受体模型即化学质量平衡模型(CMB)是污染源解析的定量分析方法之一,是由Blifford和Meeker于20世纪60年代中期提出,其着眼于研究排放源对受体的贡献,通过对受体和污染源样品的化学组分分析来确定污染源对受体的贡献值。受体模型的最终目的是识别对受体有贡献的污染源,并且定量计算各污染源的分担率,其是一种诊断式的模型。与扩散模型相比,受体模型不依赖于污染源排放条件、气象、地形等因素,不用追踪污染物的迁移过程,避开了扩散模型所遇到的困难,因而获得了广泛的发展和应用。目前,利用CMB受体模型开展重金属等无机污染物的源解析已经被美国国家环境保护局定为首选方法(Larsen et al.,2003)。
质量守恒定律是CMB受体模型的理论依据,其基本原理是各个污染源的指纹谱是有一定差别的,从而可以通过检测受体中的各种物质的含量组成来确定各个污染源的贡献率(Gordon,1988)。CMB受体模型的计算公式如下:
式(6-3)中,Ci为i污染物在受体中的浓度;mj为第j污染源对污染物的贡献率;xij为第j污染源中i污染物的浓度;αj为不确定性误差。(www.xing528.com)
使用该模型时,一般情况下会做如下基本假设:受体中的污染物存在若干污染源,这些污染物都有可能对受体中污染物的含量有一定的贡献;各个污染源所排放的污染物的组成是相对稳定的;各污染源所排放的物质之间没有相互作用,在污染物迁移、扩散和传输过程的变化是可以被忽略的。
从CMB受体模型使用的基本假设和CMB受体模型的计算式(6-3)可以看出,CMB受体模型要预先知道对受体产生影响的各个污染源的指纹谱,也就是说要明晰区域的各主要污染源排放的各种污染物的相对组成,同时还需要掌握采样点中各个污染物的实际测定浓度。因此,如果受体污染物没有较完整的指纹谱图,或者污染物在环境介质中的迁移、扩散和迁移过程中不稳定,污染物的组分发生了变化,利用CMB模型进行污染物来源解析就可能会产生较大的误差,导致分析结果的不确定性。
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