水环境中污染物的源解析方法及其应用
浑河沈阳段水质评价及污染源解析
浑河沈阳段水质评价及污染源解析采用模糊综合评判法评价浑河沈阳段的水质综合状况，确定水质类别，为浑河水环境管理及规划提供科学依据；结合单项指标比较法评价各监测断面各指标超标状况，确定重点控制指标；并依据评价结果进行污染源解析。
结果表明：浑河沈阳段主要超标指标为TP、NH3-N、BOD5。
新开河源头断面综合水质级别为Ⅳ类，主要污染物为TP；仲官桥、达连桥、蒲河西桥、佟古桥、西大林桥水质达到Ⅰ类，但TP超标；仅南小河入蒲河前监测断面水质为劣Ⅴ类，其他监测断面水质为Ⅴ类。
钢铁冶炼企业、水泥企业、制浆及造纸企业、火电企业、白酒制造业、农业和禽畜养殖业是造成浑河沈阳段污染的主要原因。
标签：评价指标单项水质目标评价综合水质目标评价浑河沈阳段河流直接或间接接纳沿岸工业、生活污水及农业废水，受到了不同程度的污染，因而对其综合水质状况做出准确合理的评价显得尤为重要。
目前，我国典型的河流综合水质评价方法各有优缺点，单因子评价法的评价结论表现为过保护；污染指数法能够直观判断综合水质是否达到功能区目标，但是不能判断综合水质类别；当综合水质类别为Ⅰ-Ⅴ类水情形时，模糊数学、灰色系统、物元分析、层次分析、人工神经网络评价和水标识指数这几种评价方法结论基本一致，水质类别为劣Ⅴ类时，标识指数法能评价水体黑臭。
考虑到浑河沈阳段河流已经摆脱水体黑臭现象、河流水体质量变化的连续性和水质标准确定上具有模糊性，本文采用模糊综合评判法对浑河沈阳段进行综合水质评价，在合理选择评价指标的基础上可以全面地反映各指标对评价结果的综合作用，客观地反映河水的污染状况，进而对污染源进行解析，支持环境管理和规划。
1研究区概况1.1研究区范围及气候水文条件研究区为浑河沈阳段。
浑河在沈阳市境内河长172.6km，流域面积为4572km2，接纳沈阳市市里、辽中县和新民市的工农业废水、城镇生活污水；地处北温带，温湿和半温湿的大陆性气候。
平均降水量为622.5mm，浑河发源于清原县长白山支脉的滚马岭，在沈阳市东陵区晓仁镜村入境，在辽中上顶子村出境，是沈阳市境内的1条主要河流，包括18条一级支流。
人教高中地理选修6《第二章 环境污染与防治 第一节 水污染及其成因》_70
第一节水污染及其成因学习目标] 1.联系物理、化学、生物等学科知识，结合实际，理解天然水体的自净能力。
2.理解水污染产生的原因、危害以及防治措施。
一、天然水的自净作用1．环境的自净能力：环境对外来物质具有一定的①消纳、②同化能力，这就是环境的自净能力。
2．天然水体净化作用机理：主要包括③物理净化、④化学净化、⑤生物净化等。
3．不同类型水体自净能力的强弱：⑥河流水＞⑦湖泊水＞⑧地下水。
4．掌握不同水体自净规律的意义：掌握不同水体自净规律，充分利用水体的⑨自净能力，就能以最经济的方法控制和治理水污染。
5．水污染的定义：在一定的时间、空间范围内，如果污染物大量排入天然水体，并超过其⑩自净能力，就会改变水和底泥的⑪理化性质，改变水中生物群落组成，造成⑫水质恶化、水体利用价值降低甚至丧失的现象，称为水污染。
1．为什么河流的自净能力比湖泊强？答案河流水流动性强，更新速度快，污染物进入河流后稀释快。
流动的河水中含有的溶解氧多，污染物被氧化快。
相比河流，湖泊水流动性弱，更新速度慢，污染物稀释慢。
阅读材料，回答问题。
截至2015年3月底，山东省控河流断面中，还有15个水质劣于五类，占总数的14.0%，比去年同期减少了7个；劣五类断面主要集中在小清河、海河、半岛流域的东营、滨州、青岛等市。
从水质状况看，今年第一季度，省控重点河流化学需氧量和氨氮平均浓度分别为29.4mg/L和1.73mg/L，同比分别上升19.3%和18.3%。
(1)水污染是怎样产生的？(2)影响水体自净能力的因素有哪些？(3)水体的自净能力与水污染有什么样的关系？(4)为什么废水特别是工业废水对海洋的污染程度要远远轻于对河流和湖泊的污染程度？答案(1)在一定时间、空间范围内，如果污染物排入天然水体的数量超过其自净能力，就会产生水体污染现象。
(2)水体的自净能力大小一是取决于水量；二是取决于水的流速或水体的更新速度。
