[发明专利]一种基于站点监测数据构建的大气元素汞浓度预测方法

说明书

本发明公开了一种基于站点监测数据构建的大气元素汞浓度预测方法，包括步骤：获得空气质量数据、水溶性离子浓度和GEM数据建立数据库；采用逐步多元线性回归获取对GEM的主要影响参数；根据主要影响参数进行多元线性回归，获取主要影响参数与GEM的线性关系式；通过指数回归法确定主要影响因素中的特征水溶性离子与GEM的指数关系式；结合线性关系式和指数关系式，通过迭代回归的方法，构建GEM预测模型。本发明无需大型的在线测定仪器测定大气中气态元素汞浓度，只需监测主要影响参数和特定水溶性离子浓度即可根据GEM预测模型获得大气元素汞浓度数据，同时充分考虑到水溶性离子对气态元素汞浓度的影响，使得最终获得的GEM预测模型计算结果更加准确。

技术领域

本发明涉及环境监测领域，具体涉及一种基于站点监测数据构建的大气元素汞浓度预测方法。

背景技术

汞是一种对生物体具有显著危害的重金属元素，能够富集在生物体内，具有神经毒性，会导致器官病变，损害生物体健康。汞的饱和蒸气压高，常温下能够挥发进入大气，极易成为大气污染物。大气中汞的形态按测定方法分主要包括气态元素汞(GEM，gaseouselemental mercury)、气态氧化汞和颗粒态汞，其中气态元素汞的含量可达大气总汞含量的95％以上，是大气中汞的最主要组成部分。因此，气态元素汞的质量浓度与人体健康的联系密切。

为了掌握大气中气态元素汞的质量浓度水平，从而为环境和卫生管理部门提供信息和决策参考，采用一定方式获知大气汞的实际浓度水平显得尤为重要。目前，对大气中气态元素汞的观测主要通过贵金属富集-解析-冷原子荧光光谱法进行测定。商品化的在线测定仪器的报价一般在百万元以上，价格较为昂贵。同时，设备运行过程中需要使用氩气，运行成本高，设备需要经常进行维护和调控，有条件进行大气汞监测的地区还较少，不便于推广和使用。

发明内容

为了解决现有的气态元素汞检测成本高，推广难，操作复杂的问题，本发明提出了一种基于站点监测数据构建的大气元素汞浓度预测方法，包括步骤：

S1：获得空气质量数据、水溶性离子浓度和GEM数据建立数据库，空气质量数据包括PM_2.5、O₃、PM₁₀、SO₂、CO、NO_X，水溶性离子包括阳离子K⁺、Ca²⁺、Na⁺、Mg²⁺、NH₄⁺和阴离子SO₄^2-、NO₃^-和Cl^-；

S2：采用逐步多元线性回归获取对GEM的主要影响参数，主要为PM_2.5、CO、NO_X；

S3：根据主要影响参数进行多元线性回归，获取主要影响参数与GEM的线性关系式；

S4：通过指数回归法确定主要影响因素中的特征水溶性离子与GEM的指数关系式；

S5：结合线性关系式和指数关系式，通过迭代回归的方法，构建GEM预测模型。

进一步地，所述空气质量数据、水溶性离子浓度和GEM数据由监测点的环境监测站整年逐小时监测获得。

进一步地，是通过SPSS软件获得主要影响参数，并通过Origin软件获得线性关系式，所述线性关系式为：

GEM＝a*PM_2.5+b*NO_X+c*CO+d

其中a、b、c分别为GEM与PM_2.5、NO_X、CO进行多远线性回归的系数，d为回归得到的GEM的大气中本底值系数。