污水污染源追踪技术

㈠ 常用的污水处理技术有哪些

下面小编来介绍一下污水处理厂主要设备的技术是什么。
由于不同的设备在污水处理过程回中担负着不同的任务，故答不同的污水处理设备的运行特点也是不同的。
1、离心脱水机在运行时的生产压力较大、附属设备较多、自动化程度较高、受到各种影响因素较多，并且价格贵、维修较难。
2、提升泵长期在水下运行，但运行时的工况条件较差且监控手段方法也较少。
3、转刷的数量比较多，如果运行时发生故障，将会对水质产生比较大的影响，另外，转刷安装时需要露天进行，故对密封性的要求就较高。
4、搅拌器长期在水下运行，所拥有的工况条件比较差。

㈡ 我国水污染情况及监测方法简述

(1) 污染源烟尘（粉尘）在线监测仪 用于在线监测污染源烟尘、工艺粉尘排放量（浓度或总量），包括测量相关参数：流量、O2、含湿量、温度等，是实现污染源排放总量监测的必备监测仪器。 (2) 烟气SO2、NOx在线监测仪 用于在线监测烟气中SO2、NOx含量，通过流量测量，实现总量监测。 (3) 环境空气地面自动监测系统 该系统用于空气质量周报、日报监测，主要监测项目有：SO2、NOx、CO、O3、PM10等。 (4) 酸雨自动采样器 自动采集降水样品，以便测定降水的pH值。 (5) PM10采样器 用于采集环境空气中空气动力学当量直径10μm以下的颗粒物。 (6) 固定和便携式机动车尾气监测仪 用于测定机动车排放尾气中CH、CO等含量。 2、污染源和环境水质监测仪器： (1) 污染源在线监测仪器 污染物排放的总量监测要求浓度与流量同步连续监测，在线测流和比例采样是总量监测的基本技术手段，对于重点污染源还需要配备在线监测仪器。 (2) 流量计 用于规范化的明渠污水排放口流量的在线连续监测仪器。 (3) 自动采样器 用于污染源排放口具有流量比例和时间比例两种方式的在线自动采样装置。 (4) 在线监测仪器 用于工业污染源或污水排放口的在线测分析仪器。监测主要项目有：COD、TOC、UV、NH4+-N、NO3-N、氰化物、挥发酚、矿物油、pH等，应具有自动校正和自动冲洗管路功能。 (5) 环境水质自动监测仪器 用于地表水环境质量指标的在线自动监测仪器。水质自动监测项目分为水质常规五参数和其它项目，水质常规五参数包括温度、pH、溶解氧（DO）、电导率和浊度，其它项目包括高锰酸盐指数、总有机碳（TOC）、总氮（TN）、总磷（TP）及氨氮（NH3-N）。 (6) 总有机碳（TOC）测定仪 总有机碳（TOC）是反应水体有机物含量的指标，可用于污染源或地表水的监测。 3、便携式现场应急监测仪器 便携式现场应急监测仪器，用于突发性环境污染事故监测，其主要特点为小型、便于携带及快速监测。 (1) 便携式分光光度计 用于现场监测的便携式分光光度计，测试组件一般包括氰化物、氨氮、酚类、苯胺类、砷、汞及钡等毒性强的项目。 （2) 小型有毒有害气体监测仪 用于现场有毒有害气体监测的小型便携式仪器，主要监测项目有CO、Cl2、H2S、SO2及可燃气监测等。 (3) 简易快速检测管 用于快速定量或半定量检测水中或空气中有害成分的现场用简易装置，主要监测项目有CO、Cl2、H2S、SO2、可燃气、氨氮、酚、六价铬、氟、硫化物及COD等。 4、电磁辐射和放射性监测仪器 (1) 全向宽带场强仪 用于测量某频率范围内的综合电磁场强。 (2) 频谱仪 用于测量不同频率电磁辐射的场强及谱分布。 (3) 工频场强仪 用于测量50HZ工频电磁场强度。 (4) 大面积屏栅电离室α谱仪 测量环境介质中α放射性核素的浓度。 (5) 全身计数器 用于监测职业工作者或公众的全身污染情况。 (6) 环境辐射剂量率仪 用于监测环境贯穿辐射水平。 四、重点研究的环境监测仪器和环境标准样品 1、环境遥感监测系统。用于监测大范围的环境污染状况与生态环境状况。如监测河上、海上溢油；监测各排污口排污状况；远距离监测污染源烟尘、烟气排放情况以及发生赤潮的面积、程度等。实现环境预报监测。 2、有机污染物自动连续监测系统。 3、光化学烟雾监测系统。 4、有机物环境标准样品（①挥发性卤代烃混合标样，②挥发性芳香烃混合标样，③多环芳烃混合标样，④苯胺类混合标样，⑤酞酸酯类混合标样，⑥有机磷农药混合标样，⑦有机氯农药混合标样，⑧含N、含P的有机农药混合标样，⑨半挥发性有机物混合标样，⑩挥发性有机物混合标样）等。 5、PM2.5采样器。 五、 发展环境监测仪器的政策措施 1、发展环境监测仪器及其设备是实现监测技术现代化，为环境保护和经济可持续发展提供准确信息的重要保证，国家鼓励研制开发和生产国家所需的监测仪器设备。 2、加强对环境监测仪器的开发和生产的宏观引导，加强对环境监测技术、监测仪器发展趋势的调查研究，适时制订环境监测仪器的发展规划和技术政策，明确环境监测的的需求和方向，指导和规范环境监测仪器的发展。 3、加强环境监测仪器的标准化工作。环境监测仪器是环境监测工作的物质基础，为保证环境监测数据的科学、准确、可比，应加强环境监测仪器标准的制订工作。将环境监测仪器标准纳入环境保护标准体系，与环境监测规范、环境分析、检测方法的制订工作统一规划，协调进行。通过制订统一的标准引导环境监测仪器的技术进步。 4、加强对环境监测仪器的监督管理，建立一批具有良好的技术基础和权威性的技术中介机构，对环境监测仪器的技术水平和质量状况进行检测，并向社会公布。对在环境监测中用于执法监测的环境监测专用仪器实行“准入”制度。 5、加强环境监测仪器的技术创新工作，加大对环境保护工作急需的监测技术的科研投入，把环境监测技术的开发列入环境科研重点领域。借助国家各种扶持政策，推进环境监测仪器的产业化和技术升级。 6、促进监测仪器科研与生产结合，鼓励环境监测仪器生产企业、大学和科研机构采取多种方式开展技术合作，加快环境监测技术的成果转化。 7、走引进、消化、吸收和国产化的道路。对我国目前生产技术落后，国外已有先进的成套技术的监测仪器，鼓励引进国外的关键技术，合资生产，再逐步实现国产化。 8、利用市场调控手段，促进环境监测仪器生产企业的重新组合，逐步改变监测仪器生产技术薄弱、投资分散、低水平重复、市场竞争力低的状况，实现适度规模化集约化生产，形成一批监测仪器生产的骨干企业。 9、根据环境监测能力建设规划，制订环境监测工作的相应法规，逐步在一些大中城市建立区域性的环境质量和污染源监测的自动化网络系统。通过组织实施环境监测自动化网络建设的示范工程，带动自动化环境监测网络系统的形成。扩大环境监测仪器设备的市场需求。 附：环境监测仪器分类 附件： 环境监测仪器分类 按使用领域环境监测用主要仪器设备分以下几类： 1、空气质量与污染源废气监测专用仪器： TSP采样器（大、中流量） PM10采样器（大、中流量）* PM2.5采样器** 粗（PM2.5-10）细（PM〈2.5）颗粒物双道采样器 空气颗粒物分级采样器 粉尘采样器 酸雨自动采样器* 气体采样器 气体监测仪（SO2、NOx、CO、O3、HCl、Cl2、CH等） 环境空气地面自动监测系统* 烟尘采样器 烟气采样器 烟尘在线自动监测系统* 烟气SO2在线自动监测系统* 烟气NOx在线自动监测系统* 烟气参数O2、湿度、压力、流速等在线自动监测系统 区域（如机场、交通干线、工业区）及重点污染源（如电厂、冶炼厂、建材厂的烟囱）连续监测系统**汽车尾气监测仪* 光化学烟雾监测系统** 2、环境水质与污水监测专用仪器： 水质采样器 污水采样器 COD测定仪 BOD5测定仪 油份浓度仪 溶解氧测定仪 色度计 浊度计 盐度计 总有机碳（TOC）测定仪* 总氮测定仪 总磷测定仪 氨测定仪 氰化物测定仪 游离氯测定仪 环境水质的自动监测系统* 污水测流和在线连续监测系统* 有机污染物自动连续监测系统** 3、环境污染事故应急监测仪器： 便携式气相色谱仪（带PID检测器，可在野外现场监测大部分有机污染物） 车载式X射线－荧光光谱仪（可用于土壤、固废现场金属污染调查） 车载式GC_MS仪 便携式分光光度计* 有毒有害气体监测器（Cl2、CO、可燃气、CH4、苯系物等）* 报警装置（CO、CH4、Cl2、H2S、汽油泄漏等） 简易快速检测管* 快速BOD测定仪 便携式溶解氧测定仪 流动监测车 4、其它要素监测仪器 噪声监测仪 噪声自动监测系统 振动监测仪 场强仪* 全向宽带场强仪* 宽带电磁场强仪* 工频场强仪* 大面积屏栅电离室α谱仪* 全身计数器* 环境辐射剂量率仪* 生态环境的遥感遥测系统 环保治理设施、监测仪器运行状态监视仪 5、实验室通用分析仪器及其设备 (1) 光学类仪器： 可见分光光度计 紫外分光光度计 荧光分光光度计 火焰光度计 原子吸收分光光度计 原子荧光光度计 等离子发射光谱仪 X－射线荧光光谱仪 (2) 电化学仪器： pH计 离子计 电位计 示波极谱仪 阳极溶出仪 库仑仪 电位滴定仪 电导仪 (3) 色谱类仪器 离