同样数量的污染物排入水体后，水体的水量越大、流动性越强，水体的自净能力越强。
环境学概论 第三章水体环境解读
3.水资源的特性（与其它自然资源相比）
A B C D 资源的循环性 储量的有限性 分布的不均衡性 利用的多用性
E
利害的两重性(图)
5
4.地球上局部存在水荒的原因
A B C 淡水在地球上的分布极不平衡 城市、工业区高度集中，耗水量大。 水污染严重，“水质型缺水” 突出。(图A) (图B)
二.天然水的水质 1.天然水化学成份的形成 2.天然水的化学组成 3.各种类型的天然水质 4.天然水体的自净作用
*放射性类
来源：核武器试验；原子能工业排放或泄漏 。 危害：主要通过α、β、γ等射线损害人体组织，并可在人
体内蓄积，促成贫血、白血球增生、恶性肿瘤等病
症，严重的可导致生命危险。
19
第二节
污染物在水体中的扩散
一. 污染物在水体中的运动特征
1.推流迁移：指污染物在水流作用下产生的迁移作用 此过程中污染物质总量不变，浓度也不变 2.分散作用：包含分子扩散、湍流扩散和弥散三个方面。 此过程中污染物质总量不变，但浓度减小 3.污染物的衰减和转化 进入水环境中的污染物可以分为两大类： 保守物质和非保守物质 此过程中污染物质总量与浓度均发生变化
1.有机物生物化学分解 ①水解反应：指复杂的有机物分子与水电离出的H＋或OH－
结合生成较简单化合物的反应。
②氧化反应：包括脱氢作用和脱羧作用两类 2.耗氧有机物的生物降解
代表性有机物：碳水化合物；脂肪和油类；蛋白质 (1)碳水化合物
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(2)脂肪和油类
(3)蛋白质
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需氧有机物降解的共同规律是：首先在细胞体外发生水解， 然后在细胞内部继续水解和氧化。降解的后期产物都是生成各 种有机酸，在有氧条件下，可以继续分解，其最终产物是CO2、 H2O及NO3－等；在缺氧条件下则进行反硝化、酸性发酵等过程， 其最终产物除CO2、H2O外，还有NH3、有机酸、醇等。 2.耗氧有机物降解与溶解氧的平衡 在污染河流中耗氧作用和复氧作用影响着水中溶解氧的含量 耗氧作用：指有机物分解和有机体呼吸时耗氧，使水中溶解
研究生毕业设计选题
研究生毕业设计选题1. 煤矿塌陷区水污染源解析研究塌陷区小水系水污染源解析是一个新的研究领域，利用水环境污染源解析的方法对于确定采煤塌陷区小水系污染源及其污染途径、防治塌陷区水污染具有重要的意义。
结合国内外水环境污染源解析研究与应用的进展，综合应用水环境不同类型污染物源解析的主要理论方法和应用模型，利用多元统计模型、或化学质量平衡法等，识别潘谢矿区塌陷区小水系污染物及其来源的因果对应关系，以提出减少和控制塌陷区小水系污染物输入的途径和措施。
在综合应用水环境污染源解析的主要理论方法和应用模型的基础上，提出针对塌陷区小水系水环境中不同类型污染物的污染源解析方法，本方法应用对于其它塌陷区小水系污染源解析具有指导意义，并可为塌陷区小水系水污染控制与综合管理提供科学依据。
（1）在综合分析现场相关因素的基础上，进行潘谢矿区塌陷区小水系污染物源解析布点；（2）系统地监测分析潘谢矿区塌陷区水体各种污染物的浓度水平，分析其分布特点和来源；（3）通过野外监测研究潘谢矿区塌陷区水体各种污染物的主要途径；（4）综合应用水环境不同类型污染物源解析的主要理论方法和应用模型，利用多元统计模型、或化学质量平衡法等，识别塌陷区小水系污染物及其来源的因果对应关系（5）提出减少和控制潘谢矿区塌陷区小水系污染物输入的途径和措施。
2.潘谢矿区塌陷水域水质改善原位生态治理单元技术研究（1）针对潘谢矿区塌陷区水域水质特征以及污染特征，结合农业面源污染的“汇”，分别研究潘谢矿区不同塌陷汇水区域水动力条件、沉陷水域不同的水深与容积条件（2）分析研究塌陷区水域水质改善治理技术途径，分析研究塌陷水域水生态环境特性，水环境承载能力（3）开发研究塌陷水域污染源原位生态治理的单元技术以及塌陷区水域营养物生态拦截技术，提出潘谢矿区塌陷区水污染防治措施。
