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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
1
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 被引量：1
2
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：11
3
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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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：90
4
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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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
5
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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正定矩阵因子法解析破罡湖底泥重金属源研究 被引量：10
6
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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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
7
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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基于CTM-PMF模型的物品推荐 被引量：1
8
作者 彭江平 《计算机工程与应用》 CSCD 2013年第2期1-4,8,共5页
为了克服传统协同过滤推荐技术的局限,提出了一种基于CTM-PMF模型的物品推荐方法。在PMF模型的基础上,引入CTM模型,将PMF模型良好的推荐品质和CTM模型优越的物品表示方法相结合,有效地实现了新物品推荐;通过引入用户兴趣因子,解决了用... 为了克服传统协同过滤推荐技术的局限,提出了一种基于CTM-PMF模型的物品推荐方法。在PMF模型的基础上,引入CTM模型,将PMF模型良好的推荐品质和CTM模型优越的物品表示方法相结合,有效地实现了新物品推荐;通过引入用户兴趣因子,解决了用户对已购买物品的兴趣变化问题。在自建的物品数据集上,利用提出的方法、PMF模型、G-PLSA模型和UBCF方法进行了对比实验,实验结果表明该方法具有良好的物品推荐品质。 展开更多
关键词 相关主题模型(CTM) 概率矩阵分解(pmf)模型 用户兴趣因子 物品推荐
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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
9
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：54
10
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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APCS-MLR结合PMF模型的塔里木河上游沉积物重金属源解析与风险评估 被引量：13
11
作者 张胜楠 孟福军 +1 位作者 尤永军 王闪 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期4264-4277,共14页
为探究塔里木河上游沉积物中重金属的污染来源及潜在生态风险,选取上游阿拉尔—沙雅段表层沉积物为研究对象,测定Cu、Fe、Zn、Pb、As、Cr、Cd、Mn和Ni等9种重金属的含量,分析其污染及空间分布特征.结合相关性分析、聚类分析、绝对主成分... 为探究塔里木河上游沉积物中重金属的污染来源及潜在生态风险,选取上游阿拉尔—沙雅段表层沉积物为研究对象,测定Cu、Fe、Zn、Pb、As、Cr、Cd、Mn和Ni等9种重金属的含量,分析其污染及空间分布特征.结合相关性分析、聚类分析、绝对主成分-多元线性回归(APCS-MLR)和正定矩阵因子分析(PMF)等解析污染来源及其贡献,运用富集系数法、地质累积指数法、沉积物污染指数法和沉积物质量基准法(SQG)对重金属进行了风险评估.结果表明,除As外,Cu、Fe、Zn、Pb、Cr、Cd、Mn和Ni的平均含量均超过背景值;空间上重金属含量较高的采样点基本都出现在河流汇合处及人类活动的密集区.相关性分析、聚类分析和PCA/APCS分析表明,塔里木河上游沉积物的重金属来源主要有3类,第Ⅰ类中Cu、Fe、Zn、Pb、Mn和Ni可能代表禽类粪便和自然来源;第Ⅱ类中As、Cd和Ni可能代表农业活动源;第Ⅲ类中Pb和Cr可能代表交通活动源.APCS-MLR和PMF模型表明,源贡献率最高的是农业活动源,贡献率分别为63.20%和52.36%;养殖和自然来源、交通活动源是解析出的其他2个源,APCS-MLR和PMF解析得到的贡献率分别为10.80%、26.00%和36.09%、11.55%.风险评估方法均表明Cd和Ni处于轻度污染,偶尔会产生生物毒性效应;Zn无污染,生物毒性效应很少发生;塔里木河上游沉积物整体为自然-低风险水平,但样点TH1、TH4和TH7可能存在潜在生态风险. 展开更多
关键词 河流沉积物 重金属 源解析 风险评估 绝对主成分-多元线性回归模型 正定矩阵因子分 解法.
