[发明专利]一种基于混合清单构建和空间多介质模型模拟相结合的多氯联苯时空定量溯源的方法

说明书

本发明提供一种所述方法包括：多氯联苯的排放清单构建、多氯联苯空间多介质模型构建、多氯联苯空间多介质模型模拟以及多氯联苯时空定量溯源。所述方法避免了现有技术在研究多氯联苯的溯源过程中的不足，且通过构建多氯联苯的排放清单和多介质迁移模型，可以直观的展示多氯联苯在时间和空间上的含量和分布情况以及排放途径，揭示各种复杂的因子对污染物迁移影响，定量解析出多氯联苯的时空来源和主要行业来源。

技术领域

本发明属于环境监测领域，涉及一种多氯联苯时空定量溯源的方法，尤其涉及一种基于混合清单构建和空间多介质模型模拟相结合的多氯联苯时空定量溯源的方法。

背景技术

对于多氯联苯及其同系物的研究较多，是国内外的研究热点问题之一，存在较多的定性、半定量溯源研究。现有最常用的技术主要有以下方法：多元线性回归、多元统计方法、特征比例法、化学质量平衡法(CMB)、正定矩阵因子分解法(PMF法)、同位素解析法和逸度模型法等方法。不同的方法来研究多氯联苯溯源过程，存在着不同的优缺点，下面我们简要介绍多氯联苯溯源的现有技术：

多元线性回归

在回归分析过程中，如果自变量有两个或超过两个的，就称为多元回归。事实上，现象常常是与多个因素相联系的，由多个自变量的最优组合共同来预测或估计因变量，比只用一个自变量进行预测或估计更有效，更符合实际。研究对象的变化往往受到多个因素的影响，因此，一般要进行多元回归分析，我们把包括两个或两个以上自变量的回归称为多元线性回归(叶峰，2015)。多元线性回归的基本原理和基本计算过程与一元线性回归基本相同，但由于在多氯联苯研究过程中，自变量个数多，计算相当麻烦，不利快速的得出实验数据和研究结果，研究效率比较低，一般可以进行PCBs溯源的定性或者半定量的研究。

多元统计方法

多元统计分析是从经典统计学中发展起来的一个分支，是一种综合分析方法，它能够在多个对象和多个指标互相关联的情况下分析它们的统计规律的方法，主要内容包括多元正态分布及其抽样分布、多元正态总体的均值向量和协方差阵的假设检验、多元方差分析、直线回归与相关、主成分分析与因子分析、判别分析与聚类分析等。例如，在研究多氯联苯过程中，运用多元统计分析中非参数检验和因子分析等方法，同时在相应的统计分析软件的支持下，对多氯联苯变量指标作出定性分析，进行综合评价得出多氯联苯污染程度(何莎莎，2007)。采用多元统计法中的主成分分析法对人工滩涂湖泊——滴水湖水系的表层沉积物中PCBs进行源解析和风险评估(梅卫平，2014)。在多元统计方法研究多氯联苯的过程中，大部分的分析方法只是定性分析多氯联苯的研究，如主成分分析，聚类分析、回归树等多元统计方法都是定性分析PCBs污染物等来源，并不能定量解析土壤中PCBs来源的详细比例。

化学质量平衡法(CMB)

化学质量平衡法的基础是质量守衡，即污染源的组分与采样点污染物的组分呈线性组合(黄国兰等，1999)。化学质量平衡模型(CMB模型)是美国EPA推荐的用于研究PM10/PM2.5和挥发性有机物(VOCs)等污染物的来源和贡献率的一种重要方法,同时也是目前在实际工作中研究最多、应用最广的化学法受体模型。CMB模型的基本假设为:①各类源排放出来的颗粒物的化学组成相对稳定；②各类源排放出来的颗粒物之间没有相互作用；③所有对受体有贡献的主要源都被确定,并且知道它们排放出来的颗粒物的化学组成；④元素个数必须大于等于源的个数；⑤各类源排放出来的颗粒物的化学组成有明显的差异；⑥测样方法的误差是随机的,符合正态分布。基于以上假设,可知受体的总质量浓度就是每一源类贡献浓度值的线性加和。要确定各源类的贡献浓度值,需测定所有对受体有贡献的主要源和受体的成分谱。只要满足元素总数大于等于源类总数,则可以计算出各源类的浓度贡献值。在多氯联苯空间定量溯源的过程中，CMB法各种基本假设条件和相应研究对象的限制都极大影响的多氯联苯的研究，CMB法可根据排放清单进行行业等定量溯源，然而由于PCBs各个单体理化性质差异比较大，单体在多介质中(如土壤等)存在迁移转化过程差异较大，CMB法较难准确反映空间和时间上的定量溯源。

特征比值法