（4）分析研究并查清潘谢矿区塌陷区水资源现状，在大量实测数据并结合收集资料的基础上，进行潘谢矿区水资源及其开发利用评价，分析研究潘谢矿区水资源开发利用潜力，找出水质变化的主导因素，分析研究塌陷水域综合利用模式，分析研究潘谢矿区塌陷区水资源在淮南市社会经济发展，防洪减灾、生态环境建设等方面的协调性和重要性。
水环境中污染物同位素溯源的进展分析
水环境中污染物同位素溯源的进展分析摘要：在当前流域水污染治理中面临着的难题之一是辨识水环境中污染物的来源，如为弄清某污水厂因超标污水排入导致的出水水质不稳定或超标，需查明污水来源，常规的方法往往难以达到目的，为了解决这一问题，就需要利用同位素示踪技术追踪并解决污染物的来源，使得在解决污染问题时能够实施具有针对性的具体方案。
本文主要综述了同位素溯源技术在水环境污染物源解析中的实际应用情况，以供实践参考。
关键词：水环境；污染物；同位素溯水环境污染物源解析实际上就是对水体中污染物以及污染物的来源进行有效识别，并以此作为依据提出具有针对性的措施，从而减少和控制流域污染，这是流域水安全管理中非常重要的一项工作内容。
一、溯源技术的发展水环境中污染物的溯源技术在发展过程中有着非常重要的几个阶段，分别为水化学方法分析溯源、同位素分析溯源、同位素与其他技术结合分析溯源等。
最开始对水环境污染物进行溯源时所用的方法主要是水化学参数统计法[1]。
水化学方法的应用主要是在上世纪六十年代之前，主要的作用就是通过收集和分析水化学参数，对水环境中污染物的来源进行识别，并且对水环境中污染物的迁移过程进行追踪。
在使用水化学方法时，水体基本化学指标和其中各种物质含量信息是这种方法应用的基础，并以此对水体的水化学特征进行确定，这样在研究过程中就能够通过各个指标之间的相关性对区域水化学过程进行全面、深入的了解。
对水环境污染物溯源时，应用水化学参数统计分析法是一种相对成熟并且应用比较普遍的，不过这一方法的局限性也非常明显，比如，很难对比较复杂污染物来源进行准确判断，并且结论含糊不清；水化学参数缺乏稳定性，使用场合需要是特定的，适用范围有限；这一方法在使用时，贡献较大的污染源能被发现，但是并不能将贡献大小具体的给出，在防治水体污染工作中缺少实际的指导价值。
同位素技术是在上世纪六十年代后逐渐兴起的一种水环境污染物溯源的方法的，应用前景非常广泛。
河流、湖泊污染源识别与控制措施
综合治理实践案例
某河流综合治理工程
采用机械清淤、化学沉淀、人工湿地等多种技术对某河流进行综 合治理，有效改善了河流水质。
某湖泊富营养化治理项目
通过控制外源污染、实施生物治理技术等措施，成功降低了某湖泊 的富营养化水平。
某城市黑臭水体治理案例
综合运用物理、化学、生物治理技术，对城市黑臭水体进行治理， 恢复了水体的生态功能。
多元共治模式
政府、企业和社会公众等多方力量将共同参与河流、湖泊污染治理，形成多元共治模式，推动治理体系 和治理能力现代化。
技术创新方向
新型监测技术
研发高灵敏度、高稳定性的新型监测技术，实现对微量污染物的快 速识别和定量检测，提高污染源识别的准确性和全面性。
智能化控制技术
发展智能化控制技术，如自适应控制、优化控制等，实现对污染源 的精准控制和治理，提高治理效率和效果。
消毒处理
采用氯气、臭氧等消毒剂对水体进行消毒 处理，杀灭水中的病原微生物。
生物治理技术
人工湿地
构建人工湿地生态系统， 利用植物、微生物的吸附 、降解作用净化水体。
生物膜法
在载体上培养生物膜，利 用生物膜对污染物的吸附 、降解作用净化水体。
水生植物修复
种植具有净化功能的水生 植物，吸收、降解水体中 的污染物。
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THANKS
国际标准对接
推动国内河流、湖泊污染治理标准与国际标准对接，提高 我国在国际水环境治理领域的话语权和影响力。
面临的挑战与机遇
• 污染源复杂性：随着工业化和城市化的快速发展，河流、湖泊污染源日 益复杂多样，对污染源识别和控制提出了更高的要求和挑战。