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清远市清城区土壤中重金属的空间分布、来源解析和健康评价:基于PCA和PMF模型的对比 被引量：18
12
作者 宁文婧 谢先明 严丽萍 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期470-484,共15页
本研究在中国东南部一个典型的快速转型工业城区采集了122个土壤样品。我们采用富集因子(EF)、地质累积指数法(I_(geo))、斯皮尔曼相关性分析、潜在生态风险综合指数(RI)和人体健康风险模型(HHR)多种分析方法对研究区9种重金属(As、Co... 本研究在中国东南部一个典型的快速转型工业城区采集了122个土壤样品。我们采用富集因子(EF)、地质累积指数法(I_(geo))、斯皮尔曼相关性分析、潜在生态风险综合指数(RI)和人体健康风险模型(HHR)多种分析方法对研究区9种重金属(As、Co、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Ti和Zn)的污染特征进行评估,并结合主成分分析(PCA)、正矩阵分解(PMF)模型和地统计学法对研究区土壤进行来源解析。结果表明,土壤中As、Cu、Hg、Pb、Zn存在明显富集,但研究区整体处于清洁状态。由于PCA和PMF模型对重金属聚类分组的结果并不完全一致,故分别将9种重金属元素划分为两个来源和3个来源,以便互相验证元素划分的准确性。在潜在生态风险评价中,研究区整体处于轻微生态风险水平;值得注意的是,Hg元素带来的生态风险是所有元素中最高的。对于人体健康风险评价,在该研究区中,成人和儿童均不存在非致癌风险和致癌风险,但是我们发现儿童比成人在面对重金属带来的健康风险时表现得更敏感,应当引起重视。 展开更多
关键词 土壤重金属 来源解析 主成分分析(PCA) 正定矩阵模型(pmf) 健康评价
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河北南大港湿地平水期不同水体水化学组分测定及来源分析 被引量：1
13
作者 荣晶 曲文静 +5 位作者 王超月 付晓刚 代锋刚 李方红 周亚红 刘雅慈 《岩矿测试》 北大核心 2025年第4期707-721,共15页
近年来河北省南大港湿地正在面临着水量减少、水质恶化、生态服务功能下降等多维水环境危机。分析主要离子来源及其成因,对改善湿地水生态环境具有重要意义。本文在河北省沧州市南大港湿地开展了河水、湖水、海水和地下水样品的采集与分... 近年来河北省南大港湿地正在面临着水量减少、水质恶化、生态服务功能下降等多维水环境危机。分析主要离子来源及其成因,对改善湿地水生态环境具有重要意义。本文在河北省沧州市南大港湿地开展了河水、湖水、海水和地下水样品的采集与分析,综合运用数理统计、相关性分析、离子比值和正定矩阵因子分解模型(PMF),分析不同水体水化学特征及其形成机制。结果表明:①研究区河水、湖水、地下水和海水均为弱碱性Cl^(-)Na水体。②研究区水体受蒸发浓缩作用的强烈控制,从内陆向沿海,河水和地下水的总溶解性固体(TDS)含量逐渐增加,蒸发作用逐渐增强。③从补给区到排泄区,地下水中HCO_(3)^(−)/Cl^(−)比值逐渐减小。浅层地下水主要离子来源于海水,蒸发加剧了地下水的咸化,阳离子交换是次要因素,弱碱性的水化学环境有助于离子的富集,地下水补给区的农业施肥、地下水滞留区的畜牧养殖等,是影响地下水化学组分的人为因素。研究区湖水主要离子来源于北部盐场,生态补水是第二来源,石油化工厂是影响湖水化学组分的潜在因素。研究区河水、湖水和地下水样品NO_(3)^(−)浓度超标率分别为37.5%、8.3%和37.5%,造成地下水超标的主要因素包括农业施肥、动物粪便和海水混合。建议可通过控制农业施肥和养殖业等人类活动以减轻区内水体硝酸盐含量负荷。 展开更多
关键词 水化学特征 离子来源 正定矩阵因子分解模型(pmf) 南大港湿地
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关中地区背景点位环境空气PM_(2.5)来源解析与多模型结果对比 被引量：12
14
作者 杨佳美 戴启立 +4 位作者 刘保双 毕晓辉 宋文斌 吴建会 冯银厂 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期184-192,共9页
