地表水及地下水污染物溯源的方法有哪些？

当前，针对地表水污染溯源、地下水污染溯源的主要方法有哪些呢？北京中环绿盾环境科技有限公司技术部王涛经理向我们做了介绍。

线粒体DNA 检测

线粒体DNA 检测是一种通过分析水体中粪便的线粒体脱氧核糖核酸（ Deoxyribonucleic acid ，DNA），以粪便中线粒体DNA的种属特异性确定污水来源的溯源方法。

该方法主要是通过监测水体中线粒体DNA 的种属特异性，与上游人类、畜禽粪便进行比对，确定污水来源。线粒体DNA 检测结果应留档并提交。

污染因子特征分析

地表水及地下水中污染物特征分析是水污染溯源研究中的一种重要方法，通过检测分析污染物的化学成分、浓度、比例关系和特征指标等信息，并结合污染源现场实际特征，可以揭示污染物的来源和迁移途径等。

① 通过对污染物的成分进行检测分析，可以得到污染物的类似指纹特征。通过比较样品中的污染物组成，可以初步筛查确定其可能的来源。

② 分析污染物的浓度情况，可以根据污染物检测结果，揭示不同区域或位置的污染程度。高浓度污染物的出现位置表征着附近可能存在潜在的污染源。

③ 不同污染物具有特定的特征参数。例如，重金属可用于评估涉重企业对水体污染程度，挥发性有机物、盐类、化学需氧量（COD）和氨氮（NH3-N）等可用于评估有机物和氮源的污染程度；通过分析这些特征指标，可以了解污染物的性质和可能的污染源类型。

④ 通过不同污染物的比值计算，可以提供进一步的线索来确定污染物的来源。例如，比较氮磷比值可以区分农业源和城市排污源；比较不同化合物的比值可以判断污染物的处理过程和源头。

⑤通过检测分析实验室进行特定物质分析，由于环境检测类实验室的检测范围与检测方法等受限，可以依托非环境检测类实验室，进行特征有机物或特定元素成分的分析。为进一步确定污染源提供的技术依据。

基于GIS技术的分析

GIS地理信息系统技术应用于环境保护工作是近年来的发展趋势之一，利用GIS技术，结合流域的矢量空间数据信息，可以对污染物进行矢量分析，进而锁定可能的污染源区域。

① GIS技术可以将地理信息与污染物浓度、污染源位置等结合现场实际进行综合分析，帮助锁定污染源位置。

② 通过建立空间模型和热点分析等方法，可以辅助确定潜在的污染点或污染源，提供定位的参考依据。

③ 结合水文模型、扩散模型等数学模型，对水污染物的传输和扩散进行模拟和预测。通过在GIS平台上构建模型，可以模拟不同情景下的污染物传输路径和浓度分布，帮助判断污染源的可能性和影响范围。

④ 可以分析河流流域的水系网络、地形地貌等要素，确定污染物的迁移路径。结合水动力学模型和水文数据，模拟河流中污染物的迁移、扩散和沉积过程，揭示污染物的传输途径和影响范围。

⑤ GIS技术可以将污染物监测数据、地理要素和污染源位置等信息进行可视化展示，生成污染物分布图、热点图等。

GIS技术在河流污染溯源中的一个典型案例是2015年发生在巴西米纳斯吉拉斯州的马里亚纳尾矿库溃坝事件。该事件导致了多达600公里长的多瑙河支流多切斯河被大量泥沙和有毒物质污染，影响了数百万人的生活和健康。为了及时了解污染物的扩散情况和影响范围，巴西国家空间研究所（INPE）利用GIS技术，分析了污染物的迁移路径和速度，为污染控制和应急救援提供了重要的信息支持。

无人船航测

这是一种利用无人船搭载视频监控、声呐探测等装备进行巡航探测，确定污水来源的溯源方法。宜用于具备无人船通航条件的区域。

该方法主要以无人船设备为载体，搭载视频监控设备、水质传感器及声呐探测设备等，对人员无法到达的区域进行视频监控、水质监测及河道、港口、码头等水域的排口扫描，结合周边污染源数据进行溯源追踪。无人船航测数据、水质监测数据应留档并提交。

同位素分析

对污染物的同位素示踪试验是一种重要的溯源方法，通过测量地表水、地下水中污染物的同位素组成，有助于揭示其污染来源。不同污染源通常情况下具有不同的同位素特征，因此可以同位素比值来判定污染物的溯源。

例如：

氧（O）同位素分析通常用于判断水体的混合情况、水源类型等；

碳（C）同位素分析通常用于测量水样中有机物的碳同位素比值，进而判断其可能的污染源；

氮（N）同位素分析通常用于氮污染的来源和贡献程度分析；

模拟模型

结合环境影响分析的数学模型分析法，有助于对河流水体中污染物的传输和迁移进行模拟，进而帮助确定污染物的可能来源、污染路径等。

污染物扩散模型可以模拟污染物在水体中的扩散和混合过程。通过考虑流体动力学和污染物的物理特性，如分子扩散、湍流扩散等，可以预测污染物在水体中的浓度分布和传播范围。

水动力学模型可以模拟水流的速度、方向和流态等信息，通过计算水体中污染物的移动速度和方向，帮助确定污染物的传输路径。例如，常用的水动力学模型包括一维河流水动力学模型、二维水动力学模型和三维水动力学模型等。

沉积物模型可用于模拟河床或湖泊底泥中污染物的积累和释放过程。即通过借助沉积物的吸附和解吸机制，进一步预测沉积物中污染物含量与释放速率，为污染物诊断溯源提供技术依据。

图谱对比

图谱对比是一种通过比较水体中不同污染物的光谱或者质谱识别污水来源的溯源方法，包括水质指纹溯源法、水基因溯源法、质谱溯源法等。

主要包括建立污染源特征荧光光谱、全光谱、质谱等图谱库。b） 识别排污口排放污水的光谱或质谱特征，在图谱库中比对出相似特征的污染源，确定排污口主要污水来源。c） 针对本地信息建立的图谱库可有效提升溯源判断能力。d） 水质检测结果、图谱库及图谱识别结果应留档并提交。

传感技术

传感技术是指采用水质传感器对污染物浓度进行实时监测，及时发现污染源，并根据实时数据实现污染源的快速定位和线上监控的一种方法。

案例：2019年发生在长江上游的重庆南川区的一起有机溶剂污染事件。该事件因一家化工厂非法排放含有机溶剂的废水，最终导致出现了异味和油膜的现象。

重庆市环境保护局采用了传感技术，通过使用电导率传感器与色度传感器等水质传感器，并结合其他技术手段，布设了多个监测点，并将监测数据实时传输到数据中心，通过分析数据变化规律，最终确定污染源为南川区一家化工厂，并大致计算出了污染物的排放量、排放时间、排放大致位置等参数，为污染源处置提供了重要依据。