基于APCS-MLR和PMF模型解析黄河下游文化公园土壤重金属污染特征及来源分析

来源：环境科学杂志2023年第1期北京时间：

作者：段海静,马嘉玉,彭超月,刘德新,王玉龙,李旭辉,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：选取黄河下游典型人类扰动区——黄河文化公园为研究区域,系统采集表层土壤样品,测定土壤中7种(Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb和As)重金属含量,利用地累积指数研究公园土壤重金属污染特征,应用克里格空间插值法、绝对因子分析-多元线性回归模型(APCS-MLR)和正定矩阵因子分解(PMF)模型解析黄河文化公园土壤重金属的来源.结果表明,研究区表层土壤重金属(Cd、Zn、Cu、Pb和As)含量平均值高于黄河下游潮土区土壤元素背景值,分别是背景值的4.62、1.78、1.41、1.08和1.03倍.除Zn外,其他元素含量均低于黄河流域沿线不同区域土壤相应元素值.7种元素地累积指数递减趋势为:Cd>Zn>Cu>Ni>Pb>As=Cr,元素Cd属于偏中污染,在表层土壤中积累明显.空间分布特征及源解析结果显示,Cr、Ni和Cu为自然源因子,主要受成土母质影响; Cd和Pb为交通源,Zn和As属于受少量人类活动和自然叠加影响的混合源.APCS-MLR的分析结果显示:自然源贡献率为46.67%,交通源贡献率为24.11%,混合源贡献率为16.12%,其他源贡献率为13.10%; PMF模型解析结果表明:自然源贡献率为35.50%,交通源贡献率为35.48%,混合源贡献率为29.02%.该研究对黄河沿线生态旅游开发及环境风险管控提供支撑.

关键词：土壤重金属,绝对因子得分-多元线性回归分析(APCS-MLR),正定矩阵因子分解(PMF),文化公园,地累积指数,