基于主成分分析法的浑河抚顺段多环芳烃来源分析


    基成分分析法浑河抚段环芳烃源分析

    摘:着城镇化程度提高生态环境带负面影响环芳烃(PAHs)难降解等特性存河流土壤环境中居民健康造成定威胁文选取浑河抚段抚新城研究区域利分异构体值法成分分析法城镇化进程中环芳烃源进行解析发现河流水体干湿两季中PAHs皆源石油燃烧煤柴等生物质燃烧湿季中PAHs源存部分石油输入沈抚新城干湿两季表层土壤中PAHs源皆包括石油泄露气沉降混合源石油泄露柴油燃烧混合源煤燃烧机动车排放混合源差异湿季PAHs源包括柴油燃烧源两种方法发现成分分析法结果更具体相关研究提供理
    关键词:PAHs分异构体值法成分分析法干湿两季
    Source Analysis of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Fushun Section of Hunhe River Based on Principal Component Analysis
    Abstract As the degree of urbanization increases it has a negative impact on the ecological environment Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) which are hard to degrade exist in the rivers and soil environment posing a certain threat to the residents' health In this paper the Fushun section of the Fushun River and the new city of Fushun were selected as the study area The PAHs were analyzed by the method of isomer ratio and principal component analysis The results showed that PAHs in both wet and dry river water sources were all from The PAHs sources in the wet season were partly oil input The sources of PAHs in surface soil of both wet and dry seasons in ShenFu new city included both the mixture source of oil leakage and atmospheric deposition the mixture source of oil leakage and diesel combustion and the mixed sources of coal combustion and vehicle emissions The difference lies in the sources of PAHs in wet season including diesel combustion sources Comparing the two methods the results obtained by principal component analysis are more specific and provide the theoretical basis for the related research
    Key words PAHs isomer ratio method principal component analysis dry and wet seasons
    0 引言
    着国城镇化程度提高污染物断累积河流土壤等环境中居民健康带威胁环芳烃污染物具难挥发难降解特性引起社会广泛关注[1]环境中PAHs源包括源天然源源包括某化工产品生成未燃烧石油类产品种燃料燃烧天然源包括火山爆发天然火灾生物微生物合成等然活动[2]天然源占例环境中PAHs源源展开城镇化进程中环芳烃源解析研究具十分重意义文选取浑河抚段抚新城研究区域利分异构体值法成分分析法城镇化进程中环芳烃源进行解析相关研究提供理
    1 PAHs源分析方法
    11 分异构体值法
    互分异构体环芳烃通常具相似动力学质量转移系数热力学分配系数够根含量值区分热源石油源等PAHs源通lnP(lnP+BghiP)lnP(lnP+BaP)BaA(BaA+Chry) Fla(Fla+Pyr)等值法进行分析标准:lnP(lnP+BghiP)<02lnP(lnP+BaP)<02BaA(BaA+Chry)<02Fla(Fla+Pyr)<04PAHs源石油输入源lnP(lnP+BghiP)>05lnP(lnP+BaP)>05BaA(BaA+Chry)>035Fla(Fla+Pyr)>05PAHs源草木煤燃烧源0212 成分分析法
    分异构体值法够PAHs源进行初步判断容易受气沉降生物降解等素影响结准确性需进步完善[37388]利成分分析降维思路根SPSS软件进行成分分析等统计学方法分析PAHs源够反映原始数综合变量方差进行排列方差代表数信息次类推根成分PAHs载荷量分析污染物源[89]通常NaPAceAcy等PAHs代表石油挥发者石油泄露PheFlaAntChryBaAPyr等表示煤燃烧特征指示物BaPdBaAntBghiP代表汽油燃烧BkFBbFInP表示柴油燃烧特征指示物[45]
    2 城镇化进程中环芳烃源解析
    21 利分异构体值法进行解析
    211河流环芳烃源分析
    河流中ChryBaA易检测利lnP(lnP+BghiP)lnP(lnP+BaP)Fla(Fla+Pyr)河流样品进行分异构体源分析结果见图1

    图1 河流水体干湿两季PAHs分异构体值
    图1知河流水体干季中PAHs源石油燃烧煤柴等生物质燃烧湿季中PAHs样源石油燃烧草木煤燃烧时存部分石油输入源两季源差异体现湿季源石油输入浑河抚段处国严寒区河流结冰现象普遍环境中PAHs难迁移水中干季水体中累积PAHs燃烧源湿季温度高PAHs够伴气沉降进行迁移进入水体国城市河建河流中PAHs数源类活动两季源差异季节变化相关
    212 表层土壤环芳烃源分析
    研究区干湿两季中FlaChryBaAPyrBaPBghiPInp等PAHs单体检出率较高lnP(lnP+BaP)lnP(lnP+BghiP)Fla(Fla+Pyr)BaA(BaA+Chry)四种分异构体值表层土壤PAHs进行分析结果见图2

