内容发布更新时间 : 2025/3/15 14:29:01星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
7 7 0.20 2.50 98.07 8 0.15 1.93 100.00 提取的两个主成分因子解释了总方差的75.14%，第一个因子解释了方差的59.16%，第二个因子解释了方差的15.98%。
因子载荷就是第i个变量与第j个因子的相关系数，即表示x(i)依赖于F（j）的分量（比重），统计学术语称作权，心理学家称为载荷，即表示第i个变量在第j个公共因子上的负荷，它反映了第i个变量在第j个公共因子上的相对重要性。
在因子分析中，通常只选其中m个(m 表2-4：因子荷载矩阵 成分矩阵 成分 1 2 z_As z_Cd z_Cr z_Cu z_Hg z_Ni z_Pb z_Zn 0.53 0.78 0.76 0.9 0.7 0.67 0.85 0.89 0.58 -0.40.41 -0.0-0.10.61 -0.32 7 7 7 -0.23 因子分析的主要目的是将具有相近因子载荷的各个变量置于一个公共因子之下，变量与某个公共因子的联系变量（载荷）越大，则该因子与变量之间的关系越近。由上表给出的因子载荷矩阵，可以看出主成分1是Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的组合，说明这几种重金属污染元素很可能来自同一污染源，主成分2是As、Ni的组合，说明这两种重金 21 属元素很可能来自同一污染源。又因为主成分1解释了方差的59.16%，第二个因子解释了方差的15.98%，说明Cd、Cr、Cu、Pb、Zn是土壤重金属污染中的主要污染元素。 结合Pearson相关分析与主成分分析都可以得到相似的结论，即Cd、Cr、Cu、Pb、Zn这几种重金属污染元素很可能来自相同的污染源。并且前面的研究表明，它们是土壤污染的主要贡献因子，主要来源于工业区、主干道路区和生活区，具体可能来源于染料、化工制革工业排放的废水、电镀工业废水、汽车尾气、农药化肥等。主成分2中的As、Ni也是两种主要的污染元素，主要来源于工业区，具体可能来源于矿产开采。冶炼、加工排放的废气、废水和废渣，塑料、电池、电子工业排放的废水等。 5.3问题三 5.3.1问题三的分析 按照功能划分，城区一般可分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区等，分别记为1类区、2类区、……、5类区，不同的区域环境受人类活动影响的程度不同。根据重金属元素的成分、性质，可以得到重金属污染物的传播特征，主要表现为扩散、迁移、吸附等特征。根据重金属的传播特征，我们可以通过对样本点浓度的研究，建立二维传播模型，求解污染源的坐标。 5.3.2二维传播模型的建立 （1）分析重金属污染物在土壤中的传播特征 对重金属元素的分布进行分析得到，重金属元素As、Pb、Hg、Cd、Zn、Cr、Cu、Ni等在土壤表层的含量最高，尤其在0~10cm的表层最高，主要是由于土壤对重金属的固定作用，不易向下迁移，多集中分布在表层．但是由于重金属的扩散，重金属的含量向下递减，在减少到一定范围后处于稳定状态。 重金属元素As以非水溶性的形式存在土壤中，主要累积在土壤表层，很难迁移与扩散．土壤对重金属元素Hg具有很强的吸附性，但是Hg容易挥发被植物吸收。重金属元素Cd，土壤对Cd具有很强的吸附性，扩散能力比较弱，Cd的可溶态部分具有较强的迁移能力。重金属元素Pb，迁移能力比较弱。重金属元素Cr，土壤中的Cr多为难溶性化合物，迁移能力比较弱，主要在土壤表层，具有很强的吸附能力。重金属元素Zn、Cu，在酸性土壤中容易迁移，具有很强的吸附性．重金属元素Ni，土壤对Ni具有很强的吸附性。 （2）二维传播模型的建立 22 每种重金属元素都可以在外界因素的影响下自由传播，不会出现重金属元素在某一地点堆积的情况，只有传播能力的不同这一区别。因为海拔在重金属传播过程中影响甚微，故我们忽略海拔在传播过程中的影响，将重金属在土壤中的传播过程简化看做迁移和扩散两种。 将所考察的城区划分为间距1公里左右的网格子区域，按照每平方公里1个采样点对表层土（0~10 厘米深度）进行取样、编号，并用GPS记录采样点的位置。应用专门仪器测试分析，获得了每个样本所含的多种化学元素的浓度数据。 由于重金属污染物的传播方向多为从高浓度到低浓度，故我们此处不考虑重金属在土壤中其他方向的传播，故我们得到得到某个t0时刻每个采样点地表重金属污染物的浓度c(x,y)，不考虑重金属在土壤中的自我降解能力，建立二维传播模型： 重金属污染物在饱和各向同性土壤中运移的基本方程 ?c?2c?2c?c?c?Dx2?Dy2?Vx?Vy?t?x?y?x?yDx,Dy[5] 分别代表x和y方向上的弥散系数， Vx,Vy分别代表x和y方向上的对流速 度。 在二维传播模型中，原点（0,0）重金属污染物的质量为M，对上述方程进行求解， t可得在0时刻重金属污染物的浓度c(x,y)表达式： c(x,y)?M8(?t0)32x?Vxt0y?Vyt0exp(??)4Dt4Dtx0y0DxDy （3）二维传播系数的确定 首先利用surfer软件根据附件中给出的319个样本点测出的8种重金属浓度画图影像图。 图3-1 As污染情况影像图： 23 1500010000500000500010000150002000025000 根据上图，观察可得重金属污染物浓度有几个明显的极大值，但是有些重金属污染物浓度较小，不具备成为污染源的能力，故我们用题2中的单因子评价法级别F>2（Pi?Ci?2），即超过中度污染的样本点作为预备污染源，污染级别对应的，取污染Si各元素浓度见下表： 表3-1：中度污染级别对应的各重金属浓度 元素 As (μg/g) Cd (ng/g) Cr (μg/g) Cu (μg/g) Hg (ng/g) Ni (μg/g) Pb (μg/g) Zn (μg/g) 50 600 600 200 1000 100 600 500 选取标准 在初步选取预备污染源之后，以污染源为圆心，选取以2km为半径的圆中所有采样点，将采样点金属污染物的浓度运用1stopt软件对二维传播模型进行多项式拟合，从而得到以2km为半径的区域中的传播系数Dx,Dy,Vx,Vy，由假设知，在较小区域里，传播系数Dx,Dy,Vx,Vy为定值，从而得到此区域内的二维传播模型。[4] 表3-2：传播系数 uy传播系数 Dx DyVx Vy As Cd Cr Cu 0.217 0.864 0.530 0.771 0.551 0.349 0.736 -0.349 24 0.849 0.190 0.029 0.299 0.178 0.806 0.865 19.810