㈢ 如何根据toctod判定污水中主要污染物类别

生活污水污染源包括：
有机物污染物:
主要包含蛋白质，脂肪，糖类。有机污染物约占生活污水60%左右。
无机污染物
主要包含泥沙，煤渣，杂物等。无机污染物约占生活污水40%左右。
细菌污染物
包含：肠道细菌为主。霉菌，酵母菌等。除此以外还有大量寄生卵。

㈣ 地质灾害与地下污染探测

程业勋

（中国地质大学（北京））

“环境”一词起源于18世纪，逐步被广泛引用到自然环境、社会环境、经济环境等。但当代环境科学研究的环境范畴，主要是指人类生存与可持续发展的外部条件。所以《中华人民共和国环境保护法》中明确指出：“本法所指的环境，是指人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。”地球物理学主要研究发生在岩石圈、水圈、大气圈和地球空间的对人类生存和发展有重要影响的环境变化和供给条件。因此，从一定意义上讲，地球物理学从产生的那一天起，就是一门研究人类生存与发展环境的科学。

西方工业化300年，已经消耗地球亿万年的资源储备，而且日益加剧，造成资源紧缺，环境恶化。2007年10月25日联合国环境规划署（UNEP）发布集1400位科学家智慧写成的《全球环境展望》（GE0-4）综合报告指出，自1978年以来的30年，人类消耗地球资源的速度，已将人类自身置于岌岌可危的境地，到目前为止，已经超出地球生态承载能力近三分之一。每年有7.5万人死于自然灾害，全球一半以上城市的环境超出世界卫生组织（WHO）制订的污染标准。

岩石圈（含土壤）、水圈（含地下水）、大气圈和生物圈构成地球物质循环的整体，是人类生存不可或缺的各个组成部分。地下（土壤和岩层）一直是人类处置废弃物和垃圾的场所。包括大气沉降物在内，超过土壤自净（降解）能力的时候，就会构成土壤污染，特别是难以被土壤生物降解的有毒物质，还会随着水的蒸发和大气环流，扩散到全球（称蚱蜢效应）。这就告诉我们，对于难以降解的有毒物质来讲，地球是一个封闭的生态系统，这些有毒的污染物，只能转移而不会消失。即使远离污染源上万千米，生活在北冰洋的伊努特人体内也可以检测到持久性污染物（POP）的存在。

美国上世纪30～40年代，就开始将工业废弃物以及活水、污油注入地下。时隔二三十年后，由于地下地质环境的变迁，有些原来埋在河谷（山谷）地区的这些物质，经历容器的腐蚀、洪水冲刷而扩散、深灌的污水上涌，造成泄漏污染。为进一步防治，在不得已的情况下，找到地球物理方法，探测再次造成的地下污染分布区域。这也是环境地球物理分支学科建立的起始。

1 自然地质灾害的勘察

地球上山地面积占陆地总面积的四分之一，居住人口占总数的10%，道路总里程占30%，是泥石流、滑坡、崩塌等自然灾害主要分布区。我国地处自然地质灾害集中的太平洋环带和地中海至喜马拉雅山带的聚集部位，成为地震和各种地质灾害多发国家之一。据报道，全国共有地质灾害隐患地点22.92万处，威胁着3500万人的安全，财产超万亿元，以及重大工程、城镇和村庄的安全。1965年11月23日发生在云南禄劝县火山泥沟的特大滑坡，总土方量达3.9亿m³，滑体流速高达5～6km，在河中迅速堆积成长1100m，高167m的拦河大坝，形成5万m³蓄水的堰塞湖。不久滑体大坝陷落，迅速淹没5个村庄。1981年7月9日暴雨引发成昆铁路线上利子依达沟发生的泥石流，使400吨重的巨石冲入沟口，将数节火车推入大渡河，迅速堆积成坝，形成回水5km，积水29万m³的堰塞湖。长江三峡链子崖危岩体位于秭归县新滩镇，长江南岸，兵书宝剑峡的出口处，属于西陵峡崩塌隐患区。本区有历史记载的崩塌滑坡造成重大自然环境破坏性灾害的有14次。其中1030年崩塌滑坡体堵塞长江21年，1452年滑坡堵江82年，1985年6月12日凌晨3点45分至4点20分，历时35分的大滑坡，使总计3,000余万立方米的崩塌堆积体整体滑移，高速飞下的土石将位于江岸的新滩镇全部摧毁，在江内激起54m高的巨浪，将对岸上的建筑卷入江中。由于几年前的电磁测深和浅层地震为主查明了滑体的厚度和范围。1977年开始连续监测，及时准确预报，撤离果断，滑区内457户，1,371人，无一人伤亡，仅航运中断12天。这样大规模的滑坡，及时准确预报成功，在国内外是罕见的，被誉为一起世界奇迹。^[1]