• 技术创新需求：当前河流、湖泊污染治理技术仍存在一定局限性和不足 ，需要不断加强技术创新和研发力度，推动技术升级和更新换代。
地表水环境中PAHs源解析的方法比较及应用
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水污染及其成因
四、水污染及其成因（一）地理环境的自净能力（以天然水的自净作用为例）1 •概念：指环境对外来物质具有一定的消纳、同化能力2•作用：人类自古以来，就把废弃物排放到自然环境中，但是并未对环境造成明显的危害。
3•自净过程中的几种机理（以天然水为例）污染物进入天然水体后，可以被一系列的物理、化学和生物过程所净化。
4•不同水体的自净规律一一流动性强的河流比湖泊和地下水的净化能力强。
5.自净作用的意义：掌握不同水体的自净规律，充分利用水体的自净能力，指导人类的活动。
例如，合理安排生产布局，减少人工处理污染物的费用等。
以最经济的方法控制和治理水污染。
（二）水污染1 •概念：在一定的时间、空间范围内，如果污染物大量排入天然水体，并超过其自净能力，就会改变水和底泥的理化性质，改变水中生物群落组成,造成水质恶化、水体利用价值降低甚至丧失的现象，称为水污染。
2 •水体富营养化——淡水水体污染的主要问题之一⑴污染物：植物营养素氮、磷等⑵形成条件：较为封闭的海湾、湖泊等水体中，由于水体的流动性差，自净能力弱,一方面污染物易于积累，另一方面静水利于水生植物的繁殖，从而使水体生物群落急剧变化，水体生态系统则失去平衡，并造成严重的危害。
⑷富营养化的水体中，导致鱼类死亡原因分析：①藻类有毒，鱼可能中毒身亡；②表层水体的溶解氧达到过饱和状态，分压增高，会影响鱼体循环系统中溶解气体从血液中逸出而形成气栓，阻碍血液流通而死亡；③水体下层处于缺氧状态，鱼窒息死亡。
⑸湖泊演变成沼泽原理［经典例题4］阅读下列图文资料，回答问题：y-4 斥州河瀏井滝域示总惘I 一屛解*UtXH 2”五日空化寒孰童4曲册)3,挥慢性酚横贯在上海中部的苏州河，西源太湖，东接黄浦江。
苏州河附近分布着机械、锻造、纺织、造纸、印染、蓄电池、电镀、搪瓷等百余家大小工厂，码头连绵不断，舟揖林立，这里早已成为工业品和农副产品的集散地带。
然而随着上海的工业化和城市化，苏州河河床变浅了，河道变狭窄了。
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水环境中污染物的源解析方法及其应用
随着研究的深入，近年来，不断有人提出一些新的解析方法。
由于污染物自身性质和各地区环境条件差异的影响，使这些定量方法在实际应用中表现出不同程度的局限性。
因此，水环境中污染物源解析是当前污染源解析领域的难点之一。
文章主要就水环境中污染物的源解析方法及其应用作了具体的分析，以供参考。
标签：水环境；污染物；源解析方法；应用
引言
目前，水环境中污染源解析的研究中，受体模型主要包括定性和定量两类。
定性方法直接利用污染物的化学性质或某些化学参数来辨析污染源，如比值法等；定量方法则利用数学分析手段进行源解析，如化学质量平衡法，多元统计法、混合方法等，其中化学质量平衡法、多元统计法的研究历史较长，方法相对成熟。
1、水环境污染物源解析方法及其应用
1.1 化学质量平衡法
化学质量平衡法是应用最为广泛的受体模型，是Miller等和Winchester等独立提出来的。
美国环保局（USEPA）推荐使用CMB模型，并开发出了相应的应用软件包。
通过CMB模型的实际应用，发现这种方法在具有很多优点的同时也存在一些不足。
优点体现在：①对一个受体样品的分析就可以得到结果，可以避免大量的样品采集所带来的时间和资金等方面的压力；②能够检测出是否遗漏了某重要污染源，并可以对其他方法的适用性进行检验。
当然，CMB模型也有它的局限性，主要体现在：①同一类排放源排放成分是有差别的，同一排放源在不同时间排放物质也不同，而CMB模型没有加以区别；②CMB模型假设从排放源到受体之间，排放的物质组成没有发生变化，而实际上某些物质并不满足该条件；③不能得到每一个污染源对受体中每一种污染物的贡献率，只能得到每一个污染源对受体中污染物总体的综合贡献率。
1.2 多元方法
