本发明涉及地下水处理领域，更具体地说，尤其涉及一种基于地下水特征污染物的自动溯源方法。
背景技术：
由于地下水污染具有极强的隐蔽性和突发性，当发现污染时，往往不易确定污染物的来源，快速识别污染源发生的位置对于地下水修复治理、防控措施的制定具有重要的研究价值。地下水污染物溯源(地下水污染源解析)是通过有限的观测数据，查明污染源的位置及污染物迁移转化的历史，是地下水污染治理的首要步骤。
突发地下水污染事故的发生的时间和地点具有很大的不确定性，同时也很难确定危害的方式和程度，容易导致社会生活、生产秩序的无法正常运行，对水系及生态环境造成严重的污染和伤害。需要找到有效可靠的污染源溯源方法，快速准确地找到导致突发性地下水污染的污染源发生时间和位置，做出正确的预防措施和急救决策。
目前已经提出的地下水污染源溯源方法包括基于遗传算法、基于水质模型法、基于反向位置概率密度函数法、基于地学统计方法、基于bayes方法等污染源溯源方法。上述污染源溯源方法局限性主要是溯源当前的地下水流域模拟需要大量的计算机计算分析资源，使得水质模型的计算速度较慢，不能满足突然水污染事件快速溯源的问题。因此，发明一种基于地下水特征污染物的自动溯源方法来解决上述问题很有必要。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于地下水特征污染物的自动溯源方法。
本发明的技术方案是这样实现的：一种基于地下水特征污染物的自动溯源方法，包括以下炮制步骤：
步骤一：采样：采集地下水上游及周边排污企业的废水，根据地下水的污染情况挖掘与污染情况对应的历史数据，得到水污染来源的潜在污染源来源区的分布；
步骤二：监测：用水污染在线溯源系统对所述潜在污染源来源区内的水质成分进行实时在线监测；
步骤三：分析：分析监测的数据信息以及废水样中的阴离子种类信息、有机物种类信息、金属元素信息和荧光信息；对于阴离子种类信息采用离子色谱分析方法进行采集，对于有机物种类信息采用气相-质谱分析方法进行采集，对于金属元素信息采用电感耦合等离子体质谱(icp-ms)分析方法进行采集，对于荧光信息采用三维荧光光谱分析方法进行采集，并对采集的信息进行处理，得到离子种类信息、有机物种类信息、金属元素信息以及荧光信息；
步骤四：构建软件：将所筛选到的信息以数据库的方式管理，构建相关污染源数据库，基于在被监测水域中出现水污染的污染物组成与相关污染源化学指纹之间存在排他的必然的内在联系设计溯源算法和溯源软件；
步骤五：溯源：利用数据分析平台和溯源软件将将步骤二中在线监测到的水污染的化学组成与步骤四中的污染源数据库的信息自动进行比对，实现对被监测水域水污染的自动溯源。
上述的一种基于地下水特征污染物的自动溯源方法中，所述步骤一中首先基于历史采样数据以获得不同时间和流域区段内的污染物的历史超标染数据，然后结合水污染突发事件的污染情况和历史超标污染数据分析得到历史超标污染的种类范围，再据对应位置的历史采样数据筛选出重点污染物以锁定污染物的种类和区域。
上述的一种基于地下水特征污染物的自动溯源方法中，所述步骤二中的水污染在线溯源系统主要包括多通道激光拉曼测试系统、程控多通道电化学测试系统和数据分析平台三大模块，其中：多通道激光拉曼测试系统主要起快速在线分析测试有机污染物、非金属无机污染物以及悬浮物的作用；程控多通道电化学测试系统主要起在线快速分析测试重金属污染物及cod的作用；数据分析平台主要包括测试数据处理及图形识别部分及其相关数据库图谱库、污染源数据库、溯源软件以及承载被监测水域与相关污染源地理信息及其联系的地理信息系统(gis)，主要起对在线分析测试数据自动进行数据处理及图形识别、并将被监测水域的污染物组成及gis位置信息与污染源数据库中相关污染源信息自动进行比对排查、实现水污染在线溯源的作用。
上述的一种基于地下水特征污染物的自动溯源方法中，所述步骤二中的监测包括在预设时间内通过在目标点区域利用水质监测移动站对重点监控污染物分别进行重点观测，以实现锁定或缩小超标污染种类的范围，明确区域超标污染的来源区域或排污口；所述重点监控污染物包括：金属污染物：汞、镉、铅、砷、铬、镍、铜、锌、银、金、锰、铁；有机污染物：石油类、苯系物、挥发酚、醛类、苯胺类、硝基苯类、多环芳烃、有机染料、合成洗涤剂、动植物油、木质素；无机非金属污染物：氰化物、氟化物、硫化物、高氯酸盐、铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐；综合污染：化学需氧量cod、悬浮物。
上述的一种基于地下水特征污染物的自动溯源方法中，所述步骤四中需要搭建溯源模型，设置释放粒子数目及推算时间，实时计算污染水流来源概率分布。