    图2沈抚新城干湿两季PAHs分异构体值
    图2知沈抚新城干季土壤中PAHs源石油燃烧草木煤等生物质燃烧部分源石油输入湿季土壤中PAHs皆源石油燃烧草木煤等生物质燃烧干季采样时沈抚新城处寒冬供暖期草木煤等生物质燃烧空气中排放量PAHs外沈抚新城处城市转变渡时期现代化器械必然会带石油燃烧PAHs湿季中存石油输入源PAHs季节更迭温度变化石油输入源PAHs发生迁移没检测石油输入源具体PAHs源气候居民生活方式关系
    22利成分分析法进行解析
    221河流环芳烃源分析
    通软件SPSS190结合方差极正交旋转法进行河流环芳烃成分分析提取特征值根I子河流干湿两季水体成分子载荷结果见表1
    表1 河流干湿两季水体样品方差极旋转成分子载荷
    河流水体PAHs
    干季
    湿季
    PC1
    PC2
    PC3
    PC1
    PC2
    PC3
    MNaP1
    0972
    0136
    0092
    0390
    0296
    0831
    MNaP2
    0970
    0161
    0062
    0366
    0335
    0804
    NaP
    0178
    0614
    0740
    0390
    0167
    0796
    Ace
    0980
    0136
    0008
    0343
    0824
    0260
    Acy
    0966
    0065
    0091
    0411
    0330
    0458
    Phe
    0932
    0254
    0087
    0841
    0435
    0209
    Dibt
    0980
    0107
    0068
    0068
    0639
    0224
    FI
    0984
    0011
    0068
    0416
    082
    0055
    Fla
    0272
    0918
    0204
    0953
    0142
    0156
    Ret
    0247
    0806
    0519
    0916
    0226
    0165
    Ant
    0970
    0183
    0045
    0746
    0456
    0336
    Chry
    0757
    0566
    0196
    0936
    0151
    0199
    BaA
    0957
    0247
    0027
    0944
    0072
    0163
    Pyr
    0192
    0866
    0412
    0897
    0148
    0269
    BaP
    0961
    0032
    0177
    0890
    0328
    0259
    BkF
    0978
    0145
    0034
    0331
    0744
    0020
    BbF
    0614
    0602
    0325
    0943
    0038
    0071
    dBaAnt
    0958
    0244
    0025
    0859
    0335
    0124
    Pery
    0969
    0198
    0016
    0767
    0184
    0276
    BghiP
    0981
    0086
    0081
    0921
    0174
    0210
    Inp
    0981
    0127
    0034
    0935
    0183
    0210
    解释方差变量()
    73385
    17718
    6034
    56666
    16765
    13937
    累计方差贡献率()
    73385
    91103
    97137
    56666
    73520
    87458
    表1知河流干季水体PAHs三成分累积解释方差变量97137中成分1解释方差变量73385成分1载荷较指示物FIAntPheChryBaABaPBkFBbFdBaAntBghiPInp分代表煤炭燃烧机动车排放成分2解释方差变量17818贡献较FlaPyr划分煤炭燃烧成分3解释方差变量6034载荷NaP代表石油泄露河流湿季水体PAHs三成分累积解释方差变量87458中成分1解释方差变量56666成分1载荷较指示物包括PheFlaRetChryBaABbF等样代表煤炭燃烧机动车排放成分2解释方差变量16854载荷较AceDibtFI划分石油泄露成分3解释方差变量13938载荷MNaP1MNaP2NaPAcy划分石油泄露气沉降
    知河流水体环芳烃源分析结果分异构体分析结果致分异构体值法更加透彻相浑河抚段说湿季中增加气沉降源表明季节变化够水体中PAHs产生定影响干季中普遍煤炭供暖必然会成环芳烃源干湿两季包含石油泄露输入机动车排放浑河船舶航运两岸机动车行驶密分
    222 表层土壤环芳烃源分析
    利种方法沈抚新城干湿两季表层土壤PAHs进行成分析结果见表2
    表2 沈抚新城干湿两季土壤样品方差极旋转成分子载荷
    河流水体PAHs
    干季
    湿季
    PC1
    PC2
    PC3
    PC1
    PC2
    PC3
    MNaP1
    0316
    0932
    0056
    0506
    0845
    0054
    MNaP2
    0241
    0946
    0141
    0470
    0857
    0103
    NaP
    0003
    0822
    0536
    0067
    0554
    0468
    Ace
    0954
    0121
    0045
    0900
    0190
    0308
    Acy
    0931
    0025
    0017
    0582
    0743
    0080