为研究关中地区远郊背景点位大气PM_(2.5)污染来源,于2014年12月—2015年10月在西安市区西南方向约34 km的背景点位(农村区域,108°44'13″E、34°00'53″N)开展样品采集,共获得218个有效样品,对29种化学组分进行了分析... 为研究关中地区远郊背景点位大气PM_(2.5)污染来源,于2014年12月—2015年10月在西安市区西南方向约34 km的背景点位(农村区域,108°44'13″E、34°00'53″N)开展样品采集,共获得218个有效样品,对29种化学组分进行了分析,并运用ME2和PMF模型进行同步解析、相互验证.结果表明:ME2和PMF模型各解析出5类因子,分别为二次无机盐、机动车尾气排放、生物质燃烧、煤烟尘和土壤尘.其中,二次无机盐分担率为42.23%~42.74%,是首要贡献源类,机动车尾气排放(22.40%~24.53%)、煤烟尘(14.57%~14.73%)、生物质燃烧(11.88%~13.42%)是另外3种主要贡献源,而土壤尘(6.28%~7.22%)分担率相对较小.2种模型同步解析大气颗粒物来源对比表明,ME2和PMF模型同步解析结果一致,各源类的日贡献浓度均呈正相关,其中二次无机盐、机动车尾气排放、土壤尘的相关性较强,R2在0.876~0.960之间,表明解析结果可信. 展开更多
关键词 正定矩阵因子分解法(pmf) 多元线性模型(ME2) 源解析
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内蒙古沿黄流域城市群PM_(2.5)区域输送及源解析
15
作者 王嘉敏 杨文柱 +3 位作者 焦燕 闫颖超 田莉 袁小冬 《中国环境科学》 北大核心 2025年第10期5338-5356,共19页
为探究呼和浩特市和乌海市夏冬季细颗粒物(PM_(2.5))的组分变化规律和污染特征及其区域输送.获取了大气超级站2022年6~8月、12月和2023年1~2月两个城市PM_(2.5)及其水溶性离子、有机碳(OC)及元素碳(EC)、金属元素等化学组分的浓度和气... 为探究呼和浩特市和乌海市夏冬季细颗粒物(PM_(2.5))的组分变化规律和污染特征及其区域输送.获取了大气超级站2022年6~8月、12月和2023年1~2月两个城市PM_(2.5)及其水溶性离子、有机碳(OC)及元素碳(EC)、金属元素等化学组分的浓度和气象数据,并根据正定矩阵因子分解(PMF)模型和后向轨迹(HYSPLIT)模型对其来源和输送路径进行解析.结果表明,两个城市PM_(2.5)质量浓度冬季>夏季,且同一季节PM_(2.5)质量浓度乌海市>呼和浩特市;两个城市PM_(2.5)在冬季和夏季偏碱性,且呼和浩特市夏季颗粒物碱性强于乌海市,在冬季碱性弱于乌海市;两个城市PM_(2.5)中K、Mn、Cu、Ba、Ti、K^(+)、Cl^(-)含量在冬季>夏季,说明两个城市冬季受生物质燃烧、燃煤排放和机动车尾气排放影响较大;呼和浩特市夏季PM_(2.5)主要来源有:燃烧源、二次无机源、工业源、土壤扬尘源、机动车与道路扬尘混合源,冬季PM_(2.5)主要来源有:燃煤源、生物质燃烧源、二次无机源、土壤扬尘源、机动车与道路扬尘混合源、机械磨损源;乌海市夏季PM_(2.5)主要来源有:燃烧源、二次无机源、工业源、土壤扬尘源、机动车源、道路扬尘源,冬季PM_(2.5)主要来源有:燃烧源、二次无机源、工业源、土壤扬尘源、机动车与道路扬尘混合源、机械磨损源.呼和浩特市夏冬季均以二次源为主;乌海市夏季以机动车与道路扬尘混合源为主,冬季以二次无机源为主;呼和浩特市夏季主要受到来自山西省南部、陕西省北部以及蒙古国南部地区的气流影响,潜在源区为山西省南部、河北省南部、河南省北部等地区,乌海市夏季主要受到来自新疆东部、阿拉善盟、陕西省南部以及巴彦淖尔市等地区的气流影响,呼和浩特市和乌海市冬季均受到来自阿拉善盟和境外蒙古国南部地区的气流影响,不同的是乌海市冬季PM_(2.5)传输还受到来自新疆北部地区的气流影响,其中呼和浩特市冬季潜在源区为本地及包头、巴彦淖尔市、鄂尔多斯市、阿拉善盟东北部、蒙古国偏南区域,乌海市夏冬季潜在源区为新疆东部、河西走廊地区、阿拉善盟、鄂尔多斯市、乌兰察布市、乌海市本地.研究结果为沿黄流域典型城市大气污染防控提供数据支撑. 展开更多
关键词 PM_(2.5) 后向轨迹 正定矩阵因子分析法(pmf) 成分分析
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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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渭河流域天水段沉积物中重金属污染特征及来源解析