我国山地多，滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害的分布区域占国土总面积的65%。随着自然的变迁和人为的致灾作用，各种地质灾害逐年增加。据四川省统计，泥石流致灾的县市：20世纪30年代有14个；50～60年代76个；70年代109个；1981年135个；1990年达200个。70年代以前地面沉降、地面塌陷和海水入侵还是少数地区，近年来由于对地下水的过度开采，至2008年有70多个城市出现地面沉降，总面积达6.4万km²，上海、天津、西安等城市有的降幅达2m，天津塘沽达3.1m；地面塌陷3000多处，总面积300多km²；海水入侵总面积达1000km²。

各种地质灾害的发生都是地质环境变化引发致灾岩体内部结构变异，稳定性受到破坏的结果。因此，自然地质灾害勘察的目的在于查明致灾岩体（土）的地质环境和内部结构，研究致灾岩体的结构变异和稳定状态，圈定致灾岩体范围，评价发生发展趋势。在滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷以及海水入侵等地质灾害勘察中^[2]，应用地球物理勘查主要是查明致灾的地质条件，为防治或预测预报提供依据。

表1 自然地质灾害地球物理勘查的主要任务和可用的技术方法一览表

为了进一步说明地球物理勘查在自然地质灾害防治中的作用，列举三个实例如下。

1.1 滑坡体和滑坡面的勘察

滑坡勘查的主要任务是查明滑坡体的深度和范围，以及滑动面的深度与形态^[3]。

黑海沿岸高加索地区是滑坡发育地区之一。滑坡所处的地形高约为20～25m，滑坡体主要由砂质粘土加碎石构成，下伏泥岩风化壳。选用电阻率法以及浅层地震进行勘察。电阻率测量结果如图1所示。

图1 电阻率与地震划分的滑体与滑床

可划为三层：地表层电阻率ρ₁=13~29Ω_●m，相当于滑体。中间层电阻率ρ₂=2~4Ω_●m，为风化岩，可认为相当于滑动带。最下层电阻率ρ₃=8~12Ω_●m，是未风化的泥岩，为该滑坡的滑床；浅层地震资料解释，可划为上下两层：上层纵波速度V_P=340~360m/s，可认为是滑体和滑动带，下层：V_P=1360~1400m/s，为坚硬的未风化泥岩。在未风化的泥岩顶部用电阻率和地震测量得到的速度跃变界面和电性界面在深度上比较一致（相差1~1.5m），构成的过渡带（弱带）可能形成滑坡的滑动面。

1.2 滑坡的监测与预测研究

山区占地球陆地总面积的四分之一，加上矿山开采构成的人为坡地，滑坡每年造成的经济损失和人员伤亡巨大。对滑坡的监测和预测引起重视^[3]。1985年6月12日凌晨3点45分发生在长江三峡新滩镇大滑坡预报成功。其监测工作中的地质、物探和测量工作是从1962年开始的，基础调查工作完成后，于1977年设置四条视准线，连续观测滑坡堆积体的水平位移。前后监测研究23年。多年来设想主要用地球物理方法预报滑坡的研究也不在少数。其中南乌克兰露天开采铁矿的斜坡滑动研究是以视电阻率（ρ_s）观测和矿山测量联合研究提出的。滑坡地点如图2（a）所示，视电阻率（ρ_s）观测，采用不同供电极距的对称四极装置与水准点矿山测量共同布置在滑动体上。连续观测得到三种极距视电阻率曲线如图2（b）所示，两种极距的视电阻率比值ρ_s^*/ρ_s^o—t曲线；反映地电断面变化非常灵敏。图2中t₁，t₂，t₃时刻视电阻率出现异常，反映t₁时刻斜坡岩石形成微小裂隙；t₃时刻斜坡岩石产生滑落。

图2 倾斜露天矿场滑坡上的动态观测

1.3 海水入侵的勘察

近年来由于地下水的过度开采，造成地下漏斗100多个，面积达15万km²；70多个城市地面沉降达6.4万km²；沿海城市的海水入侵达1000km²以上。莱州湾、辽东半岛历来最为严重。中国科学院地球物理所利用电测在这一地区进行了勘察^[4]。研究了海水入侵与电阻率关系（表2）。根据电阻率分布划出海水入侵平面图（图3）。该区海水入侵可分为入侵严重区（ρ₁=2~17Ω·m）；轻度区（ρ₁=17~30Ω·m）；受入侵影响区（ρ₁=30~100Ω·m）。在王河和朱桥河地区为两个地下漏斗区，地下水位分别为–15m和–10m，这一地区海水入侵面积最大，致使50万亩耕地不能使用地下水灌溉。

表2 海水入侵程度与电阻率关系

图3 山东莱州三河下游海水入侵分布图

2 地下污染物的勘查

近30年来，随着经济和城市人口的迅速增长，废弃污染物的排放量逐年增加：1999年工业废弃物排放量7.8亿吨，2007年达17.6亿吨，增长率15%，截至2009年废弃物积存量已达80亿吨；城市生活垃圾2000年总量为1.4亿吨，2005年为1.95亿吨，2010年将达2.0亿吨^[5]。据调查，全国668座大中城市中2/3被垃圾围城，1/4城市已没有堆放场地。全国有近亿辆汽车在开动，加油站林立。据北京1000多座加油站调查，有1/2存在漏油现象。

所有排放的污染物，无论是气体、液体和固体，最终的归宿都是土壤和水体（地表水和地下水）。截至20世纪末，我国受污染土壤的耕地面积达2000万公顷，约占总耕地面积的1/5，每年因污染导致粮食减产1000万吨。水污染更为突出：“70年代水质变坏，80年代鱼虾绝迹，90年代身心受害”，成为水污染的真实写照。600座大中城市浅层地下水都不同程度地遭受污染，其中一半城市地下水已不能直接饮用。农村已有3.6亿人喝不上符合标准的饮用水。

地下污染，往往不易及时发现，直到危及生产和生活。如吉林工业废渣堆淋滤液渗入地下，导致几十平方千米内1800眼水井被污染而报废。佳木斯140多万吨工业和生活垃圾堆放场，产生的硝酸基荃污染地下水，使6个自来水厂停产。北京天通苑是20世纪60～70年代的垃圾堆放场，停用后掩埋，改建住宅小区，2008年一名绿化工人下井（在三区22楼外）接水管时中毒昏倒井内，另一名下去营救也倒在井内，经查为硫化氢中毒。这就是垃圾堆掩埋产生的“定时炸弹作用”。宋家庄三位地铁工人挖探井（2009年4月28日），3m深时闻到臭味，5m深时感到不适，一人呕吐，医院检查三人为中毒，经查该地20世纪70年代曾是一家农药厂，未作土壤污染处理，毒气在地下土壤中积累。

人的眼力有限，不可能看清地下污染。地球物理勘查就是帮助人们即时了解地下污染存在空间以及迁移状况。美国20世纪40年代开始在几个河谷和山谷填埋工业废弃物，几十年后这些当时认为处置安全的废弃物开始泄漏，到80年代开始，感到非治不可，但时至今日，地下污染物的空间位置及其污染流变范围都不清楚，于是通过地球物理勘查，重新圈定地下污染物的空间位置。

应用地球物理探测方法，对地下污染物的探测和监测，防止污染扩散，保护环境。概括来看，目前主要用在以下几个方面：

（1）用于废物填埋场选址调查^[6]。工业生产废物和人类生活垃圾不仅量大而且成分复杂，有毒有害物质混杂其间，经雨水淋滤产生渗漏液侵入地下污染土壤和地下水水源。因此，选择远离地下水且致密的防渗岩（土）层作为垃圾填埋场地是重要的。主要用电阻率法、瞬变电磁法、探地雷达、折射地震和放射性测井。目的在于查明地下：①基岩面形状；②地表粘土层的结构；③地下水位及含水层分布范围及地下水流向；④基岩结构及构造；⑤地下暗河及河道分布。

