通过因子分析可以得到水体富营养化的主要影响因素

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水环境问题分析
水污染的主要因素及水质评价
水体中的污染物多种多样,不同水体污染因 素与污染程度不同,选取水质指标高锰酸钾指数、 pH值、悬浮物、溶解氧、生化需氧量、总氮、 硝酸盐、总磷、总硬度等代表各种污染的指标进 行因子分析可以判断出水体的主要污染因素,如 有机污染、无机污染、重金属污染等,进而对各 区域水体污染程度排序,根据分析结果可以分析 不同区域污染状况与周围污染源的关系,找出主 要治理对象和治理措施。 关于这方面的研究非常多,说明因子分析在 水质评价中的应用已经很成熟。
水环境问题分析
矿石淋溶作用对地下水的影响
煤矸石是煤炭生产和加工过程中产生的固体废弃物。 将煤矸石填充到矿井采空区,可以解决矸石堆放造成的 环境污染以及煤矿采煤引起的塌陷问题。但填充的煤矸 石在矿井中受到矿井水的淋溶、浸泡作用,溶出大量有 毒有害化合物及元素,有可能造成地下水环境的污染。 通过室内淋溶试验模拟矿井填充对地下水的污染,分析 填充对地下水环境的影响因子,预测其污染趋势。经因 子分析得出矸石淋出水样中氟离子、硫酸根和重金属离 子是重要的污染因子;采用矸石填充采空区时,必须重视 这些对地下水影响的主要因子。 由此可见利用因子分析研究矿石淋溶作用对地下水 的影响并分析主要污染因子对矿井填充材料选择,填充 预处理及注意事项等有重要的指导意义。
As、Ba、Cu、Mn、Pb、Zn K Ni
其他, 14.84% Cu、Pb、Zn、As
大气颗粒污染物分析
不同季节PM10水溶性组分分析 选取沈阳市6个监测点位,采集2005年冬、春、夏、秋 大气可吸入颗粒物样本,用因子分析法分析了沈阳市大气 可吸入颗粒物水溶性组分的来源,得到以下结论: 调整产业结构,减少重污染工业比重 春季,大气可吸入颗粒物主要有来源有工业源、土壤、 建筑源、交通源; 加强能源结构调整,鼓励开发、使用新型环保型能源 夏季,主要来源有工业源、交通源; 加强对建筑工地日常监督管理 秋季,主要来源有工业源、土壤、建筑源; 冬季,主要来源有工业源、交通源、土壤、建筑源; 改善路况,加强冬季特殊天气的车辆疏导 由沈阳市各种源对PM10水溶性组分的贡献率分析得, 沈阳市工业、燃煤源对PM10水溶性组分的贡献最大,其中尤 以夏季突出,说明工业、燃煤型污染相对较重。其次为土壤 源,沈阳市夏季土壤源对PM10没有贡献,说明城市绿化及软硬 覆盖较好。交通源排在第三位,这与近年来机动车保有量的 迅猛增加有关,而在冬季贡献最大,与北方冬季气象、路况等 因素相关。
水环境问题分析
基于因子分析定权的水质评价模型
该模型由因子得分系数和方差贡献率确定指 标权重,然后以指标权重与各水样相应指标的标 准化值进行加权平均得到水质评价的综合指标值, 进而对评价样本进行排序和分级。它不仅可以区 分水质的好坏,还可以掌握主要污染物的种类及 其时空变化规律。
各指标权重:
βji:代表第i个指标在第j个主因子上的载荷; ej:代表第j个主因子的方差贡献率。
富集因子
污染源 建筑水泥尘/机动车尾气 尘/燃煤尘
均接近于1
土壤风沙尘
土壤风沙尘, 燃油尘, + 23 16.07% 二次粒子NH4 、NO3 、SO 3.84% 4
大气细粒子光化学反应 二次来源
明显大于10 工业粉尘 生物质燃烧 油的燃烧
4 5 6
建筑水泥尘/ 机动车尾气尘 /燃煤尘, 36.57%
因子分析在环境科学中的应用
作者:徐婷婷 解瑞丽
因子分析是从全部原始变量中将有关信息集 中起来,通过探讨相关矩阵的内部结构,将多变量综 合成少数因子,以再现原始信息之间的关系,并进一 步探讨产生这些相关关系的内在原因的一种多元 统计分析方法。
主成份分析与因子分析比较
主成份分析和因子分析都是基于降维的思 想 主成份分析和因子分析计算方法相似,但 因子分析在主成份分析基础上有所发展 主成份分析提取的主成份不一定具有明确 的含义,而因子分析主因子代表一定含义 主成份分析只能对样本排序,因子分析还 可以判定主要影响因素,找出问题本质
水环境问题分析
水化学特征分析
水化学特征是阐明水体形成、演化和成盐规 律的基础,而水化学特征是通过水体中众多化学 元素的化学组成来反映的,显然采用因子分析可 以揭示水体水化学特征的内在规律。以前人对艾 比湖的研究为例,选取艾比湖8种组分,分别为 Na++K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、SO42-、CO32-和 HCO3-(前苏联学者瓦里亚什科研究盐湖水化学 特征时选取的组分),进行因子分析,得到两个 主因子分别对应两大水化学类型,其中硫酸钠亚 型是艾比湖的主要分布类型,其次是氯化钠亚型。
大气颗粒物污染分析
大气颗粒物来源及各源贡献率分析 采用改良后的因子分析——绝对主因子分析法 并引入了富集因子这一概念
主因子 1 2 载荷较高的组分
工业粉尘, Ca、Mg、Cr、OC(有机碳)、 10.29% 大气细粒子光 EC(元素碳) 化学反应二次 生物质燃烧 来源, 12.33% Al、Na、Ti、Si尘, 6.07% 污染源贡献率
综合指标:
zi:代表第i个指标的标准化值
水环境问题分析
水体富营养化分析 与前面水污染的主要因素及水质评价 方法相同,只是选取的评价指标不同,水 质评价选取与各种因素有关的指标,而富 营养化分析选取与富营养化有关的指标。 通过因子分析可以得到水体富营养化的主 要影响因素,以便针对富营养化的主要影 响因素进行治理,能收到更好的治理效果。
因子分析广泛的应用于环境科学的各个领域: 大气污染分析
大气颗粒物污染分析 大气主要污染来源分析
水环境问题分析
水污染的主要因素及水 质评价 基于因子分析定权的水 质评价模型 水体富营养化分析 水化学特征分析 矿石淋溶作用对地下水 的影响
噪声源分析 土壤污染分析 化学物质生物危害分 析 区域环境污染源分析 总体环境质量检测
噪声源分析



在道路交通噪声分析中应用因子分析法能方便地 分析出影响道路交通噪声的各因素之间的关系, 并从中找出最基本的影响因素,在珠海特区环境 噪声现状调查中分析道路交通噪声时应用了因子 分析方法取得了较好的效果。 第一因子F1主要代表了路段测点的声级水平,因 此,道路交通噪声的治理重点应该是重型车及轻 型车的流量,具体说就是限制重型车进入,限速 及禁止鸣笛。 第二因子F2综合反映了路段的繁华程度,因此可 利用它们将要研究的路段分成城区中的繁华路段 和边缘的非繁华路段两种道路类型分别进行研究, 以求准确地了解不同类型道路其交Fra Baidu bibliotek噪声的规律。
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