《表4 主成分分析计算结果》

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《珠海市地下水系统中重金属和类金属污染状况与污染来源分析》

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注:—表示主成分绝对值<0.5。

主成分分析方法通常可以为示踪地下水中元素的来源及其影响因素分析提供有用信息（Hu et al.，2013）。本研究的元素主成分分析结果显示出3个主成分:PC1、PC2和PC3（表4、图5），其特征值分别为11.17、4.60和2.08，累积方差贡献率达93.95%，可以较好地概括研究区重金属和类金属富集的主要因素。其中PC1方差贡献率为58.79%，p H、TDS、铵氮、重碳酸根、阳离子（Na+、K+、Mg2+、Ca2+）、阴离子（Cl-、NO3-、SO42-）和As在PC1上占有较高荷载。研究区地下水中Cl-最高浓度达11 933.9 mg/L，平均浓度为2388.4 mg/L，远超出区域地下水的背景值。而Cl-作为海水中的代表性离子，其浓度异常偏大也表明区域地下水受到古海水入侵的影响，因而同时富集海水中典型的Na+、K+、Mg、Ca、HCO3-和SO42-等主量离子。与此同时，区域地下水中N大量以可溶性和可交换的NH4+-N形式存在。可交换态的NH4+-N与海水中的主量阳离子特别是与Mg2+交换，释放到地下水中，导致海水浓度高的地下水也更容易富集NH4+-N，从而使TDS更高。同时，海水和NH4+-N的大量存在，也造成地下水中pH升高，且在遇到氧化条件时NH4+-N发生硝化反应，生成NO3-。因此，从跟PC1高度相关的地下水参数来看，PC1代表着沉积古海水及沉积有机质在还原条件下共同作用的结果，这一结果密切关系着类金属As的还原释放。PC2的方差贡献率为24.22%，Rn-222、阴离子（Cl-、Br-、NO3-）和重金属Cd、Pb、Zn在PC2上占有较高荷载。Rn-222是花岗岩风化的指示物之一，而Cl-与Br-则指示着古海水环境，同时，NO3-而非NH4+的大量存在，表明为氧化条件而非还原条件的影响。另外，NO3-的存在也可能是人为污染的标志，因为NO3-是生活等污水的主要污染物（黄清辉等，2001）。研究区以花岗岩为主，花岗岩中Cd含量较高（聂西度和唐有根，2006），在一定条件下的释放可导致地下水中Cd的富集。此外，Cd较高的浅层地下水采样点位于人口密集区，指示其富集更可能是人为活动造成。综上条件，重金属Cd、Pb、Zn的来源离不开岩石的风化与侵蚀（于涛等，2003），与氧化条件密切相关，同时又可能受到人类排污的影响，最终富集于受古海水影响的含水层中。PC3方差贡献率为10.94%，Rn-222在PC3上也占有较高载荷，表明其也跟花岗岩的天然释放过程有关系。Cu的产生与这一过程具有较高相关性，但由于与这一过程相关的参数较少，因此难以进一步确定Cu的释放机理。