[发明专利]一种水体沉积物中铅污染源解析的方法

说明书

本发明公开了一种水体沉积物中铅污染源解析的方法，属于环境地学领域；该方法包括计算地球化学基线模型、人为贡献的铅的浓度、基于ICP‑MS的铅同位素分析测定、比值分析以及将两种方法联合的溯源过程。本方法突破传统溯源过程，回归溯源本质，利用地球化学基线筛选出的人为贡献铅的浓度与铅同位素比值建立相关性，并进一步通过地球化学基线方程获得的人为贡献率和铅同位素比值，计算不同来源的铅在沉积物中的贡献率；该方法克服了传统重金属源解析的数据量大、溯源不准确以及无法精确定量等缺点，提供了一种流程简单、易于操作、定量准确的联合铅同位素溯源方法，对于复杂环境下的沉积物样品的源解析具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及环境地学领域，尤其涉及一种水体沉积物中铅污染源解析的方法。

背景技术

环境中的金属元素因其具有毒性大、难降解且容易通过食物链生物富集的特点，被广泛关注。在水环境中90％的金属元素累积于沉积物中或存在于其悬浮颗粒物上。沉积物是金属污染物的源和汇。降低沉积物向水体中释放金属的风险，对于金属来源的研究是水环境污染物降低的重要途经。铅被认为是对人体健康造成影响的毒性金属元素，并能通过食物链和食物网生物放大。对于环境中铅的来源解析研究是过去几十年水环境研究中的热点问题。以往对于铅的来源解析多以主成分分析、聚类分析以及多元统计分析等数据分析方法为主。传统的方法通常依赖于大量的数据库和精准的数学统计分析，但是这些方法不能准确的对潜在的来源进行解析。

铅稳定同位素技术能够在复杂环境介质中区分不同来源的铅。然而，由于沉积物的异质性和高度的复杂性，使沉积物中铅的浓度或其倒数与铅稳定同位素比值无法确定相关关系，导致沉积物潜在的铅来源难于追溯，更无法精准定量。这些问题给铅稳定同位素示踪技术带来了巨大的困难。综上所述，克服沉积物的异质性和高度的复杂性，采用铅稳定同位素技术更加精准溯源是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水体沉积物中铅污染源解析的方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种水体沉积物中铅污染源解析的方法，包括以下步骤：

S1，建立待研究区域沉积物铅的地球化学基线模型；

S2，基于步骤S1所述的基线模型计算研究区域的铅地球化学基线值以及每个样品相应的铅地球化学基线值；

S3,根据步骤S2中计算的沉积物铅地球化学基线值和每个样品相应的铅地球化学基线值，计算每个采样点位的人为贡献浓度和相应的人为贡献率的平均值，筛选出了人为铅对应的点位，被去除的点位的铅浓度视为自然源铅浓度；

S4，将步骤S3中筛选出的人为铅浓度与其对应点位的铅同位素²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb的比值建立线性回归方程I，根据线性回归方程I的线性，确定污染源个数；

S5,通过筛选出的人为源铅对应点，计算这些点位的铅同位素²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb比值的平均值，以备计算人为源铅的贡献率；

S6，进一步将筛选出的人为铅对应的点位，通过建立铅同位素²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁷Pb比值的线性回归方程II和以往文献中报道过的铅源的同位素²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁷Pb的比值，确定具体人为铅污染源，并根据这些人为源铅同位素²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb的比值和S5计算的所得的铅同位素²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb比值的平均值，进一步建立铅同位素混合模型，计算不同来源铅的贡献率；