基于PCA-MLR的矿区耕地土壤重金属污染来源分析

doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.11.031

湖北农业科学 ›› 2024, Vol. 63 ›› Issue (11): 185-190.doi: 10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.11.031

基于PCA-MLR的矿区耕地土壤重金属污染来源分析

宋科¹, 王皓¹, 杨伟², 许佳俊¹, 褚召远¹, 杜铭铭¹, 曹志勇¹

1.云南农业大学大数据学院,昆明 650500;
2.昆明市农产品质量安全中心,昆明 650118

收稿日期:2023-06-02 出版日期:2024-11-25 发布日期:2024-12-03
通讯作者: 曹志勇（1976-）,男,云南会泽人,教授,主要从事农业环境信息处理、图像采集与处理研究,（电话）13708718797（电子信箱）hi.czy@qq.com。
作者简介:宋科（1999-）,男,湖南衡阳人,硕士,主要从事农业工程与信息技术研究,（电话）17810795056（电子信箱）sk_9906@foxmail.com;共同第一作者,王皓（1999-）,男,重庆人,硕士,主要从事农业工程与信息技术研究,（电话）15608819594（电子信箱）renhaowang2@gmail.com。
基金资助:
云南省重大科技专项（202202AE090066）

Source analysis of heavy metal pollution in farmland soil in mining areas based on PCA-MLR

SONG Ke¹, WANG Hao¹, YANG Wei², XU Jia-jun¹, CHU Zhao-yuan¹, DU Ming-ming¹, CAO Zhi-yong¹

1. College of Big Data, Yunnan Agricultural University, Kunming 650500,China;
2. Kunming Agricultural Product Quality and Safety Center, Kunming 650118,China

Received:2023-06-02 Published:2024-11-25 Online:2024-12-03

摘要/Abstract

摘要： 以铅锌矿区的X县1 078个耕地样本点为研究对象,通过多元统计分析法得出污染源溯源的定性结果,利用PCA-MLR模型计算各污染源的贡献率。结果表明,X县土壤重金属污染的总体情况良好,但存在轻度污染、中度污染的风险;相关性分析和聚类分析表明,Cr、As、Pb三者存在明显相关性,Cu、Zn二者也存在明显相关性,可能存在相似的污染源;Pb、Cr、As的污染源主要为矿业排放,Cu、Zn、Cd的污染源主要为农业面源污染,Ni的污染源主要为自然来源。在对污染源定性分析的基础上,通过PCA-MLR模型定量确认不同污染源的贡献率,X县及A镇的主要污染源均为农业面源污染。相较于传统方法,该方法在污染源解析方面具有较高的准确性和实用性。

关键词: PCA-MLR模型, 矿区耕地, 土壤, 重金属, 污染来源

Abstract: Taking the 1 078 farmland sampling points in X County, a lead-zinc mining area, as the research object, the qualitative results of pollution source tracing were obtained through multivariate statistical analysis, and the contribution rate of each pollution source was calculated using the PCA-MLR model. The results indicated that the overall situation of heavy metal pollution in the soil of X County was good, but there was a risk of mild to moderate pollution;correlation analysis and cluster analysis indicated that there was a significant correlation among Cr, As, and Pb, as well as among Cu, Zn, and Cd, suggesting the possibility of similar pollution sources;the main sources of pollution for Pb, Cr, and As were mining emissions,the main sources of pollution for Cu and Zn were agricultural non-point source pollution,and the main source of Ni pollution was natural sources. On the basis of qualitative analysis of pollution sources, the contribution rates of different pollution sources were quantitatively confirmed through the PCA-MLR model. The main pollution sources in X County and A Town were agricultural non-point source pollution. Compared with traditional methods, this method had higher accuracy and practicality in pollution source analysis.

Key words: PCA-MLR model, farmland in mining areas, soil, heavy metals, source of pollution

中图分类号:

S151.9

宋科, 王皓, 杨伟, 许佳俊, 褚召远, 杜铭铭, 曹志勇. 基于PCA-MLR的矿区耕地土壤重金属污染来源分析[J]. 湖北农业科学, 2024, 63(11): 185-190.

SONG Ke, WANG Hao, YANG Wei, XU Jia-jun, CHU Zhao-yuan, DU Ming-ming, CAO Zhi-yong. Source analysis of heavy metal pollution in farmland soil in mining areas based on PCA-MLR[J]. HUBEI AGRICULTURAL SCIENCES, 2024, 63(11): 185-190.

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Source analysis of heavy metal pollution in farmland soil in mining areas based on PCA-MLR

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