基于编制数据的土壤重金属PMF源解析研究

李德安 邓一荣 王俊 黄灶泉 谷培科

(广东省环境科学研究院,广东 广州 510045)

土壤是经济社会可持续发展的物质基础[1]，而土壤重金属污染问题正在引发越来越多的关注。我国于2005年4月—2013年12月开展了首次全国土壤污染状况调查，调查结果显示，我国土壤镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物点位超标率分别为7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%，全国土壤环境状况总体不容乐观[2]。在掌握土壤环境质量状况的基础上，有必要进一步开展土壤污染溯源工作，为控源断源精准施策提供支撑。我国在“十三五”期间已在若干省份开展耕地土壤污染成因排查分析试点，预计该项工作将成为我国土壤污染防治“十四五”规划的重要工作进一步铺开。在已发布的浙江省《土壤、地下水和农业农村污染防治“十四五”规划》中，土壤污染溯源被列为重点任务[3]。土壤重金属的来源往往包括自然源和多种人为源等，溯源工作较为复杂[4]。现有的土壤污染源解析方法大致包括多元统计分析法[5-7]、同位素分析法[8,9]以及受体模型法[10,11]等。其中受体模型法因不需要分析污染物的迁移转化路径等优点得到了广泛应用[12]。常用的受体模型法包括绝对主成分得分-多元线性回归法(APCS-MLR)[13,14]、UNMIX模型[15]以及正定矩阵因子分析法(PMF)[16,17]等。

正定矩阵因子分析法(PMF)最早应用于大气污染物源解析，该方法利用用户提供的不确定度作为各样点浓度数据的权重，然后根据最小二乘法进行迭代运算。迭代计算结果可用于定量确定各污染源的成分谱(FactorProfile)及贡献率(FactorContributions)[12]。……