上述的一种基于地下水特征污染物的自动溯源方法中，所述步骤五中需要解析溯源模型运行溯源分析信息得到污染物浓度数据和污染源解析数据，将数据转换为格式数据并自动渲染输出形成图片及结论。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过事先构建相关污染源数据库及溯源软件，可在采用多通道激光拉曼测试系统和程控多通道电化学测试系统联用技术对被监测水域可能出现的多种类污染物全部进行在线分析监测的同时，实现对水污染的在线自动溯源，这样可以在出现水污染的第一时间实现快速溯源，这对于强化水环境监管、根治非法超排现象、及时妥善应急处置突发性水污染事故都十分有利；
2、本发明通过在地下水污染事故发生时，只需要对受污水样进行检测分析，即可利用污染源数据库和溯源软件实现污染物的快速自动溯源，大大节省污染源回溯时间；
3、本发明能够准确模拟流域的水污染物浓度以及清单中各地下排污点对于流域风险区域污染物浓度的贡献量，可有效的监控流域的水环境质量，解决重点地下排污口的污染超标排放问题，并且计算量小，可以快速的得到溯源的结果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种基于地下水特征污染物的自动溯源方法，包括以下炮制步骤：
步骤一：采样：采集地下水上游及周边排污企业的废水，根据地下水的污染情况挖掘与污染情况对应的历史数据，得到水污染来源的潜在污染源来源区的分布，首先基于历史采样数据以获得不同时间和流域区段内的污染物的历史超标染数据，然后结合水污染突发事件的污染情况和历史超标污染数据分析得到历史超标污染的种类范围，再据对应位置的历史采样数据筛选出重点污染物以锁定污染物的种类和区域；
步骤二：监测：用水污染在线溯源系统对所述潜在污染源来源区内的水质成分进行实时在线监测，监测包括在预设时间内通过在目标点区域利用水质监测移动站对重点监控污染物分别进行重点观测，以实现锁定或缩小超标污染种类的范围，明确区域超标污染的来源区域或排污口；所述重点监控污染物包括：金属污染物：汞、镉、铅、砷、铬、镍、铜、锌、银、金、锰、铁；有机污染物：石油类、苯系物、挥发酚、醛类、苯胺类、硝基苯类、多环芳烃、有机染料、合成洗涤剂、动植物油、木质素；无机非金属污染物：氰化物、氟化物、硫化物、高氯酸盐、铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐；综合污染：化学需氧量cod、悬浮物；
步骤三：分析：分析监测的数据信息以及废水样中的阴离子种类信息、有机物种类信息、金属元素信息和荧光信息；对于阴离子种类信息采用离子色谱分析方法进行采集，对于有机物种类信息采用气相-质谱分析方法进行采集，对于金属元素信息采用电感耦合等离子体质谱(icp-ms)分析方法进行采集，对于荧光信息采用三维荧光光谱分析方法进行采集，并对采集的信息进行处理，得到离子种类信息、有机物种类信息、金属元素信息以及荧光信息；
步骤四：构建软件：将所筛选到的信息以数据库的方式管理，构建相关污染源数据库，基于在被监测水域中出现水污染的污染物组成与相关污染源化学指纹之间存在排他的必然的内在联系设计溯源算法和溯源软件，同时需要搭建溯源模型，设置释放粒子数目及推算时间，实时计算污染水流来源概率分布；
步骤五：溯源：利用数据分析平台和溯源软件将将步骤二中在线监测到的水污染的化学组成与步骤四中的污染源数据库的信息自动进行比对，实现对被监测水域水污染的自动溯源，在对比之前需要解析溯源模型运行溯源分析信息得到污染物浓度数据和污染源解析数据，将数据转换为格式数据并自动渲染输出形成图片及结论。
其中，污染在线溯源系统主要包括多通道激光拉曼测试系统、程控多通道电化学测试系统和数据分析平台三大模块，其中：多通道激光拉曼测试系统主要起快速在线分析测试有机污染物、非金属无机污染物以及悬浮物的作用；程控多通道电化学测试系统主要起在线快速分析测试重金属污染物及cod的作用；数据分析平台主要包括测试数据处理及图形识别部分及其相关数据库图谱库、污染源数据库、溯源软件以及承载被监测水域与相关污染源地理信息及其联系的地理信息系统(gis)，主要起对在线分析测试数据自动进行数据处理及图形识别、并将被监测水域的污染物组成及gis位置信息与污染源数据库中相关污染源信息自动进行比对排查、实现水污染在线溯源的作用
进一步的，本发明通过事先构建相关污染源数据库及溯源软件，可在采用多通道激光拉曼测试系统和程控多通道电化学测试系统联用技术对被监测水域可能出现的多种类污染物全部进行在线分析监测的同时，实现对水污染的在线溯源，这样可以在出现水污染的第一时间实现快速溯源，这对于强化水环境监管、根治非法超排现象、及时妥善应急处置突发性水污染事故都十分有利，在地下水污染事故发生时，只需要对受污水样进行检测分析，即可利用污染源数据库和溯源软件实现污染物的快速自动溯源，大大节省污染源回溯时间。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。