[發明專利]無機營養鹽污染源解析方法

無效

• 申請號: 201110385866.5
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102507891A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 胡維平;李欽欽;鄧建才
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京地理與湖泊研究所
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 樊文紅

技術領域

本發明屬于水域環境污染物源分析技術領域，涉及一種無機營養鹽污染源解析方法。

背景技術

隨著經濟和社會的發展，地表水氮、磷污染嚴重，出現了不同程度的富營養化，極大地威脅著人民群眾的身體健康。弄清氮、磷等無機營養鹽的來源是保護水源地水質的重要前提。

錢曉雍等人（錢曉雍等.?基于水環境功能區劃的農業面源污染解析及其空間異質性.?農業工程學報.?第27卷第2期,?103-108）提出了一種基于水環境功能區劃的農業面源污染解析方法，其通過清單分析方法和等標污染負荷法，以鄉鎮為單元研究了上海市化肥施用、有機肥施用、農作物秸稈、家禽養殖、水產養殖、農村生活污水等農業面源污染來源化學需氧量、總氮、總磷等污染物的排放量及其貢獻率，并根據各區域水環境功能區劃分別在區縣尺度和鄉鎮尺度分析了農業面源污染程度及其區域分布。

金菊良等人（金菊良等.?流域非電源污染源解析的投影尋蹤對應分析方法.?水利學報.?第38卷第9期.?1032-1049）為了分析非點源污染物及其來源的因果關系，提出了機遇加速遺傳算法的投影尋蹤對應分析方法，并應用于流域非點源污染解析研究中。

張愛平等人（張愛平等.?寧夏引黃灌區水體污染現狀及污染源解析.?中國生態農業學報.?第18卷第6期.?1295-1301）分析了2002-2007年黃和寧夏段監測斷面和引黃灌區典型排水溝的水質情況。但是該文獻僅報道了該地區的污染結果，未給出具體的分析監測方法。

劉華良等人（劉華良等.?蘇南河網地區小城鎮水環境污染源分析研究.?農業環境科學學報.?2006,?25(4):?1050-1054）采用問卷調查、模型計算、類比推算以及取樣監測的方法，對江蘇省丹陽市水污染源進行了調查分析，并采用等標污染負荷法對污染源及其排放的污染物進行了評價。但是采用問卷調查等分析形勢不具備專利法上的實用性。

聶澤宇的碩士論文（太湖流域苕溪面源污染源解析與過程控制技術研究，2011年1月）首先通過野外水質監測考察了苕溪水質氮磷污染現狀，利用氮磷比解析了苕溪及其入湖后的富營養化風險，并提出了水質改善策略；其次通過稻田AWD節水灌溉與SSNA肥料管理耦合試驗初步得知，水肥管理能有效控制暴雨徑流氮磷流失量；最后通過對溝渠水質進行野外現場取樣及在線監測分析，并結合生態浮床以體現氮磷流失過程阻控對策。

綜上，上述現有技術的無機營養鹽污染源解析方法大多對湖泊流域污染源解析大面積普查，然后根據污染物輸移及降解過程，計算污染物達到目標水源量，解析目標水域污染物源解析，這種方法工作量大，并要預知污染源位置、強度，根據不種污染源對目標水域影響解析目標水域的污染物源。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種無機營養鹽污染源解析方法，具體技術方案如下。

一種無機營養鹽污染源解析方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）開展水域環境問題與特征分析，以聚焦水域為核心，設置采樣點；

（2）依據水域環境問題和特征，確定觀測和水樣分析指標集，進行觀測和采樣；

（3）分析水樣，進行指標的無量綱處理，開展因子分析，將累計貢獻率大于80%確定為污染主控因子，獲取指標集中指標與主控因子關聯度大的指標；

（4）計算主控因子在各監測點的得分，利用線性插值方法進行其在研究水域不同位置得分，確定主控因子梯度空間分布和主控因子最大值以及最小值位置；

（5）依據主控因子關聯指標間因果關系、河口位置、主控因子得分梯度和空間大小分布特征，判斷污染物的主要來源。

無機營養鹽污染源解析是一種應用因子分析技術對水源地無機營養鹽污染源成分進行分析并結合樣本的空間分布特征，得到水體污染源的權重貢獻率及主要污染來源的解析方法。

首先根據水源地的地形及面積設置采樣點，要求能基本反應水源地無機營養鹽分布情況；其次根據樣本分析結果運用因子分析得出主因子及污染貢獻率；最后將各因子貢獻率與樣本空間分布相結合作出污染分布圖，進一步分析污染來源。

本方法的主要原理是以多變量之間的相關關系為基礎，在多變量中尋找相互獨立的變量組合，構成最少個數的獨立的公共因子，這些少數因子不僅提供了研究對象總變化的絕大部分信息，而且還能揭示研究對象之間的相互關系，尤其是成因上的聯系。