    Phe
    0964
    0049
    0046
    0976
    0136
    0017
    Dibt
    0944
    0150
    0155
    0904
    0290
    0230
    F1
    0957
    0146
    0022
    0884
    0321
    0202
    Fla
    0867
    0098
    0245
    0566
    0668
    0281
    Ret
    0397
    0455
    0751
    0408
    0557
    0495
    Ant
    0978
    0020
    0092
    0945
    0181
    0153
    Chry
    0982
    0065
    0030
    0959
    0205
    0044
    BaA
    0975
    0116
    0052
    0976
    0157
    0031
    Pyr
    0980
    0077
    0013
    0885
    0083
    0291
    BaP
    0972
    0140
    0010
    0951
    0242
    0050
    BkF
    0873
    0237
    0222
    0941
    0256
    0101
    BbF
    0981
    0097
    0033
    0947
    0249
    0100
    dBaAnt
    0974
    0129
    0087
    0829
    0146
    0402
    Pery
    0967
    0144
    0107
    0932
    0314
    0010
    BghiP
    0972
    0146
    0088
    0928
    0282
    0125
    Inp
    0974
    0131
    0082
    0937
    0270
    0099
    解释方差变量()
    76310
    13959
    5142
    68325
    18623
    5158
    累计方差贡献率()
    76310
    90269
    94421
    68325
    86948
    92109
    表2知沈抚新城干季表层土壤中PAHs三成分累积解释方差变量94421中成分1解释方差变量76310成分1载荷较指示物AceAcyDibtF1FlaAntChryBaAPyrBaPBbFdBaAntPeryBghiPInp划分机动车排放煤炭燃烧成分2解释方差变量13959贡献较MNaP1MNaP2NaP代表气沉降石油泄露成分3解释方差变量4152载荷NaP代表石油泄露抚新城湿季表层土壤中PAHs三成分累积解释方差变量92109中成分1解释方差变量68325成分1载荷较指示物包括AcePheDibtAntChryBaA等表明成分1代表机动车排放煤炭燃烧成分2解释方差变量18623载荷较MNaP1MNaP2NaPFla划分柴油燃烧石油泄露成分3解释方差变量5161载荷NaPAceDibtF1划分石油泄露气沉降
    综知分异构体法相成分分析法分析结果更加具体化沈抚新城干湿季表层土壤中PAHs源存定差异湿季源石油泄露气沉降混合源石油泄露柴油燃烧混合源煤燃烧机动车排放混合源干季源石油泄露输入源石油泄露输入气沉降混合源煤燃烧机动车排放混合源两季差异柴油燃烧源
    3结
    文首先介绍分异构体值法成分分析法然浑河抚段沈抚新城干湿两季河流土壤中环芳烃进行源解析结:
    (1)利分异构体值法进行城镇化进程中环芳烃源解析发现河流水体干湿两季中PAHs皆源石油燃烧煤柴等生物质燃烧湿季中PAHs源存部分石油输入源沈抚新城干湿两季土壤中PAHs源石油燃烧草木煤等生物质燃烧湿季未发现石油输入源原季节变化影响石油输入源PAHs迁移
    (2)利成分分析法进行城镇化进程中环芳烃源解析河流土壤中成分子荷载结果表明浑河抚段湿季PAHs源增加气沉降源季节变化密切相关沈抚新城干湿两季表层土壤中PAHs源皆包括石油泄露气沉降混合源石油泄露柴油燃烧混合源煤燃烧机动车排放混合源差异湿季PAHs源包括柴油燃烧源
    (3)分通分异构体值法成分分析法进行城镇化进程中环芳烃源解析然两种方法分析结果致成分分析法结果更加直观更加具体更加透彻相关研究提供理
    参考文献
    [1]郑志周李海燕水环境中环芳烃污染现状研究进展[J]环境监测理技术201729(05)16
    [2]赵文昌程金谢海等环境中环芳烃(PAHs)源监测分析方法[J]环境科学技术2006(03)105107+121
    [3] Duodu G O Ogogo K N Mummullage S et al Source apportionment and risk assessment or PAHs in Brisbane River sediment Australia[J]Ecological Indicators 201773784799
    [4]王成龙邹欣庆赵飞等基PMF模型长江流域水体中环芳烃源解析生态风险评价[J]环境科学201637(10)37893797
    [5]Liang JMa GFang H et al Polycyclic aromatic hydrocarbon concentrations in urban soilas representing different land use categories in Shanghai[J] Environmental Earth Sciences 2011 62(1)3342
    文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传

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    文档贡献者

    爱***享

    贡献于2021-08-25

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