矩阵因子分析(PMF)模型 来源解析

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重庆某农业集中区土壤重金属污染评价与来源解析 被引量：1

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作者 张雨涵 李瑜 +4 位作者 官开江 何向阳 鲍丽然 王宇 罗恺 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期10-18,共9页

土壤重金属污染问题日益突出,分析土壤重金属污染成因与来源对污染防治和风险管控具有重要的指导意义。选择重庆某农业土壤集中分布区域,综合采用地累积指数、污染负荷指数、相关分析、主成分分析和正定矩阵因子分析等多种方法,开展了... 土壤重金属污染问题日益突出,分析土壤重金属污染成因与来源对污染防治和风险管控具有重要的指导意义。选择重庆某农业土壤集中分布区域,综合采用地累积指数、污染负荷指数、相关分析、主成分分析和正定矩阵因子分析等多种方法,开展了土壤重金属污染特征分析、土壤重金属污染评价和重金属来源解析。结果表明,研究区土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn和Ni8种重金属元素平均含量均高于重庆市背景值。其中累积程度最高的重金属为Hg,其次为As和Cd,其平均含量分别为重庆市土壤背景值的54.70、3.03和1.50倍。地累积指数统计结果表明,研究区内土壤Hg和As污染程度较深且分布面积较广。污染负荷指数法评价结果表明,研究区土壤重金属以轻微污染和中度污染为主,研究区综合污染负荷指数(P_(zone))为1.76,整体上呈轻微污染。采用正定矩阵因子分析法对重金属来源进行定量解析,结果表明,研究区土壤中As和Pb的积累主要来自于工业活动和交通排放;土壤中Cr、Cu、Zn和Ni主要来源于自然地质背景;土壤Cd的积累与农业生产活动有关;区域Hg污染由汞矿开采引起。 展开更多

关键词 土壤污染 重金属 正定矩阵因子分析模型 源解析

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广西玉林博白县富硒土壤重金属分布特征与来源分析

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作者 李兆谊 赵晗 +1 位作者 李伟 赵子宁 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期69-78,共10页

为推动地方绿色富Se产业发展和巩固脱贫成果,在广西壮族自治区玉林市博白县中北部连片农耕区采集表层土壤样品172件,农作物样品水稻100件、玉米30件和荔枝42件,利用统计学以及正定矩阵因子(PMF)模型分析了研究区土壤中Se和重金属元素的... 为推动地方绿色富Se产业发展和巩固脱贫成果,在广西壮族自治区玉林市博白县中北部连片农耕区采集表层土壤样品172件,农作物样品水稻100件、玉米30件和荔枝42件,利用统计学以及正定矩阵因子(PMF)模型分析了研究区土壤中Se和重金属元素的含量、空间分布特征及来源。结果表明,博白县表层土壤富Se率为42.08%,As、Cd、Cu、Hg、Pb和Zn超标率低,Cr和Ni不超标,土壤质量满足地方发展富Se农业的要求。空间分布特征显示,富Se土壤主要分布在径口镇、博白镇、亚山镇、顿谷镇和旺茂镇,土壤Se、As、Cr、Ni、Pb和Zn高值区与泥盆系东岗岭组和志留系连滩组地层分布一致,Cd、Cu、Ni、Pb和Zn在三滩镇明显富集。PMF分析结果表明,研究区土壤Se和重金属来源包括自然源(Se、Cr和Ni)、矿业源(Cd、Cu、Pb和Zn)、大气沉降来源(Hg)和农业源(As),各组来源的综合贡献率分别为29.52%、34.87%、23.15和12.45%。研究区水稻、玉米和荔枝的富Se率分别为90.0%、76.67%和2.38%,但水稻Cd超标率达24%,矿业活动是区域土壤Cd的主要来源,同时土壤整体呈强酸性~酸性,Cd的生物有效性高,导致水稻Cd含量较高。应加强工矿企业废渣、废水、废气排放的监管,开展土壤酸化治理或喷施富含Se元素的叶面阻隔剂,推动博白县绿色富Se水稻产业发展。 展开更多

关键词 土壤 硒 重金属 来源解析 正定矩阵因子分析(PMF)模型

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基于GIS和PMF的铜仁植烟土壤重金属污染特征与来源解析 被引量：15

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作者 陈雪 刘鸿雁 +3 位作者 吴攀 孟伟 胡菁 李学先 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期794-801,共8页

植烟土壤重金属污染不仅影响烟叶品质,同时会对吸烟者的健康构成潜在危害,研究植烟土壤重金属污染现状及来源贡献对于保障烟叶安全生产具有重要意义。为定性、定量分析贵州铜仁地区植烟土壤重金属污染特征及来源贡献,采集主要植烟区土... 植烟土壤重金属污染不仅影响烟叶品质,同时会对吸烟者的健康构成潜在危害,研究植烟土壤重金属污染现状及来源贡献对于保障烟叶安全生产具有重要意义。为定性、定量分析贵州铜仁地区植烟土壤重金属污染特征及来源贡献,采集主要植烟区土壤样品267份,测定8种重金属元素(Cu、Ni、Pb、Zn、As、Hg、Cr、Cd)含量,采用单因子污染指数(P_(i))、污染负荷指数(PLI)结合地统计分析对重金属污染特征进行评价,并运用正定矩阵因子模型(PMF)解析其重金属的来源及贡献率。结果表明:植烟土壤Hg和Pb累积明显,均值分别是贵州省土壤背景值的2.27倍和1.74倍;Pi表明Cd、As、Pb的污染程度较高,高值区分布与区域矿冶活动分布密切相关。PMF计算结果显示,植烟土壤重金属来源主要有自然源、铅锌矿业源、交通和铅锌冶炼混合源、汞矿和煤矿源以及农业源5种类型,贡献率分别为25.38%、20.41%、16.60%、14.56%、23.05%。研究区植烟土壤重金属综合污染水平较低,重金属来源复杂,应重点加强Hg、Cd、Pb的源头控制,以降低其污染风险。 展开更多

关键词 重金属 植烟土壤 正定矩阵因子模型(PMF) 源解析

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