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
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0091
0411
0330
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Phe
0932
0254
0087
0841
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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
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BaA
0957
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0027
0944
0072
0163
Pyr
0192
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BaP
0961
0032
0177
0890
0328
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BkF
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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
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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
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0946
0141
0470
0857
0103
NaP
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Ace
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Acy
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Phe
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解释方差变量（）
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68325
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5158
累计方差贡献率（）
76310
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94421
68325
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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
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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02
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
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PC1
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解释方差变量（）
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累计方差贡献率（）
73385
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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
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PC1
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MNaP1
0316
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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
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