基于PCA/APCS和地统计学的广州市土壤重金属来源解析

• 作者: 张雅静 杨剑军 梁耀杰 罗小玲 谢志宜 郭庆荣 陈丹青
• 来源期刊: 生态环境学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 重金属 源解析 PCA/APCS受体模型 地统计学
• 年，卷（期）: 2016,（6）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 1014-1022
• 页数: 9页
• 分类号: X53|X144
• 字数: 7074字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.06.015

摘要

为开展广州土壤重金属污染来源及其贡献率的空间分布特征研究，采集广州市208个0~20 cm表层土壤样品，测定Pb、Cd、Cr、Hg、As、Cu、Zn和Ni等8种重金属的含量；利用相关性分析和主成分分析/绝对主成分分数（PCA/APCS）受体模型定量解析了研究区域内污染较重的Cd和Hg的来源，并结合地统计学分析方法阐明了Cd和Hg来源贡献率的空间分布特征。结果表明，（1）除Cu（18.02 mg·kg-1）、Cr（48.81 mg·kg-1）和Ni（14.53 mg·kg-1）以外，其余5种重金属（Pb、Cd、Zn、Hg、As）含量平均值（45.36、0.21、104.55、0.12、13.62 mg·kg-1）均超出广东土壤背景值，尤其是Cd和Hg含量均值分别达到本地背景值的5.79和2.31倍，变异系数分别达到112.29%和148.00%，土壤中Cd和Hg累积较为明显。Cd和Hg的最高浓度均分布在广州的中心城区，并且呈现由中心城区向东北方向的郊区逐渐递减的变化趋势。（2）结合相关性分析、PCA/APCS受体模型和地统计学分析可知，8种重金属元素可被辨识为3种主成分，PC1（Cd，As，Zn，Cu，Cr和Ni）为自然源；PC2（Pb，Cd和Hg）为交通源；PC3（Hg）为工业源。Cd源平均贡献率为源1占46.1%，源2占42.8%，源3占1.1%和其他源占10.0%；Hg源平均贡献量为源1占13.6%，源2占36.1%，源3占45.4%，其他源占4.9%。（3）通过统计分析各点位的主要来源发现，42.3%的点位Cd以自然源为主，主要分布在研究区域南部；57.7%的点位Cd以交通源为主，主要分布在研究区域中部及北部。13.5%的点位Hg以自然源为主，分布较为均匀；42.8%的点位以交通源为主要来源，主要分布在中部和北部区域；43.8%的点位以工业源为主要来源，主要分布在研究区域的西南部地区。