（2）一些发达国家常以地球物理监测作为垃圾填埋场和废物堆放场的档案资料。从垃圾填埋（堆放）开始，直至垃圾填埋场终止封场后延续30年进行监测，跟踪监测表明，固体垃圾降解很缓慢，以固体垃圾溶解物总量（TDS）为例，前10年降解1/2，20年时余1/5,30年后余1/10；氯离子、硫酸盐等30年只降解1/10。一旦发现泄漏且有扩散危险，应立即进行处理。所用的探测方法主要是电阻率法和瞬变电磁法。激发极化法也有良好的效果。而我国还没有建立监测制度。

（3）追踪污染源。根据地下环境中水流与污染物迁移模型以及地层渗透率的差异，或者存在地下古河道、断裂、裂隙，使地下水和污染物在地下形成一定的迁移轨迹。在某井位或河边、海岸发现污染可以利用地球物理方法追踪探测出迁移路线，查出污染源所在地，为污染防治提供资料，主要利用电阻率法。

（4）探查垃圾填埋场衬底塑料膜出现漏洞位置。由于受压、承重等原因使衬底塑料出现漏洞，使填埋场的渗漏液外泄。为了修复需要及时找到漏洞位置。主要利用直流电阻率法。

（5）地下废弃物的调查。故旧废弃物和垃圾堆放场填埋多年，现移作他用，为了重新处理，需了解其分布范围和确定深度。主要采用电阻率法、地震雷达法等。

（6）废弃物堆放场对土壤和地下水污染的监测。矿山废弃物、选矿和冶金废弃物，化工厂和药厂等可能成为污染源的堆放场进行监测。主要使用电法、磁法和土壤氡测量方法等。

（7）地下储油罐和输油管泄漏探测。加油站世界林立，仅北京市就有1100多处。美国探测证实上世纪70年代以前建的加油站几乎全部有泄漏。因此，加油站是土壤和地下水的主要污染源之一，对加油站进行常规监测是必要的。常用的探测方法有自然电位、电阻法以及挥发性气体（CH₄）法等。用土壤氡气测量法也有良好效果。我国也做了试验监测工作。

（8）深埋废液处理场的监测。随着区域地质结构变化和地下水位变化，废液可能发生迁移和外溢，所以监测是必要的。一般用自然电位法圈定二次污染范围。

（9）核电厂对核废物处置场有深埋和浅埋两种，其选址要求和方法各不相同。浅埋与垃圾场选址类似。深埋选址是永久性的，要进行深部选择勘查。选址是极为慎重的地质勘查工作。深埋选址一般要选择区域地层稳定，没有裂缝断层、渗透系数极小的岩层。主要使用深部探测的重力、磁法和电磁法以及地震方法。

现举两个应用实例如下。

2.1 保定韩村地下垃圾填埋场勘查

保定韩村垃圾堆放场，占地200m×200m，后来加盖1.5m原土层，掩埋了垃圾堆多年，成为平地。四周已有建筑。急需查明地下垃圾堆的污染区域，以利整治（杨进，刘兆平等，2006）^[7]。

为了取得好的效果，探测工作以高密度电阻率法和探地雷达为主。用了5种探测方法，测线以东西方向3条，南北方向4条，均匀分布，每条测线长度为200m。

2.1.1 高密度电阻率法

沿测区7条测线:4条南北向(HCH.1.4.7.10)，3条东西向(HCH.11.12.13)进行剖面测量。使用电极64，点距3m。根据北京市北神树等3个垃圾填埋场渗沥液的实测电阻率资料，对比本区土壤的电性特征，每个剖面图可划分出4个电性层。其对比数值列于表3。可见视电阻率小于15Ω·m的区域为垃圾及其污染区。本区掩埋的故垃圾堆及其形成的污染区分带图如图4所示。

表3 工作区污染带异常划分表

2.1.2 探地雷达法

共测6条剖面，南北向4条，东西向2条，与高密度电阻率法同步进行。使用SIR-3000仪器，100MHz天线。探测深度10～15m。剖面图电磁波信号分区明显。根据本测区电性特征，进行对比。可以认为视电阻率1～10Ω·m，相对应的介电常数均为5~100；电磁波传播速度均在0.047~0.13m/ns。为此得到本测区垃圾污染区埋深在2.5~3.5m以下，如图5所示，为资料解释结果。

对已掩埋多年的韩村地下垃圾场探测后根据异常区，用洛阳铲和挖掘的方法进行了验证，证明在深1.5m以下见到垃圾，说明探测结果是可靠的。

图4 韩村测区HCH.1.4.7.10线剖面污染异常分带图

图5 韩村测区HCH.1.4.7.10线雷达资料解释

2.2 安家楼第三加油站漏污染探查

北京市朝阳区安家楼住总第三加油站，1995年春发现泄漏，致使位于东南的自来水厂部分停产。7月某物探与化探研究所以氧化还原电位法、磁化率以及气烃（CH₄和C₂H₄）测量方法，同时进行了面积勘查。由于周围都是道路和建筑，测线基本上沿马路两侧以及住总三公司停车场院内，宝马汽车维修中心院内空旷地区布置。

氧化还原电位，设备轻便，在人行杂乱的市区工作方便。其测量结果的等值图（5mV间隔）列于图6。由图可见，地下漏油的展布与该地区的地下水流方向一致（南偏东方向）。

土壤磁化率方法，土壤气烃方法测量获得的油污染展布与氧化还原电位测量结果非常吻合，展布方向的趋势也基本一致。

轻烃（CH₄）和重烃（C₂H₄）是直接抽取土壤中CH₄（甲烷）和C₂H₆（乙烷）测量的结果，其平面等值图与氧化还原电位也完全一致。

经过加油站核实，先后泄漏柴油78吨。开挖对污染土壤进行清理、更换。证明柴油逐步漏入地下包气带和潜水层，其地下分布于探测结果完全相符。

图6 北京朝阳某加油站漏油污染氧化还原电位等值图

美国杨百翰大学用探地雷达在亚利桑那州的Tuba城探测汽油罐漏油污染土壤和地下水。首先用探地雷达圈出漏油污染区，其次是钻孔取样分析油的含量，监测孔确定地下水位和流向，第三步是将雷达探测结果与钻孔土样、水分析结果进行对比，最终确定漏油引起的污染范围和深度。研究认为，由于油污一部分出现在潜水面之上，另一部分流入浅水面下方的饱水带，使电磁波反射变得模糊不清。所以，图7中雷达信号反射增强部分对应于漏油处。探地雷达用的80MHz天线频率。

图7 石油罐泄漏区上的探地雷达记录（中心频率80MHz）

主要参考文献

[1]陆业海.新滩滑坡征兆期及成功的监测预报[J].水土保持通报，1985，(5):1～8.

[2]郭建强.地质灾害勘查地球物理技术手册[M].北京：地质出版社，2003.

[3]程业勋，杨进.环境地球物理学概论[M].北京：地质出版社，2005.

[4]蒋宏耀，程业勋.环境与地球物理，地球物理科普文选（第三集）[M].北京：地震出版社，1997.

[5]中国环境科学学会.2008—2009环境科学技术学科发展报告[M].北京：中国科学技术出版社，2009.

