基于PCA法的沉積物質(zhì)量評價模型構建及其應用
發(fā)布時間:2021-11-28 23:47
本研究針對我國沉積物質(zhì)量評價存在的問題,基于近海沉積物監(jiān)測常規(guī)指標和海洋沉積物質(zhì)量標準,結合主成分分析法(PCA)構建了沉積物質(zhì)量的評價指標體系和數(shù)學模型,劃分出三類沉積物質(zhì)量綜合指數(shù)(F)的量化區(qū)間值,并在九龍江及毗鄰海域進行了示范應用。模型結果顯示九龍江口沉積物質(zhì)量以二類為主,具有面源和點源的復合污染特征,關鍵區(qū)域為漳州近岸海域;單因子評價結果表明主要污染指標為Zn、Cu和Pb。評價結果較好地反應了沉積物環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀,為九龍江口底質(zhì)保護和治理提供了技術支撐。
【文章來源】:應用海洋學學報. 2020,39(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:10 頁
【部分圖文】:
2016年3月九龍江口調(diào)查站位
(1)主成分的分析結果。對假設樣本中的10個因子進行了PCA分析,分析結果見表3,統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明第一主成分特征根(λ1)為9.806,它解釋了沉積物質(zhì)量指標累積方差信息的98.060%,遠大于85%的SPSS統(tǒng)計分析技術指標要求;而λ2的特征根為0.194,λ2之后遠小于1,其解釋累積方差信息和小于2%;根據(jù)初始特征值繪制的碎石圖(圖2),從圖中也可以直觀看出,第二個公因子后的特征值變化趨緩。因此,只提取1個主成分,已經(jīng)可解釋約98.1%的指標信息,完全滿足PCA分析的技術規(guī)定。(2)沉積物質(zhì)量綜合評價數(shù)學模型。10個沉積物質(zhì)量標準的初始因子載荷見表4。
沉積物F值平面分布見圖4,其分布呈現(xiàn)從河流→河口→近海,綜合指數(shù)呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢,表明綜合質(zhì)量逐漸變好。本研究結果與林彩(2011)[23]、姜雙城(2019)[24]的結論基本一致,在J10、J11、J12和J13等鹽度較高的外海海域污染較輕、綜合質(zhì)量較好;而漳州開發(fā)區(qū)北部沿岸區(qū)沉積物質(zhì)量較差,可能與當?shù)丶彝プ鞣、化工、拆船和碼頭較多有關,需要當?shù)卣訌娭卫,防止沉積物質(zhì)量進一步惡化。研究結果表明廈門海域的沉積物綜合質(zhì)量優(yōu)于漳州海域,這與廈門市政府實施污水達標排放、退養(yǎng)還海、增殖放流等海洋生態(tài)環(huán)保政策有關。九龍江及毗鄰海域具有點源和面源交叉污染的特征。大面污染主要源于陸源輸入;而九龍江的點源污染主要集中在J4、J6和J15的鄰岸海域,污染源可能主要由小企業(yè)和手工作坊造成。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]近海水質(zhì)綜合評價模型的構建及其應用——以九龍江口為例[J]. 姜雙城,林培梅,蔡建堤,吳立峰,席英玉,楊妙鋒,鄭盛華,顏聰毅,吳水清. 廣東海洋大學學報. 2019(05)
[2]基于PCA法的春、夏季東山灣海域富營養(yǎng)化特征[J]. 姜雙城,林培梅,蔡玉婷,鄭盛華,蔡建堤,許翠婭,楊妙峰,席英玉,鐘碩良. 海洋學研究. 2015(01)
[3]九龍江口沉積物砷含量的分布特征及與環(huán)境因子的相關性[J]. 林珊珊,章蕾,袁東星,林方芳,高亞芹. 應用海洋學學報. 2014(02)
[4]九龍江河口上游表層沉積物中重金屬賦存形態(tài)及生態(tài)風險[J]. 于瑞蓮,余偉河,胡恭任,何海星,林承奇. 環(huán)境化學. 2013(12)
[5]九龍江口營養(yǎng)鹽的分布、通量及其年代際變化[J]. 顏秀利,翟惟東,洪華生,李炎,郭衛(wèi)東,黃曉. 科學通報. 2012(17)
[6]一致性沉積物質(zhì)量基準(CBSQGs)及其在近海沉積物環(huán)境質(zhì)量評價中的應用[J]. 吳斌,宋金明,李學剛,袁華茂,李寧. 環(huán)境化學. 2011(11)
[7]九龍江河口沉積物重金屬污染評價[J]. 林彩,林輝,陳金民,陳維芬,林力斌,暨衛(wèi)東. 海洋科學. 2011(08)
[8]九龍江口濕地表層沉積物氮的形態(tài)分布特征[J]. 潘齊坤,羅專溪,邱昭政,顏昌宙. 環(huán)境科學研究. 2011(06)
