[發明專利]基于沉積物同位素分析的計算農業面源重金屬流失負荷值的方法

有效

• 申請號: 201710880270.X
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107655961B
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 焦偉;李寶;趙敏;董玉良;姜永見
• 申請（專利權）人: 臨沂大學
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62
• 代理公司: 江陰義海知識產權代理事務所(普通合伙) 32247
• 代理人: 姜義民

本發明公開了一種基于沉積物同位素分析的計算農業面源重金屬流失負荷值的方法，該方法包括：采集柱狀沉積物，分層測定重金屬含量、總磷含量以及²¹⁰Pb_ex活度值；根據²¹⁰Pb_ex活度值，利用CRS模型，計算各層質量沉積速率值；根據重金屬與總磷含量值，與各層質量沉積速率值相乘，計算流域重金屬沉積通量值與總磷沉積通量值；建立總磷沉積通量與重金屬沉積通量間的線性回歸方程；根據總磷面源流失負荷模擬值、建立的線性回歸方程，計算重金屬的面源流失負荷值。本發明的優點是快速估算流域尺度重金屬流失負荷，簡單方便，可為資料缺乏地區的農業面源重金屬污染研究提供一種新方法，結果較為準確。它在流域農業面源污染防控技術領域具有較好的應用前景。

技術領域

本發明屬于農業面源污染防控技術領域，涉及一種快速有效的農業面源重金屬流失負荷值計算方法，尤其涉及一種基于沉積物同位素分析的計算農業面源重金屬流失值方法。

背景技術

經過幾十年環境保護政策的有效實施，我國點源污染控制取得了明顯進步，但是水環境污染問題依然嚴峻。面源污染，特別是農業生產活動引發的農業面源污染已經引起各級政府部門的高度重視。由地表徑流引發的土壤侵蝕是農業面源污染發生的重要形式。一方面土壤侵蝕致使農田質量不斷退化，同時許多污染物質也會隨侵蝕土壤一起流失進入下游水體造成諸多水環境質量問題，因此需要進行有效的評估和管理。

目前針對流域尺度上的農業面源污染研究，利用模型模擬被認為是最有效的管理評價手段，它避免了大范圍野外實地監測的周期長、成本大、效率低等困難。其中，機理性過程模型耦合了流域水文、土壤侵蝕和污染物遷移轉化過程，具有污染負荷計算時間序列性強、空間分布特征清晰等優點，因而得到了廣泛應用。目前比較熟知的SWAT(Soil andWater Assessment Tools)、AGNPS(Agricultural Non-point Source)和HSPF(Hydrological Simulation Program-Fortran)等都屬于這一類模型。但是需要指出，包括上述幾種在內的大部分常用模型的開發設計均主要針對氮、磷、農藥等污染物，而缺少重金屬模擬板塊。重金屬具有毒性大、難降解等特點，一旦進入水環境可通過食物鏈富集效應對人類健康產生極大威脅。為此，國外近期發布了一款TREX(Two-dimensional,Runoff,Erosion,and Export)模型，并成功評價了美國California Gulch流域土壤重金屬流失過程。不過，此模型運行需要極高的數據支持，這在很大程度上限制了它在資料缺乏地區的推廣和應用。事實上，由于起步相對較晚，我國至今尚沒有建立起全面系統的農業面源污染數據庫。

鑒于上述背景技術和我國當前實際情況，有必要建立一種快速有效的農業面源重金屬流失負荷估算方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于沉積物同位素分析的計算農業面源重金屬流失負荷值的方法，在建立流域重金屬與總磷沉積通量值間長期定量關系的基礎上，模擬獲得該流域的面源磷流失負荷值，快速有效地計算流域面源重金屬流失負荷值。

本發明公開一種基于沉積物同位素分析的計算農業面源重金屬流失負荷值的方法，該方法步驟具體如下：

采集柱狀沉積物，測定不同深度層重金屬含量、總磷含量以及²¹⁰Pb_ex活度值；

根據²¹⁰Pb_ex活度值，應用CRS模型計算不同深度層沉積速率值，建立年代序列；

根據重金屬與總磷含量值，分別與質量沉積速率值相乘，計算不同深度層重金屬的沉積通量值與總磷沉積通量值；

根據柱狀沉積物反映的沉積年代歷史，應用回歸分析總磷沉積通量值與重金屬沉積通量值間的長期定量關系，分別建立線性回歸方程式；