基于污染源废水综合理化表征的污染物监测预警溯源系统

本发明涉及水体检测，特别是涉及一种基于污染源废水综合理化表征的污染物监测预警溯源系统。

背景技术：

1、河流是生命的起源，也是人类文明发源地，随着经济的发展，人口的不断增长，工农业水平的不断增长，水资源浪费也比较严重，加之各种有害物质对水体的污染加剧，导致现在河流情况不断恶化，河流中的生态环境也频频遭受破坏。现有的水质预警系统的运作离不开阈值的设定。针对复杂的流域环境、多种类的上下游排污企业，需要设置特定相关毒害污染物的阈值。

2、现有的水污染溯源技术有三维荧光法、紫外线可见光谱法等，这些方法都存在着一定的弊端，无法快速、精准定位水污染的源头。目前的监测方法只根据水质标准进行污染物测定、筛选，水质标准之外大量新污染物被忽视；目前的预警方法仅能实现普通水质参数、水位、水量预警，对于河流中新兴的毒害有机污染物的预警效果甚微；目前的溯源方法仅简单利用三维荧光光谱进行相似度计算，不适合流域环境复杂、上下游多类别企业的溯源。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于污染源废水综合理化表征的污染物监测预警溯源系统，提高了污染源废水特征的全面性，精确了污染物预警范围，在溯源的过程中快速有效地缩小污染源头范围，减少人力物力，提高了溯源结果的准确性。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于污染源废水综合理化表征的污染物监测预警溯源系统，包括：监测子系统、预警子系统和溯源子系统；

