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

来源：环境科学杂志2024年第1期北京时间：

作者：刘德新,孟凡磊,段海静,李一蒙,马建华

单位：河南大学地理与环境学院, 开封 475004,河南大学黄河中下游数字地理技术教育部重点实验室, 开封 475004,河南大学土壤重金属污染控制与修复工程研究中心, 开封 475004,河南大学地理与环境学院, 开封 475004,河南大学地理与环境学院, 开封 475004,河南大学黄河中下游数字地理技术教育部重点实验室, 开封 475004,河南大学土壤重金属污染控制与修复工程研究中心, 开封 475004,河南大学地理与环境学院, 开封 475004,河南大学地理与环境学院, 开封 475004,河南大学黄河中下游数字地理技术教育部重点实验室, 开封 475004,河南大学土壤重金属污染控制与修复工程研究中心, 开封 475004

摘要：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.

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,