[6]余调梅，朱百里编译.废弃物填埋场设计[M].上海：同济大学出版社，1999.

[7]刘兆平.地球物理方法在垃圾填埋场的应用研究[D].北京：中国地质大学（北京），2010.

㈤ 用物理方法如何测检测水质

关于水质物理性质的检测

1、水温
可用温度计来测定，最普遍的温度计有水银温度计，在一些特殊的场合如深层水的温度测定也可以选用颠倒温度计，颠倒温度计一般装在采水器上，由主温表和副温表组成，主温表观测水温，副温表观测气温，已校正因环境温度改变而引起的主温表读数的变化，测试时随采水器伸入预定深度，放置5～7min，提出、读数。
2、浊度
所谓浊度是指水的混浊程度。水的浊度是由于水中含有泥沙、粘土、有机物、浮游生物、微生物等悬浮物质引起的。水中所含的杂质中，除呈溶解状态的分子、离子和其他粒子外，其它全部物质都是使水呈混浊的原因，混浊度是水样对光线散射和吸收所产生的一种光学现象。饮用水的浊度不仅影响水的外观，更重要的是产生混浊的物质中容易隐藏病原微生物，因此，饮用水的水质对浊度有严格要求（≤30，特殊情况≤50）。
某些工业用水也不能太混浊，如冷却水浊度太高易堵塞冷凝器和管道。地面水浊度太高，有些是由于泥沙造成的，如黄河水浊度可达几十克/升，通常称之为高浊度水。但有的也可能是由工业污染造成的。因此，在选择给水水源时必须测浊度。
浊度的测定方法有以下几种：
目视比浊法：将水样与硅藻土（或白陶土）制成的浊度标准也进行比较。
定义1mg一定粒度（＜150目）的硅藻土在1升蒸馏水中所形成的混浊度为10，配成一系列的标准来对比。
分光光度法：将硫酸肼与六次甲基四胺聚合物形成白色的高分子聚合物，以此作为参比浊度液，用3cm比色皿在660nm处测吸光度，配成标准系列并与水样进行比较。
浊度仪法：浊度仪是通过测量水样对一定波长光的透射或散射强度而实现浊度测定的专用仪器，有透射光式浊度仪、散射光式浊度仪和透射光—散射光式浊度仪。
3、色度
水的色度往往是由于水中融入的各种腐殖质、各种有机物及无机杂质所引起的，另外，工业污水也可引起水的色度。水色分为真色和表色。简单说表色是可以去除的，是由于水中悬浮物质引起的，真色则是溶解性物质引起的，水样的色度是指真色，即去除了悬浮物质后水显的颜色。无论是饮用水还是工业用水都不希望有颜色，因此，色度是衡量水质好外的重要指标。
A、铂钴比色法：用氯铂酸钾和氯化钴的混合液作为标准溶液，规定1升蒸馏水中1mg氯铂酸离子形式存在的铂和0.5mg钴离子所形成的颜色为10。测量时用目视比色法。若水样混浊，可放置澄清或离心澄清后目视比色，
但不能用滤纸过滤。该法适用于较清洁地面水及地下水（带黄色调），不适用于污染严重的工业污水。
B、稀释倍数法：该方法适用于受污染的地面水和工业污水颜色测定。取一定量的污水样品置于100mL或50mL比色管中，用蒸馏水反复稀释到刚好看不到颜色为止（和蒸馏水一样颜色），稀释水的倍数为水样的色度，单位为倍。
4、臭味
臭味是检验源水和处理水中水质必测项目之一，可追踪污染源和判断水处理效果。臭味来源于生活污水和工业污水中的污染物、天然物质的分解或微生物的活动。无臭无味的水虽然不能保证不含污染物，但有利于使用者对水质的信任，也是人类对水的美学评价的感官指标。其主要测定方法有定性描述法和阈值法。
5、残渣
水中的残渣分为，总残渣、可滤残渣和不可滤残渣三种。它们是表征水中溶解性物质和不溶解性物质含量的指标。
总残渣：总残渣是水或污水样在一定的温度下蒸发、烘干后剩余的物质，包括不可滤残渣和可滤滤残渣。
可滤残渣（含盐量）：可滤残渣量是指将过滤后的水样放在称至恒重的蒸发皿内蒸干，再在一定温度下恒重所增加的重量。
不可滤残渣[悬浮物（SS）]：将经过滤后留在滤纸上的物质，在103～105℃烘箱内烘至恒重。
6、电导率
电导率是常用于推测水中各种离子总浓度或含盐量的一个指标。常用微西门子/厘米（S/cm）作单位。水的纯度不同，其电导率值也不相同。电导率是监测水体被无机盐污染情况的水质指标之一。
7、浊度
浊度（turbidity）是由于水中含有泥沙、粘土、有机物、无机物、生物、微生物的悬浮体造成的。浊度的测定方法主要有分光光度法（适用于高浊度水）、浊度计测定法（利用浑浊液对光的散射原理而制成）和目视比色法（适用于低浊度水）等，同时可以查看中国污水处理工程网更多关于污水检测的技术文档。

㈥ 污水处理的6个基本步骤

步骤：

1、废水首先经过格栅、筛网后流至絮凝沉淀池,为了使处理效果好,在絮凝沉淀池中加入混凝剂,使废水中悬浮物治理效果更好,混凝加药也起到调节废水的作用.絮凝沉淀后的废水流入预曝气调节池中。

2、曝气调节池中通入空气,起到预曝气调节的作用.调节均匀的废水用泵提升到一级浮动填料生化池中。

3、生化池中安装充氧效率很高的曝气头,并装入浮动填料,实践证明该项技术对COD和BOD有较高的去除效率.一级浮动填料生化池中废水自流入二级浮动填料生化池,二池采用方法相同。

4、二级浮动填料生化池水自流入斜板沉淀池中.池中加入聚丙烯蜂窝斜管,可大大提高沉降效率,另外水力负荷高,停留时间短,占地面积小。

5、混凝沉淀池与斜板沉淀池沉淀污泥排入污泥浓缩池中,然后经污泥脱水机械脱水。

6、斜板沉淀池排出的水流入清水池中,经检测后外排。

(6)污水污染源追踪技术扩展阅读：

处理方法：

1、按作用分：污水处理按照其作用可分为物理法、生物法和化学法三种。

（1）物理法：主要利用物理作用分离污水中的非溶解性物质，在处理过程中不改变化学性质。常用的有重力分离、离心分离、反渗透、气浮等。物理法处理构筑物较简单、经济，用于村镇水体容量大、自净能力强、污水处理程度要求不高的情况。

（2）生物法：利用微生物的新陈代谢功能，将污水中呈溶解或胶体状态的有机物分解氧化为稳定的无机物质，使污水得到净化。常用的有活性污泥法和生物膜法。生物法处理程度比物理法要高。

（3）化学法：是利用化学反应作用来处理或回收污水的溶解物质或胶体物质的方法，多用于工业废水。常用的有混凝法、中和法、氧化还原法、离子交换法等。化学处理法处理效果好、费用高，多用作生化处理后的出水，作进一步的处理，提高出水水质。