多元方法的基本思路是利用观测信息中物质间的相互关系来产生源成分谱或产生暗示重要排放源类型的因子，主要包括因子分析法及其相关技术（主要包括主成分分析）、多元线性回归法等。
多元方法具有以下优点：①不用事先假设排放源的数目和类型，排放源的判定相对比较客观；②能够解决次生或易变化物质的来源，能利用除浓度以外的一
些参数；③研究者只需对排放源组成有大致的了解，并不需要准确的源成分谱数据。
这种方法也具有一定的局限性：①该法不是对具体数值进行分析而是对偏差进行处理，如果某重要排放源比较恒定，而其他非重要源具有较大的排放强度变异，可能会忽略恒定且排放强度较大的排放源；②气象学因素的变化影响较大，为了得到准确结果，需要采集足够多数量的样品；③在实际中一般可以鉴别出5～8个因子，如果重要排放源类型大于l0，这种方法不能提供较好的结果。
1.3 混合方法
随着各种单一方法的逐步成熟，混合方法已经成为必然趋势，混合方式也趋于多元化。
1982年，USEPA设计了一组数据提供给不同的研究人员，并通过结果对各种受体模型的优劣进行比较。
结果表明，对于排放源数目少的體系，FA、MLR很成功，而对于排放源数目较多的体系，CMB具有明显优势。
多元分析适宜于鉴别排放源的类型和数目，而CMB适用于检验多元分析的结果，将这两种技术共同使用能够取长补短，发挥更好的作用。
多元统计方法与CMB的结合主要体现在FA/CMB方法的应用上。
FA充当定性分析的角色，客观地鉴别出排放源的数量和类型；CMB模型进行定量计算，多元统计可以对CMB模型进行补充，以检验是否存在未知源或数据是否存在错误。
FA/CMB 已经用于大气、沉积物等环境介质的研究。
FA法作为一种多元统计方法，特点是通过减少变量数目，使问题得以简化，但不能得到各类排放源的绝对贡献值，还需要再进行回归分析，所以该方法需要与其他方法结合使用。
用FA/PCA选择P个相互独立的变量分别代表P个源，以FA/PCA 得分为变量进行回归，求出这几个排放源对受体的贡献值。
Kleinman 等首先把FA/MLR用于大气颗粒物的研究，后经过Morandi等的发展逐渐趋于成熟。
APCS/MLR是由Thurston等PCA/MLR发展而来，根据主成分得分求得APCS （absolutepr incipalcom ponent scores），继而进行多元线性回归。
FA/，M LR （PCA/MLR、APCS/MLR ）是应用最多的混合方法，在水环境和沉积物研究上使用已经相当广泛，涉及的污染物包括重金属元素和有机污染物。
用FA/MLR 对土耳其DilDeresi河水体中重金属源解析的结果表明，涂料工业、污水、地质和交通道路径流等4种污染源的贡献率达到83%。
PFA和多元线性回归分析对北京市通州区河流中的PAHs源解析，结果表明，燃煤源、焦炉源、柴油源和汽油燃烧源PAHs贡献率均较高。
综合运用PFA和多元回归分析方法，发现珠江三角洲水体沉积物中的PAHs主要来源于石油排放、煤和木柴等低温燃烧排放、机动车尾气排放和生物成因，其相对贡献率分别为36%、27%、25%和12%。
用FA/MLR对塞纳河河口湾的居民和工业区水体来自大气沉降的PAHs的来源进行定量化的研究，得出冬天在居民区家庭取暖占85%，夏天工业区工业排放25%。
混合方法是比单一方法更有效的方式，Walker等采用复合源识别技术对美国高度工业化伊丽莎白河河口区沉积物中的PAH的来源进行了研究，认为旧的木材处理设备大规模杂酚油释放是河口湾PAH的主要来源。
2、结束语
总之，虽然我国在水环境污染物源解析方面作了一些工作，但与外国相比研究还比较薄弱。
尤其是水环境介质污染物源解析的研究起步较晚，许多方面需要借鉴大气颗粒物的研究经验，这给水环境工作研究者带来了困难，同时也带来了机遇和挑战。
参考文献：
[1]苏丹，唐大元，刘兰岚，王鑫.水环境污染源解析研究进展[J].生态环境学报. 2016（02）.
[2]郭芬，张远.水环境中PAHs源解析研究方法比较[J].环境监测管理与技术. 2014（05）.
[3]方璇，耿长君，徐友海，吕继萍.污染物的源解析技术研究进展[J].化工科技. 2015（03）.。