[發明專利]基于穩定同位素與多元素特征分析土壤鉛污染源識別方法

有效

• 申請號: 202010956752.0
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112179974B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 肖文丹;葉雪珠;張棋;趙首萍;陳德
• 申請（專利權）人: 浙江省農業科學院
• 主分類號: G01N27/626
• 分類號: G01N27/626;G06K9/62
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏;何俊

本發明涉及環境檢測技術領域，公開了一種基于穩定同位素與多元素特征分析的土壤鉛污染源識別方法，包括：1）確定鉛污染源的調查區域；2）對確定的鉛污染源調查區域進行環境調查；3）根據環境調查結果，根據不同情況布設采樣點位，采集風險源樣品；4）分析測定鉛污染土壤和風險源樣品中鉛同位素比值和多種礦物元素含量；5）基于穩定同位素與多元素特征指紋結合主成分?聚類分析進行鉛污染源的識別。本發明基于鉛穩定同位素、多元素特征與多元統計相結合的鉛污染源識別技術，可以精準地對土壤重金屬鉛污染來源進行判別鑒定，為土壤鉛污染防治工作提供科學依據。

技術領域

本發明涉及環境檢測技術領域，尤其涉及一種基于穩定同位素與多元素特征分析的土壤鉛污染源識別方法。

背景技術

鉛作為“五毒”元素(汞、鎘、鉛、鉻和砷)之一，因其具有非生物降解性和較長的生物半衰期，以及通過食物鏈累積可影響人類健康的特性，引起了世界的廣泛關注。環境中鉛的來源廣泛，如汽車尾氣、煤炭燃燒、礦山開采以及各種工業生產活動等。為準確找到污染源并及時切斷污染途徑，降低危害發生的概率，追溯鉛的污染來源顯得尤為重要。

穩定同位素研究是地球化學領域經典的研究方法。重金屬同位素比值分析作為該領域新興的一種技術，其標記特性與穩定性使它的研究和應用更加受人關注。鉛有4種穩定同位素：²⁰⁴Pb、²⁰⁶Pb、²⁰⁷Pb和²⁰⁸Pb。Pb同位素由于其質量重，同位素間的相對質量差較小，不像O、S、H、C等輕同位素，在次生過程中容易受到所在系統的溫度、壓力、pH、Eh和生物等作用而發生變化，外界條件的變化對Pb同位素組成的影響很小。因此，Pb同位素組成具有明顯的“指紋特征”，不同來源污染中的鉛同位素組成存在差異，可以根據土壤中的Pb同位素比例特征和不同污染源中鉛同位素比例特征的關系來判斷土壤中的Pb污染的來源。

目前已有發明CN201910231129.6基于鉛同位素比值解析水體沉積物中鉛污染來源，但該方法僅用鉛同位素作為溯源指標無法精確判定其污染來源，適用性也有限。僅僅利用單一方法來進行土壤重金屬鉛污染來源調查，結果可能會存在較大的局限和誤差。礦物元素含量相對較穩定，土壤中礦物元素含量主要與成土母質、水、廢棄物以及空氣中的礦物元素組成及含量有關，可以作為源識別的指標。穩定同位素與礦物多元素特征結合多元統計分析，能有效提高源識別結果的可靠性。例如發明CN201610404101采用穩定同位素和多元素應用于葡萄酒產地溯源，CN 107424003A采用穩定同位素和多元素應用于楊梅產地溯源，但是在重金屬污染源識別中目前還沒有采用穩定同位素和多元素特征分析的先例，并且由于農產品產地溯源與重金屬污染源識別在原理、特征同位素、多元統計方法等方面完全不同，因此本領域技術人員也無法將上述農產品產地溯源的方法簡單套用至重金屬污染源識別中。

發明內容

為了克服現有鉛污染源識別技術存在的不足，本發明提供了一種基于穩定同位素與多元素特征分析的土壤鉛污染源識別方法，能有效提高鉛污染源識別結果的準確度和可靠性。

本發明的具體技術方案為：一種基于穩定同位素與多元素特征分析的土壤鉛污染源識別方法，包括以下步驟：

1)確定鉛污染源的調查區域。

2)對確定的鉛污染源調查區域進行環境調查，調查過程包括資料收集和現場調查。

3)根據環境調查結果，根據不同情況布設采樣點位，采集風險源樣品。

4)分析測定鉛污染源土壤和風險源樣品中鉛同位素比值和多種礦物元素含量；所述鉛同位素比值為²⁰⁸Pb/²⁰⁶Pb和²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb。

5)基于穩定同位素與多元素特征指紋結合主成分-聚類分析進行鉛污染源的識別，包括：