基于PCA/APCS和地统计学的广州市土壤重金属来源解析

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。

关键词：重金属、源解析、PCA/APCS受体模型、地统计学

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分类号：X53;X144(土壤污染及其防治)

资助基金：国家自然科学基金项目41201540；国家重大科学仪器设备开发专项2012YQ060115；广东省环境保护专项资金粤财工[2015]318号

在线出版日期：2016-09-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1014-1022