[發(fā)明專利]一種基于臨界負荷的重金屬排放管控值的確定方法

在審

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• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN111523196A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設計）人: 吳紹華;鮑海君;王院民;仝桂杰
• 申請（專利權）人: 浙江財經(jīng)大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/26
• 代理公司: 焦作加貝專利代理事務所(普通合伙) 41182
• 代理人: 馮新志

本發(fā)明公開了本發(fā)明提供的一種基于臨界負荷的重金屬排放管控值的確定方法，基于重金屬的生物地球化學過程，研究其在不同土地利用方式下的歸趨過程，首先根據(jù)植物吸收型及水環(huán)境遷移轉(zhuǎn)化模型來優(yōu)化傳統(tǒng)的臨界負荷模型，再基于現(xiàn)狀平衡、水環(huán)境效應、健康風險三種環(huán)境效應來確定臨界負荷值，并進行臨界負荷制圖與超臨界負荷制圖，最后根據(jù)概率分布方法來確定最終的重金屬排放管控值，通過巧妙的設計，進一步構建空間精細化的重金屬臨界負荷模型、識別不同環(huán)境效應下重金屬超臨界負荷的程度和范圍，確定不同土地利用方式下、不同管理目標下重金屬排放管控值，可應用于污染源控制管理。

技術領域

本發(fā)明涉及土壤重金屬污染防控技術領域，特別涉及一種基于臨界負荷的重金屬排放管控值的確定方法。

背景技術

近些年來，隨著化肥和農(nóng)藥的廣泛使用，大范圍的工業(yè)、交通排放以及城市擴張我國的土壤重金屬問題日益顯著，嚴重威脅到生態(tài)環(huán)境和人類健康。這就要求人們重視重金屬的危害，并對重金屬的排放和積累進行有效的防控和管理。臨界負荷制圖是重金屬防控和管理的一個重要工具，可以通過來源阻控來預防各種污染物的人為輸入和污染危害事件的發(fā)生將實際的重金屬輸入通量對比相對應的臨界負荷值從而估算土壤重金屬超臨界負荷區(qū)域，開展臨界負荷與超臨界負荷制圖，找到處于重金屬高風險和超負荷的區(qū)域，可以為不同來源的重金屬輸入通量管理提供依據(jù)與參考。對臨界負荷制圖的頻數(shù)分布進行概率統(tǒng)計，可以來確定重金屬排放管控值。

制定不同土地利用方式下，不同環(huán)境效應下的重金屬臨界負荷值可以為不同管理目標下的重金屬輸入控制提供科學的依據(jù)。但是，目前對各類重金屬元素防控和管理實踐中缺少重金屬排放管理參考值和相應的技術方法，因此，如何估算不同效應下的重金屬污染物排放風險管控值是亟待于解決的問題。

現(xiàn)有技術一

土壤-植物體系的重金屬遷移是用來確定土壤重金屬風險管控值的主要途徑。根據(jù)土壤重金屬濃度與作物吸收的劑量-效應關系進行線性回歸，或利用作物中的重金屬富集系數(shù)BCF，依據(jù)食品中重金屬限量標準推導重金屬的土壤風險管控值。重金屬富集系數(shù)BCF表示作物對重金屬的吸收能力的強弱，其主要計算方法如下：

其中C_plant表示重金屬在作物中的含量(mg·kg^-1)，C_soil表示重金屬在土壤中的含量(mg·kg^-1),C_soil-contr土壤重金屬風險管控值，C_plant-contr作物重金屬環(huán)境質(zhì)量標準。

現(xiàn)有技術一的缺點

(1)誤差較大。重金屬富集系數(shù)BCF值的大小會受到多種環(huán)境因素的影響，比如作物的種類、自然環(huán)境、土壤性質(zhì)、氣候、土壤的空間異質(zhì)性等，這就使得計算過程中很難找到一個合適的BCF值來衡量一個區(qū)域的作物重金屬吸收能力。

(2)過程繁瑣。為了計算重金屬富集系數(shù)BCF的值，研究過程中需要測得區(qū)域部分的土壤及作物中重金屬的含量，這就需要我們在研究區(qū)進行植物樣本的采集、樣品處理和含量測定分析，還有研究的前期野外和后期實驗工作都會特別繁瑣。

(3)缺乏污染源控制的管理值。該方法計算土壤中重金屬含量的控制標準，無法確定排放的管控標準，現(xiàn)實當中污染來源的控制才是風險管理的基礎，需要一種科學確定重金屬排放源的管控值，進行重金屬污染的風險管理。

現(xiàn)有技術二

在計算臨界負荷時，現(xiàn)在的研究是基于現(xiàn)狀平衡效應來進行衡量，其主要的土地利用方式為耕地。現(xiàn)狀平衡模型的原理主要是用農(nóng)產(chǎn)品中重金屬的總輸出以及淋失總量的總和于自然風化的差值來表征臨界負荷值。現(xiàn)狀平衡效應考慮的是所有相關的輸入或輸出項并使系統(tǒng)達到一個穩(wěn)定的狀態(tài)。則耕地在現(xiàn)狀平衡效應下的重金屬臨界負荷估算方法如下：