3、所述监测子系统用于获取待测水样，并利用若干种检测仪器对所述待测水样进行图谱分析，得到待测水样的多级指纹图谱；

4、所述预警子系统用于将待测水样的多级指纹图谱与预设的分级预警阈值进行对比，当待测水样的多级指纹图谱超出所述分级预警阈值时，发出报警信号；

5、所述溯源子系统用于通过分析待测水样的多级指纹图谱得出待测水样的特征污染物，并结合预设的特征污染物数据库，根据待测水样的特征污染物确定待测水样的污染源。

6、进一步地，所述获取待测水样，并利用若干种检测仪器对所述待测水样进行图谱分析，得到待测水样的多级指纹图谱，具体为：

7、当接收到水样采集信号时，控制采水设备在待测水域内获取待测水样；

8、利用分流模块将所述待测水样分流成第一水样和第二水样,并将所述第二水样分流成第三水样和第四水样；

9、控制常规指标检测仪器检测所述第一水样的基本水质参数，生成待测水样的水质基本图谱；

10、控制三维荧光设备对所述第三水样进行检测，生成待测水样的三维荧光图谱；

11、控制气相质谱联用仪对所述第三水样进行检测，生成待测水样的气质联用图谱；

12、控制液相质谱联用仪和电感耦合等离子体质谱仪分别对所述第四水样进行检测，生成待测水样的毒害有机污染物图谱和重金属图谱。

13、进一步地，所述控制气相质谱联用仪对所述第三水样进行检测，生成待测水样的气质联用图谱，具体为：

14、控制气相质谱联用仪检测第三水样中的vocs，生成待测水样的气质联用图谱。

15、进一步地，所述将待测水样的多级指纹图谱与预设的分级预警阈值进行对比，当待测水样的多级指纹图谱超出所述分级预警阈值时，发出报警信号，具体为：

16、根据预设的常规水质参数标准中的若干个水质基本参数标准，生成若干个一级预警阈值；

17、将在待测水样的水质基本图谱中获取的水质基本参数与各所述一级预警阈值进行对比，当存在超出一级预警阈值的水质基本参数时，发出一级报警信号；

18、在三维荧光常态数据库中获取二级预警阈值；其中，所述三维荧光常态数据库中的数据根据历史三维荧光图谱生成；

19、将待测水样的三维荧光图谱与所述二级预警阈值进行对比，当待测水样的三维荧光图谱超出所述二级预警阈值时，发出二级报警信号；

20、在vocs常态数据库中获取三级预警阈值；其中，所述vocs常态数据库中的数据根据历史气质联用图谱生成；

21、将待测水样的气质联用图谱与所述三级预警阈值进行对比，当待测水样的气质联用图谱超出所述三级预警阈值时，发出三级报警信号；

22、在断面常态污染物库中获取各水质元素的含量标准，生成若干个四级预警阈值；

23、根据待测水样的毒害有机污染物图谱和重金属图谱，计算待测水样中各水质元素的含量，并将待测水样中各水质元素的含量与各所述四级预警阈值进行对比，当待测水样中存在含量超出四级预警阈值的水质元素时，发出四级报警信号。

24、进一步地，所述水质基本参数包括酸碱度、温度、悬浮物、溶解氧、电导率、化学需氧量、总有机碳、悬浮固体浓度、叶绿素、氨氮和磷。

25、进一步地，所述通过分析待测水样的多级指纹图谱得出待测水样的特征污染物，并结合预设的特征污染物数据库，根据待测水样的特征污染物确定待测水样的污染源，具体为：

26、在预设的特征污染物数据库中获取若干个不同类别的污染源三维荧光图谱；

27、将待测水样的三维荧光图谱和各污染源三维荧光图谱进行相似度计算，得出相似度最高的第一污染源三维荧光图谱；

28、将所述第一污染源三维荧光图谱所处类别的所有污染源确定为待测水样的备选污染源；

29、利用高分辨质谱对待测水样进行全扫描分析，得到待测水样的特征污染物；

30、将待测水样的特征污染物与所述备选污染源进行特征匹配，得出所述待测水样的一个或多个污染源和各污染源的贡献值。

31、进一步地，所述采水设备，包括：第一抽水泵、第二抽水泵、第一沉淀桶、第二沉淀桶、第一储罐、第二储罐、第三储罐、第四储罐、在线定时控制面板和若干个电磁阀；

32、当接收到水样采集信号时，在线定时控制面板控制第一抽水泵在待测水域内采集待测水样；

33、将所述待测水样分流为第一水样和第二水样；

34、控制所述第一水样流向常规指标检测仪器；

35、控制所述第二水样流向第一沉淀桶和第二沉淀桶；

36、经过预设的静置时间后，所述在线定时控制面板分别控制打开与所述第一沉淀桶和所述第二沉淀桶相连的电磁阀，并将所述第二水样流向第一储罐、第二储罐、第三储罐和第四储罐；

37、利用第二抽水泵采集第一储罐、第二储罐和第三储罐内的水样，形成第三水样，并将所述第三水样流向三维荧光设备和气相质谱联用仪；

38、将第四储罐内的水样确定为第四水样，形成液相质谱联用仪和电感耦合等离子体质谱仪的检测水样。

39、进一步地，所述当接收到水样采集信号时，在线定时控制面板控制第一抽水泵在待测水域内采集待测水样，具体为：

40、当接收到水样采集信号时，在线定时控制面板根据预设的水样采集时间控制第一抽水泵在待测水域内采集待测水样；其中，所述在线定时控制面板具备定时功能，用于控制水样采集时间和水样静置时间。

41、进一步地，所述在线定时控制面板，还包括：

42、在预设的水样采集时间前，控制打开排水电磁阀，以排出第一沉淀桶、第二沉淀桶、第一储罐、第二储罐、第三储罐和第四储罐内的剩余水样。

43、本发明提供了一种基于污染源废水综合理化表征的污染物监测预警溯源系统，以模块间的有机结合为基础，通过建立多级指纹图谱数据库，构建污染源废水综合理化表征体系，可以在数据、图像领域等多方面完善污染源废水特征。通过建立多种污染物常态数据库，能计算出特定污染物的预警阈值，精确了毒害污染物预警范围，达到有效预警。利用三维荧光检测技术检测污染水域的三维荧光图谱，通过与污染源表征体系匹配，快速缩小污染源头范围，能够减少人力物力，并根据不同企业特征污染物清单进行筛查，得出各企业的污染物贡献值，提高了溯源结果的准确性