基于PCA-SOM的北京市平谷区地下水污染溯源学术资讯

来源：环境科学研究

基于PCA-SOM的北京市平谷区地下水污染溯源

林斯杰1,2,4, 齐永强1,4, 杨梦曦1, 杨庆3, 杨梦凡1,4, 刘毅2, 胡清1

1. 南方科技大学环境科学与工程学院, 广东深圳 518055;

2. 清华大学环境学院, 北京 100091;

3. 北京市地质矿产勘查院, 北京 100195;

4. 北京环丁环保大数据研究院, 北京 100083

摘要: 为了解北京市平谷区地下水污染物来源，以平谷区2010—2018年监测数据为基础，使用PCA（主成分分析法）识别了地下水水质指标因子，使用自组织映射识别了污染物的空间分布.结果表明：通过监测指标间的Pearson检验发现,平谷区地下水电导率与ρ（Ca2+）（p=0.936）、总碱度与ρ（HCO32-）（p=0.981）、ρ（Mg2+）与总硬度（p=0.944）指标之间显著相关.地下水化学类型主要以HCO3-Ca型为主，其次为HCO3-Mg型.NH4+、SO42-、Cd、Fe（Ⅱ）、NO2指标空间分布离散性和差异性较大，存在局部富集现象.通过因子分析法筛选出影响平谷区地下水水质的8个公因子，首要影响因子为溶滤-富集作用（贡献率为22.398%），次要影响因子为农业、养殖业和填埋场等人为活动作用（贡献率为16.533%），雨水下渗作用（贡献率为8.035%）、工业源人为活动（贡献率为7.466%）对地下水也有一定影响.通过比较各指标的SOM（Self-Organizing Map，自组织映射）特征图像和监测井映射特征图像，发现NH4+受山前地带林业、种植业和平原地带农业、养殖业的双重影响，Na+、Mn受平原地带人为活动的影响；同时，NH4+、NO3-、NO2三者之间及Fe（Ⅱ）与Fe（Ⅲ）之间来源不同，Cd、Al、氰化物三者具有同一来源.研究显示，PCA-SOM（PCA与SOM相结合）可以对地下水化学组分来源进行定性识别与定量分析.

来源：hjkxyj_1988 环境科学研究

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