2、按处理程度分：污水处理按照处理程度来分可分为一级处理、二级处理和三级处理。

（1）一级处理主要是去除污水中呈悬浮状态的固体物质，常用物理法。

（2）二级处理的主要任务是大幅度去除污水中呈胶体和溶解状态的有机物，BOD去除率为80%～90%。

（3）三级处理的目的是进一步去除某种特殊的污染物质，如除氟、除磷等，属于深度处理，常用化学法。

㈦ GPS在环保行业有什么应用

GIS技术在环境保护中的应用

随着我国环境信息化的快速发展和计算机新技术在环境保护领域的广泛应用，环境信息系统在环境保护管理和决策工作中发挥着越来越重要的作用。而地理信息系统技术的出现为环境保护工作迈向信息化、现代化提供了技术支持。

目前，全国27个省级环保局及一百多个城市环保部门都已购置了ESRI公司的ARCGIS、ARCVIEW地理信息系统平台软件和相应的硬件设施，大部分省市已经建立环境基础数据库，在GIS平台上开发了城市环境地理信息系统、重点流域水资源管理、环境污染应急预警预报系统等，取得了显著的成效。

2.1应用GIS制作环境专题图

环境制图是环境科学研究的基本工具和手段。与传统的、周期长、更新慢的手工制图方式相比，利用GIS建立起地图数据库，可以达到一次投入、多次产出的效果。它不仅可以用户输出全要素地形图，而且可以根据用户需要分层输出各种专题图，如污染源分布图、大气质量功能区划图等等。GIS的制图方法比传统的人工绘图方法要灵活得多，在基础电子地图上，通过加入相关的专题数据就可迅速制作出各种高质量的环境专题地图。可以根据实际需要从符号和颜色库中选择图件，使之更好地突出专题效果和特性。

2.2应用GIS建立各种环境地理信息系统

各级环保部门在日常管理业务中，需要采集和处理大量的、种类繁多的环境信息。而这些环境信息85%以上与空间位置有关。GIS的强大功能之一是它的空间数据的采集、编辑、处理功能和对空间数据的管理能力。使用GIS，可以建立各种环境空间数据库。例如：污染源空间信息数据库（包括工业、农业、交通等污染源数量、属性和污染源发生的地域范围）、环境质量信息数据库（包括空气、水、噪声等），GIS能够把各种环境信息与其地理位置结合起来进行综合分析与管理，以实现空间数据的输入、查询、分析、输出和管理的可视化。例如，基于GIS平台，厦门市建立了城市环境空间数据库和污染源监测属性数据库，开发了网络化城市环境质量地理信息系统，该系统涵盖了大气、地表水、声学环境的监测信息，以分布图、专题图、三维模型等形式，生动直观地反映环境质量状况。由于采用了因特网的GIS开发技术，该系统可以在Internet/Intranet上运行。

2.3 GIS应用于环境监测

在环境监测过程中，利用GIS技术可对实时采集的数据进行存储、处理、显示、分析，实现为环境决策提供辅助手段的目的。如广东省以东深流域自然环境地理信息为基础，对东深流域的监测数据进行存储处理，利用GIS技术开发了东深流域水环境管理信息。该系统直观显示和分析东深流域水环境现状、污染源分布、水环境质量评价，追踪污染物来源。可结合数字地图查询历年监测数据及各种统计数据，进行空间分析（如缓冲区查询与分析）、辅助决策（容量计算及污染状况的预测）为流域水环境的科学化管理和决策提供了先进的科学手段。

2.4 GIS应用于自然生态现状分析

在进行自然生态现状分析过程中，利用GIS可以比较精确地计算水土流失、荒漠化、森林砍伐面积等，客观地评价生态破坏程度和波及的范围，为各级政府进行生态环境综合治理提供科学依据。国家环保总局把GIS技术与遥感技术相结合，对我国西部12省的生态环境现状进行调查，得到了西部地区生态环境的空间分布与空间统计状况、生态环境质量状况和生态环境变化的空间规律特点，为该地区经济的可持续发展与资源环境的可持续利用提供了科学依据。青海省遥感中心将“3S”技术运用到青海湖环湖重点区域调查上，快速查清了该区域土地利用、土地覆盖现状，建立了生态环境数据库和生态环境评价指标体系，为政府规划决策、资源开发、环境保护提供了宝贵资料。

2.5 GIS应用于环境应急预警预报

建立重大环境污染事故区域预警系统，能够对事故风险源的地理位置及其属性、事故敏感区域位置及其属性进行管理，提供污染事故的大气、河流污染扩散的模拟过程和应急方案。例如，大连市的“重大污染事故区域预警系统”把重大污染事故的多种预测模型与GIS技术相结合，当某一风险源发生事故时提供应急措施、报警信息和救援信息，为重大污染事故应急指挥奠定了基础。上海市应用GIS、RS与GPS技术开发了环保应急热线系统，该系统采用GIS技术进行污染源搜索和定位；将GIS与GPS结合起来，用于出警指挥和导航；用RS技术获取地面信息，解决了GIS基础底图动态更新问题。通过“3S”技术的综合应用，更好地发挥了GIS在环保执法和应急事件中的作用。

2.6 GIS应用于环境质量评价和环境影响评价

由于GIS能够集成管理与场地密切相关的环境数据，因而也是综合分析评价的有力工具。环境影响评价是对所有的改、扩、建项目可能产生的环境影响进行预测评价，并提出防止和减缓这种影响的对策与措施。利用GIS的空间分析功能，可以综合性地分析建设项目各种数据，帮助确立环境影响评价模型。由于GIS系统具有层的结构，可将不同的环境影响进行计算并叠加。深圳市环境保护研究所已利用GIS技术进行编制环境影响评价报告书和制图。

在区域环境质量现状评价工作中，可将地理信息与大气、土壤、水、噪声等环境要素的监测数据结合在一起，利用GIS软件的空间分析模块，对整个区域的环境质量现状进行客观、全面的评价，以反映出区域中受污染的程度以及空间分布情况。如通过叠加分析，可以提取该区域内大气污染布图、噪声分布图；通过缓冲区分析，可显示污染源影响范围等。

2.7 GIS应用于水环境管理

水环境信息具有明显的空间属性和层次属性，利用GIS可以更加明确地揭示不同区域的水环境状况，反映水体环境质量在空间上的变化趋势。可以更加直观地反映如污染源、排污口、监测断面等环境要素的空间分布。利用GIS还可以进行污染源预测、水质预测、水环境容量计算、污染物削减量的分配等，以表格和图形的方式为水环境管理决策提供多方位、多形式的支持。目前，全国各省环保局正在使用GIS软件进行各省水环境功能区划汇总工作，在此基础上，进一步开发水环境功能区管理信息系统，实现水环境数据查询、水质评价、统计分析、水质预测等功能，将各种水环境信息以可视化的方式表达，对水环境的科学管理将具有非常重要的意义。

