[發明專利]基于復合受體模型的污染場地特征污染物的源解析方法

在審

• 申請號: 202110065499.4
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112735539A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 孟晶;張琦凡;史斌;李倩倩;蘇貴金
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: G16C20/20
• 分類號: G16C20/20;G16C20/70;G16C20/90
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 劉歌

一種基于復合受體模型的污染場地特征污染物的源解析方法，該源解析方法包括：獲取污染場地的土壤樣本；根據土壤樣本確定所述污染場地的特征污染物；根據特征污染物構建應用于化學質量平衡模型的特征污染物圖譜；應用化學質量平衡模型法輔助正定矩陣因子分解模型法確定因子數目及特征污染物來源，并對特征污染物來源貢獻率求解，獲得特征污染物來源均值貢獻率。本發明將兩種傳統受體模型進行耦合同時結合了統計方法對污染場地典型污染物進行源解析，能夠準確快速的判斷場地污染物來源，并能準確給出主要污染源的貢獻，可操作性強、具有推廣價值，為環境管理部門處理場地污染事故、控制污染風險、修復污染場地提供可靠技術保障。

技術領域

本發明涉及典型污染場地土壤污染物源解析方法技術領域，具體涉及一種基于復合受體模型的污染場地特征污染物的源解析方法。

背景技術

源解析(source apportionment)是一種通過化學、物理學、數學等方法定性或定量識別環境受體中污染物來源的方法。目前主流的三種研究方法包括源清單法、擴散模型法和受體模型法。源清單法通過調查和統計不同源類排放因子與活動水平，估算各類源的排放量，根據排放量識別主要排放源；擴散模型根據已知污染源排放清單和污染物的排放途徑對不同源類的排放貢獻進行評估；受體模型法則是通過受體樣品與排放源樣品中對源有指示作用的示蹤物進行定性定量分析，確定源類對受體的貢獻。

2.1清單分析法

清單分析法是通過對污染物源排放量、排放特征及地理分布的觀察與預測從而建立的一種污染物源解析方法。排放清單法是通過對行業活動水平的分析，對某一地區的一種污染物的排放源進行估算，在局部區域內對污染物總量進行評價分析。該方法結果簡單清晰，但存在排放因子不確定性大、人類污染活動水平資料缺乏、各類源排放量難以準確統計等問題。

2.2擴散模型法

擴散模型是以污染源為研究對象，根據各個污染源的排放量、研究區域與排放源的水平與垂直距離、污染物的理化性質等環境因素計算各個源對研究區域的影響程度。但擴散模型所需要的源清單存在很大的不確定性以及污染物復雜的遷移轉化過程，致使污染源與受體之間的關系建立存在較大難度，其預測結果往往無法使人信服。由于清單分析法與擴散模型法的局限性，受體模型法得到了廣泛關注并快速發展。

2.3受體模型法

受體模型就是通過測量排放源和受體樣品的物理、化學性質，定性識別對受體有貢獻的污染源并定量計算各污染源的分擔率。受體模型不依賴于排放源的排放條件、氣象、地形等數據，不追蹤污染物的遷移過程，是目前污染物源解析研究中主要的技術手段。受體模型以質量守恒原理為基礎，且要求各排放源物質間無相互反應，傳輸過程中沒有新物質的生成或原有物質的消除，則受體中的元素或化合物含量是各共線源的線性加和。目前受體模型法主要分為兩大類，即定性分析和定量分析。

2.3.1定性分析方法

定性分析方法主要包括特征比值法、特征化合物法和指紋圖譜法等。定性方法可以確定主要污染源，但不能計算出各污染源的貢獻率，一般作為輔助方法不單獨使用。比值法是利用各種污染源的機理和特性不同，生成的污染物組合和含量存在不同程度的差別來識別污染物來源，一般適用于有機污染物的識別。特征化合物法根據污染源排放物質中所含有的某種特有化合物來確定污染物來源，但只能初步判斷污染源的類型。指紋圖譜法利用環境樣品與污染源中污染物的指紋圖譜進行對比來判斷污染物來源，但指紋圖譜獲取存在一定困難或圖譜間差異小使用此方法則存在一定困難。

2.3.2定量分析方法

受體模型中的定量分析方法主要包括化學平衡質量模型(CMB)、正定矩陣因子分解模型(PMF)、UNMIX因子分析法(FA)、主成分分析法(PCA)、多元線性回歸法(MLR)等。