一、技术简介

    本技术面向河湖流域水体新污染物精准溯源需求，针对现有有机污染物溯源方法多停留在定性层面、难以实现污染源贡献精准定量的难题，按照“定性—半定量—定量”的溯源逻辑，建立了从河湖自然水体到排口再到污染源的多层级溯源技术体系。技术集成新污染物指纹图谱库、期望最大化算法、贝叶斯混合模型及排污系数法，耦合“自下而上”和“自上而下”双向源解析技术，实现河湖流域断面—排口—污染源的新污染物多层级精准定量溯源，为流域新污染物精准管控和污染责任识别提供了可靠的技术手段。

二、技术内容

    通过采集目标湖库/河段上下游断面及入河湖排口水样，预处理样品并提取水样中的新污染物，分析样品水体溶解态和颗粒吸附态新污染物的浓度和组成；利用新污染物指纹图谱库，明确目标湖库/河湖水环境新污染物的化学指纹特征，开展目标湖库/河段污染快速定性溯源；基于目标湖库/河段上下游关系和流域汇水范围，明确新污染物断面污染特征和断面-河段响应关系，利用期望最大化算法推导不同汇水单元排口对河湖的污染贡献率，实现湖库/河流断面-汇水单元排口的半定量污染溯源解析；针对不同汇水单元排口，结合贝叶斯混合模型统计学模型，利用蒙特卡洛马尔科夫链算法，自下而上地开展水环境新污染物的流域来源的定量解析；结合汇水单元污染源调研数据，采用排污系数法估算汇水区域主要污染源的排污负荷，开展污染源构成和贡献的自上而下解析；运用均方根误差RMSE和回归分析数理统计手段，验证自下而上和自上而下溯源解析结果的准确性和可靠性，实现湖库/河流断面-排口-污染源的新污染物多层级精准溯源。

图1 河湖流域水体新污染物精准定量溯源技术流程图

三、技术优势

    本技术突破了传统溯源方法精度不足的局限，实现了从河流断面到汇水单元排口再到具体污染源的多层级定量溯源，为污染管控提供明确的责任主体指向。创新性地耦合了“自下而上”和“自上而下”两种溯源解析技术，通过均方根误差和回归分析等数理统计手段进行交叉验证，确保溯源结果的准确性和可靠性。技术可适用于持久性有机污染物、多环芳烃类、农药类、抗生素和邻苯二甲酸酯等多种新污染物的精准溯源，且操作流程清晰，从样品采集、预处理到仪器分析和模型计算均有成熟的技术方案支撑，便于推广应用。

四、应用场景

    河湖水体新污染物精准定量溯源与污染责任解析。

五、典型案例

    该技术在典型河流水体邻苯二甲酸酯溯源中取得应用。研究团队在目标河段共采集22个样本，测得水体溶解态和颗粒吸附态的邻苯二甲酸酯总浓度为2.36~15.47 μg/L，空间上呈现沿水流方向不断增大的趋势，组成上以DEHP、DBP和DIBP为主。通过新污染物指纹图谱库定性识别污染源主要来自农用薄膜、建筑材料和PVC材料。采用期望最大化算法半定量解析得到上游断面贡献15.3%，本河段三个排口贡献分别为37.3%、23.0%和24.4%。进一步通过贝叶斯混合模型定量解析，得到农用薄膜、居民生活、工业生产和建筑废料四类污染源的贡献率分别为27.51%、34.10%、21.51%和16.88%；自上而下的排污系数法验证结果与之吻合（农用薄膜28.56%、城镇污水32.54%、建筑材料17.30%、PVC材料生产15.4%、玩具生产6.2%）。RMSE值为0.37，证实了该技术能够准确地追溯新污染物的来源。

六、科技支撑

    专利：

    龚雄虎、赵中华，张路，姚晓龙.一种河流水体新污染物精准定量溯源方法及系统，202311758338 .9

    软件著作权：

    赵中华，张路，龚雄虎.基于多源数据的湖库新污染物定量溯源系统V1.0，软著登字第17020750号，2025SR2364552

七、联系方式

    联系人：赵中华

    邮箱：zhzhao@niglas.ac.cn

    科技处：姚老师，025-86882023，zbyao@niglas.ac.cn