㈧ 污水排放怎么用荧光示踪剂检测

关于 荧光示踪剂常用于污水排放检测，国家相关法律规定，雨水井中应仅有雨水通过，不经过任何处理可以直接流入河道，而工厂和生活小区的污水经处理后应通过专用的排污管道排到相应的城市污水处理厂。倘若有大量污水混入其中到雨水管道，将会对河流造成严重污染。所以，必须对污水的排放严格要求。 污水检测可以通过 LUYOR-6200水基荧光示踪剂检测 ，能够轻松排查雨水井中是否混有污水。 污水检查步骤： 首先将单位里面的雨水排水管道阀门临时关闭，将LUYOR-6200水基荧光示踪剂和自来水按照1000：1比例混合逐步加入到雨水排水系统里面。等雨水排水管道系统充满自来水后，在排污井里用 紫外荧光灯 照射，如果发现污水井里有明亮的荧光出现，证明此井确实已经和雨水排水系统相通。应及时查找相通点，及早修补，以免发生重大环境污染。 此方法优点： 水基荧光示踪剂具有极强的荧光性，即使浓度低到千分之一时，用紫外荧光灯照射同样能够具有强烈的荧光。此方法简单、方便、快捷。本品用水即可清洗，高效、经济、安全、无毒、生物可降解。缺点：如果污水具有酸性很强，PH值<6,LUYOR-6200水基荧光示踪剂在污水系统里将没有荧光性，水基荧光示踪剂不适合酸性溶液的环境，所以，在检测时，一定要了解污水的酸碱度。否则，即使雨水已经和污水混合在一起，也无法观察到荧光，会误判你的检测结果。 水基荧光示踪剂部分应用实例： 将本品加入水源或可疑污染源，可进行水流跟踪和污染检测 检测下水道管路渗透；定位下水道管线；检查非法连接；识别间接交叉连接；检查排水管道、下水管道及排水沟,以确保引流到正确的渠道，分析运行时间等 用于钢铁企业的封闭系统和冷却系统的检漏 研究渗透和工业用水管道系统 用于检测汽车的水泵系统流程,及预防性维护计划 检测可能进入池塘、潟湖和水库等的下水道泄漏 适用于水暖的追踪； 流动映射和流动速率的研究 冷凝器盘管及管道的研究 电厂管道追踪 排污系统分析污染研究流体输送系统的泄漏检测 湖泊河流和池塘分析检测非法或违规连接暴雨和下水道（污水管）排放分析

㈨ 物联网技术怎样应用于智慧环保之污染源监控

近年来，各类突发环境事件的测试全国环境监测系统的应急监测能力，建立环保队伍打硬仗的良好形象。 “十三五”规划后，中国很长的路要走在环境保护方面。环境质量的全面改善涉及多个部门和多个领域。真正做到“十三五”的目标，以改善环境的总体质量，需要加强统筹协调，治理的多方联动，执法体系的形成。从国家层面金鹏信息网格队加强了系统的顶层设计，建立持久稳定的环境补偿机制，水资源，湿地，农业，度假村，工厂等纳入监管范围的焦点促进了国家的力量来保护环境。

在新技术，通过互联网新技术，新趋势，运用环保，开展国家电网处理环境。劣质煤主要抓住控制，小锅炉，黄色车出等重点任务，建立监管网络，加强监管，全程跟进，大气污染防治工作的全面把握。结合实际，制定防治方案，建立一个监管体系，强化目标考核，为全面实施水污染防治的主要责任。严格划定生态红线，加强对风景名胜区，水源，农村环境的保护和监管，从源头上控制畜禽养殖污染，电网全面推进环境保护工作。要严格监管，不含糊，不手软，开展全面检查，不断提升监管效能，做好清理违法建设项目，环境执法监督和服务的全面加强。

环境污染对传统污染监测的挑战日益复杂，现在的环境保护网格监管和执法情报平台系统已成为一种趋势，由于精确，科学性和有效性，加强污染控制的效率和能力。目前一些地方政府也正在试行电网企业提供环境监测服务，提供数据和环境监管的技术支持。

专家金鹏信息网格团队开发智能电网环境监管执法平台，企业和机构只需要操作人员点击鼠标，显示在大屏幕上，空气质量监测国控污染物评估数据的网站，其监测数据围绕每个微站，以及历史数据趋势的评估。

电网监控系统的建设和运行，环境污染防治提供了有力的科技支撑，拇指，感觉，体验方式粗放的规则放弃空气污染的传统的过去，被网格化，实时时间，科学的变化精确度，可以减少工作的盲目性，有效提高工作效率和环境管理的能力。做到精益求精，确保准确，可靠，科学的监测数据采集，传输和分析。

采用环保的智能电网监管执法平台后，无论什么使用的生产工艺，原材料，中间产品生产，产品，哪些是有毒的其他辅助材料的企业是很清楚的，会有参与电网系统日常管理的密切关注。只要企业的规范运作，污染物种类和他们这一代是通过提供的查询和计算并不需要环境监测人员现场做检查。

实施和电网的管理，使群众需要解决的第一次，在冲突中首次得到解决。弱势首次得到救助，邻里关系，改善干群关系，满意的质量可以得到改善。为了人民的便利，惠民为服务企业，服务基层的原则，提供了科学依据，服务群众为目标，产业结构调整，为政府的发展，优化能源结构和其他长期排放减排政策和措施，创造一流的环境管理体系，实现真正的环境监管盲点。

金鹏信息智慧环保解决方案

㈩ 地下水污染源解析技术

1.3.1.1 地下水污染源识别技术

污染源解析体系的建立，主要是污染源解析方法的建立，自20世纪中期以来，国内外学者对污染物在含水层中的运移、控制、修复进行了大量的研究，随着正问题研究方法以及理论的成熟，污染源识别的反问题逐渐成为研究的重点。源解析的方法根据研究对象的不同可分为扩散模型（Diffusion Model）和受体模型（Receptor Model）。前者以污染源为研究对象，后者以污染区域为研究对象。由于扩散模型需要预先知道污染源的排放量，进而研究污染物的浓度分布或反应机理，但实际情况中我们往往便于得到污染物现状分布，而源的分布以及排放信息较难获得。受体模型通过分析源和受体的理化性质识别可能的污染源和源对受体各成分或各监测点的贡献。20世纪60年代，国外首先在大气领域开始了受体模型的研究，形成一套定性、定量的方法解析污染源，这些方法逐渐在土壤及水环境污染源解析中得到广泛应用。受体模型是相对于正向的扩散模型（源模型）而言，是一个反演未知参数的过程，污染源解析现阶段没有明确统一的定义，简称源解析、源识别，环境中各种元素和化合物含量的信息蕴藏着各污染源的特征信号，根据目标环境中检测到的信号，利用污染源与环境之间的“输入-响应”关系，结合实际条件判别、解析与评价污染物的来源、位置、排放强度和时间序列等要素即污染源的识别。

1.3.1.2 污染源解析数值模拟技术

地下水溶质运移反问题的研究起源于研究数理方程反问题，地下水污染源解析反问题求解也从其中借鉴而来，其反演算法主要有优化-仿真、概率统计等。

从20世纪80年代开始，Wagner（1992）首先在数值模拟基础上，结合线性规划与最小二乘法，将数值模拟的污染物浓度以响应矩阵形式嵌入优化模型中，进行地下水污染源的识别；Aral和Guan（2001）运用响应矩阵识别地下水污染源，并证明该方法比运用线性规划方法更有效；Mahar和 Datta（1997）利用优化地下水监测系统来提高污染源识别的效率，利用监测井获得的数据运用于非线性优化模型中获得更精确的污染源预测；Atmadja和Bagtzoglou（2001）总结了污染源识别中的数学方法，将方法归纳为优化法、解析解法及概率统计方法和地学统计法。

Datta和Chakrabarty（2009）采用了模拟模型外部链接优化模型的方法识别污染源；Singh（2004）等利用人工神经网络法识别未知的污染源，同时研究了遗传算法解二维源解析优化模型；Khalil等（2005）综合利用4种模拟方法（人工神经网络（ANNS）、支持向量机（SVMS）、投影局部加权回归（LWPR）、相关向量机（RVMS））建立了相对复杂和耗时的数学模型，模拟地下水中硝酸盐浓度分布。Wang和Zabaras（2006）利用贝叶斯级数法解对流弥散方程，推导过去某一时间污染物浓度分布，研究了地下水连续渗流的污染来源；Bashi-Azghadi等（2010）利用多目标优化模型——非劣排序遗传算法Ⅱ，链接到MODFLOW和MT3D模型中进行污染源识别，利用并行支持向量机和人工神经网络识别主要污染物。同时还有众多学者对地下水污染源位置及排放时间序列进行解析。