[9]雙臺子河口沉積環(huán)境質(zhì)量綜合評價[J]. 文梅,鞠蓮,易柏林,萬漢興,張洪亮,鄒立. 中國海洋大學學報(自然科學版). 2011(S1)
[10]九龍江河口區(qū)表層沉積物重金屬元素分布特征及其沉積環(huán)境[J]. 和轉(zhuǎn),胡毅,陳堅. 臺灣海峽. 2009(04)
本文編號:3525395
【文章來源】:應用海洋學學報. 2020,39(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:10 頁
【部分圖文】:
2016年3月九龍江口調(diào)查站位
(1)主成分的分析結果。對假設樣本中的10個因子進行了PCA分析,分析結果見表3,統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明第一主成分特征根(λ1)為9.806,它解釋了沉積物質(zhì)量指標累積方差信息的98.060%,遠大于85%的SPSS統(tǒng)計分析技術指標要求;而λ2的特征根為0.194,λ2之后遠小于1,其解釋累積方差信息和小于2%;根據(jù)初始特征值繪制的碎石圖(圖2),從圖中也可以直觀看出,第二個公因子后的特征值變化趨緩。因此,只提取1個主成分,已經(jīng)可解釋約98.1%的指標信息,完全滿足PCA分析的技術規(guī)定。(2)沉積物質(zhì)量綜合評價數(shù)學模型。10個沉積物質(zhì)量標準的初始因子載荷見表4。
沉積物F值平面分布見圖4,其分布呈現(xiàn)從河流→河口→近海,綜合指數(shù)呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢,表明綜合質(zhì)量逐漸變好。本研究結果與林彩(2011)[23]、姜雙城(2019)[24]的結論基本一致,在J10、J11、J12和J13等鹽度較高的外海海域污染較輕、綜合質(zhì)量較好;而漳州開發(fā)區(qū)北部沿岸區(qū)沉積物質(zhì)量較差,可能與當?shù)丶彝プ鞣、化工、拆船和碼頭較多有關,需要當?shù)卣訌娭卫,防止沉積物質(zhì)量進一步惡化。研究結果表明廈門海域的沉積物綜合質(zhì)量優(yōu)于漳州海域,這與廈門市政府實施污水達標排放、退養(yǎng)還海、增殖放流等海洋生態(tài)環(huán)保政策有關。九龍江及毗鄰海域具有點源和面源交叉污染的特征。大面污染主要源于陸源輸入;而九龍江的點源污染主要集中在J4、J6和J15的鄰岸海域,污染源可能主要由小企業(yè)和手工作坊造成。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]近海水質(zhì)綜合評價模型的構建及其應用——以九龍江口為例[J]. 姜雙城,林培梅,蔡建堤,吳立峰,席英玉,楊妙鋒,鄭盛華,顏聰毅,吳水清. 廣東海洋大學學報. 2019(05)
[2]基于PCA法的春、夏季東山灣海域富營養(yǎng)化特征[J]. 姜雙城,林培梅,蔡玉婷,鄭盛華,蔡建堤,許翠婭,楊妙峰,席英玉,鐘碩良. 海洋學研究. 2015(01)
[3]九龍江口沉積物砷含量的分布特征及與環(huán)境因子的相關性[J]. 林珊珊,章蕾,袁東星,林方芳,高亞芹. 應用海洋學學報. 2014(02)
[4]九龍江河口上游表層沉積物中重金屬賦存形態(tài)及生態(tài)風險[J]. 于瑞蓮,余偉河,胡恭任,何海星,林承奇. 環(huán)境化學. 2013(12)
[5]九龍江口營養(yǎng)鹽的分布、通量及其年代際變化[J]. 顏秀利,翟惟東,洪華生,李炎,郭衛(wèi)東,黃曉. 科學通報. 2012(17)
[6]一致性沉積物質(zhì)量基準(CBSQGs)及其在近海沉積物環(huán)境質(zhì)量評價中的應用[J]. 吳斌,宋金明,李學剛,袁華茂,李寧. 環(huán)境化學. 2011(11)
[7]九龍江河口沉積物重金屬污染評價[J]. 林彩,林輝,陳金民,陳維芬,林力斌,暨衛(wèi)東. 海洋科學. 2011(08)
[8]九龍江口濕地表層沉積物氮的形態(tài)分布特征[J]. 潘齊坤,羅專溪,邱昭政,顏昌宙. 環(huán)境科學研究. 2011(06)
[9]雙臺子河口沉積環(huán)境質(zhì)量綜合評價[J]. 文梅,鞠蓮,易柏林,萬漢興,張洪亮,鄒立. 中國海洋大學學報(自然科學版). 2011(S1)
[10]九龍江河口區(qū)表層沉積物重金屬元素分布特征及其沉積環(huán)境[J]. 和轉(zhuǎn),胡毅,陳堅. 臺灣海峽. 2009(04)
本文編號:3525395
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