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作者 尚婷婷 任衍淦 +4 位作者 牟英春 张继周 温成成 周静 张亚群 《环境科学研究》 北大核心 2025年第10期2229-2239,共11页
为探究渭河流域天水段沉积物中重金属污染分布特征和来源,测定了沉积物中重金属Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Cd、Hg和As的含量,采用地累积指数法和潜在生态风险指数法对重金属污染水平进行了定量评估,并运用相关性分析、主成分分析和正定矩阵... 为探究渭河流域天水段沉积物中重金属污染分布特征和来源,测定了沉积物中重金属Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Cd、Hg和As的含量,采用地累积指数法和潜在生态风险指数法对重金属污染水平进行了定量评估,并运用相关性分析、主成分分析和正定矩阵因子分析模型(PMF)解析了重金属污染来源。结果表明:①重金属Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Cd、Hg和As的平均含量分别为70.48、20.46、29.82、27.20、67.82、0.11、0.09和11.03 mg/kg,其中Cr、Pb和Hg的平均含量分别是甘肃省土壤背景值的1.00、1.45和4.56倍。②空间分布上,重金属Cr、Pb、Zn、Cd和As的高值含量主要集中在牛头河和颖川河流域;Cu和Ni则集中于西河和聂河流域;Hg和As的高值则集中在南沟河流域。③地累积指数评价结果显示,Hg的污染程度最为严重,其次是Pb和Cd;潜在生态风险指数分析表明,Hg的生态风险最为显著,其平均风险指数达到182.46,已处于严重风险水平,其次是Cd,有3.7%和7.4%的采样点处于中等风险和高风险水平。④相关性分析、主成分分析、PMF模型的源解析结果显示,重金属的主要污染来源及其贡献率表现为农业源(28.81%)>自然源(24.81%)>工业源(21.43%)>大气沉降源(14.70%)>交通污染源(10.25%)。研究显示,农业源是渭河流域天水段沉积物中重金属的主要来源,要有效改善渭河天水段水生态环境质量,降低沉积物重金属生态风险,必须将管控重心精准聚焦于农业源,制定并实施系统性的、针对农业活动的强化治理措施。 展开更多
关键词 沉积物 重金属 正定矩阵因子分解模型 源解析 渭河流域
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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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基于PMF的武汉市大气细颗粒物消光来源解析 被引量：4
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作者 夏瑞 谭健 +10 位作者 汪琼琼 吴兑 孔少飞 陈楠 邓涛 陶丽萍 张雪 吴柏禧 吴良斌 王庆 吴晟 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期7-19,共13页
利用武汉2020年7月(夏季)和10月(秋季)的在线观测数据,同时将颗粒物的光学参数和化学组分数据输入正定矩阵因子分解(PMF)源解析模型,对PM2.5消光系数的源贡献进行定量解析.研究发现,对吸收系数贡献较大的源为机动车(66.3%)和工业源(14.2... 利用武汉2020年7月(夏季)和10月(秋季)的在线观测数据,同时将颗粒物的光学参数和化学组分数据输入正定矩阵因子分解(PMF)源解析模型,对PM2.5消光系数的源贡献进行定量解析.研究发现,对吸收系数贡献较大的源为机动车(66.3%)和工业源(14.2%),对散射系数贡献较大的源为以硝酸盐为主的二次无机盐Ⅰ(38.4%)和机动车(27.0%),光散射的源贡献率呈现出明显的季节变化,二次无机盐Ⅰ在夏季(14.6%)的贡献较秋季(47.4%)显著降低.消光系数源贡献方面,夏季机动车(37.2%)和以硫酸盐为主的二次无机盐Ⅱ(21.2%)对消光的贡献较大,而秋季主要的消光源为二次无机盐Ⅰ(44.7%)和机动车(26.7%).最后,还获取了几个重要源的波长吸收指数(AAE)值:机动车(0.96)、工业源(1.04)、扬尘(1.39)、生物质燃烧(2.24). 展开更多
关键词 武汉市 消光系数 正定矩阵因子分解(pmf) 源解析 气溶胶光学特性
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