国内针对污染源解析的研究不多，多集中在地表水及水力参数识别领域。地下水方面，国内学者运用水动力-水质耦合模型，建立了基于贝叶斯推理的污染物点源识别模型，通过马尔科夫链蒙特卡罗后验抽样获得了污染源位置和强度的后验概率分布和估计量，较好地处理了模型的不确定性和非线性，在反演结果的可靠性和估计的精度方面采用贝叶斯推理和抽样方法获得的反问题的解具有信息量大，能给出环境水力学参数的后验分布且估计精度高的优点，该方法适用于水文地质条件以及水流运移过程相对复杂的多点源解析。

Sidauruk等（1998）提出一种基于解析解的反演方法，该方法只需要合理的污染浓度序列，可以预测弥散系数、水流流速、污染源浓度、初始位置和污染开始时间，利用参数与浓度对数之间的相关系数，取得参数值，但是由于运算基于解析解，该方法只适用于地层条件简单的均质含水层。Skaggs和Kabala（1994）在一维饱和均质非稳定流模型中运用TR方法，利用复杂的污染物浓度序列，在其他条件未知的情况下，开展源解析工作，指出该方法对数据四舍五入的误差并不敏感，但精度受污染羽测量误差影响明显。

1.3.1.3 污染源解析多元统计法

多元统计方法从统计数据中分析各水质点潜在相关关系，结合实际条件揭露水文地质条件，在污染源解析应用中，无须事先知道污染物源成分谱，适用于水文地质条件简单，观测数据量较大，污染源和污染种类相对较少的地区，其优点是运用简便，可广泛应用统计分析软件进行计算，在实际应用中，多元统计方法只能识别5～8个污染源。

（1）因子分析法

因子分析（Factor Analysis，FA）是研究相关阵或协方差阵的内部依赖关系，它将多个变量综合为少数几个因子，以再现原始变量与因子之间的相关关系。FA法使用简单，不需要研究地区优先源的监测数据，在缺乏污染源成分谱的情况下仍可解析，并可广泛使用统计软件处理数据。其不足之处在于需要输入大量数据，而且只能得到各类元素对主因子的相对贡献百分比。

（2）主成分分析法

主成分分析方法（Principal Component Analysis，PCA）是常用的数据降维方法，应用于多变量大样本的统计分析中。该方法是对所收集的资料作全面的分析，减少分析指标的同时，尽量减少原指标包含信息的损失，把多个变量（指标）化为少数几个可以反映原来多个变量的大部分信息的综合指标。

（3）聚类分析法

聚类分析又称群分析（Cluster Analysis，CA），它是研究（对样品或指标）分类问题的一种多元统计方法，即把一些相似程度较大的样品（或指标）聚合为一类，把另一些彼此之间相似程度较大的样品（或指标）聚合为另一类。根据分类对象不同，可分为对样品分类的Q型聚类分析和对指标分类的R型聚类分析两种类型。聚类分析可用SPSS软件直接实现，在水质时空变异、水化学类型分区中得到广泛的应用。

（4）矩阵数据分解法

利用矩阵分解来解决实际问题的分析方法很多，如主成分分析（PCA）、独立分量分析（ICA）、奇异值分解（SVD）、矢量量化（VQ）、因子分析（FA）等。在所有这些方法中，原始的大矩阵被近似分解为低秩的V＝WH形式。正定矩阵分解法（Positive Matrix Factorization，PMF）、非负矩阵分解法（Non-negative Matrix Factorization，NMF）和非负约束因子分析（Factor Analysis with Non-negative Constraints，FA-NNC）是在矩阵中所有元素均为非负数约束条件之下的矩阵分解方法，三者在求解过程中对因子载荷和因子得分均做非负约束，使得因子载荷和因子得分具有可解释性和明确的物理意义。

（5）混合多元统计法

目前应用的混合多元统计法主要有因子分析与多元线性回归相结合，因子分析法与化学质量平衡法相结合，因子分析、化学质量平衡法与多元线性回归3种方法相结合，以上几种方法也可以和聚类分析或GIS相结合以提高分析结果的准确性。其中因子分析与多元线性回归结合在水和沉积物污染源的辨析中有着非常广泛的应用。

1.3.1.4 污染源解析化学质量平衡法

化学质量平衡法（CMB）于1972年由Miller等（1972）第一次提出。CMB法在大气领域的应用已趋于成熟，美国EPA开发了一系列CMB模型，并得到广泛的应用。CMB法是基于质量守恒的方法，利用源和受体化学组成的监测数据建立质量平衡模型以定量计算各污染源对地下水中污染物浓度的贡献率。CMB方法的应用必须满足几点假设条件：①特征污染物成分从源到汇不发生化学反应；②化学物质之间不发生反应；③对受体有明显贡献的源均被纳入模型；④与不同源的成分谱线性无关；⑤测量误差是随机误差且符合正态分布。主要利用污染源组分浓度与采样点数据中各污染组分的浓度求线性和，构成一组线性方程，计算各污染源对取样点的贡献率。

设通过采样分析检测点处成分i的浓度为X_i（mg/L），总共有j个污染源排放点，各排放点处i污染物浓度为C_ij，各排放点处成分i对最终监测点处的贡献百分比为P_ij，则

地下水型饮用水水源地保护与管理：以吴忠市金积水源地为例

式中：i——检测点处各不同组分数；

j——污染源的个数；

X_i——检测点测得的成分i的浓度值；

C_ij——污染源j点处i组分的浓度；

P_ij——各j污染源对检测点处i成分的贡献率。

根据选择测定的组分可建立i个方程，当i≥j，联立方程组原则上可求出P_ij，确定各污染源的贡献率识别主要污染源。

地下水中污染物的迁移转化是一个复杂而长期的过程，CMB法是否适合运用于地下水污染源解析还需要进一步的研究和探讨。

1.3.1.5 解析法与GIS相结合法

各种解析方法能够与GIS相结合，从时空上反映刻画污染过程，并为解析提供数据和图像；GIS最初主要应用于空间分析、显示和制图。利用GIS软件的空间分析功能，分析地下水水质组分空间分布状况，绘制等值线图，直观地反映污染源与地下水水质的相关关系。国内外学者运用GIS技术和多元统计方法对表面水污染进行空间分析及源解析。Ouyang等（2006）分析了表面水水质的季节变化，并根据不同季节找到影响水质的重要因子。Zhou F等（2007）结合多元分析方法及地理信息系统（GIS），对香港东部海湾海水污染的时空分布特征进行研究，并进行了污染源识别工作，对数据进行预处理，利用聚类分析以及主成分分析减小了数据测量误差，确定了特征污染物以及各污染物主要来源。

1.3.1.6 定性及半定量方法

定性及半定量方法主要应用于 PAHs（多环芳烃）解析，迄今已发现的200 余种PAHs中有相当部分具有致癌性和致突变性（Christensen et al.，2007），PAHs主要通过大气沉降、城市污水和工业废水的排放、石油的溢漏等途径进入地表水和地下水，从而导致饮用水水源污染。PAHs 是目前水环境中致癌化学物质中最大的一类（Mnzie et al.，1992）。因此，对环芳烃来源进行解析，进行地下水污染防控也是研究的重点。