CN114354830B - 有机氯污染物溯源方法及装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

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CN114354830B CN202111618119.1A CN202111618119A CN114354830B CN 114354830 B CN114354830 B CN 114354830B CN 202111618119 A CN202111618119 A CN 202111618119A CN 114354830 B CN114354830 B CN 114354830B
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Abstract

本申请提供一种有机氯污染物溯源方法及装置、计算机设备和存储介质，涉及污染物溯源技术领域。本申请在获取目标流域内不同采样位置的水体样品各自在气相色谱‑质谱联用仪作用下的与有机氯污染物相关的碎片离子色谱图后，会针对每个采样位置，根据该采样位置处水体样品的碎片离子色谱图，计算该采样位置的有机氯污染物的氯同位素比值，接着将所有氯同位素比值分别按照采样位置分布状况拟合到目标流域的运动演变模型上进行污染迁移模拟，从而得以利用有机氯污染物在扩散降解过程中所具有的稳定氯同位素指纹效应，结合氯同位素比值的空间分布差异状况进行定量溯源，得到目标流域的有机氯污染物迁移状况，方便后续环境治理作业的有效开展。

Description

有机氯污染物溯源方法及装置、计算机设备和存储介质
技术领域
本申请涉及污染物溯源技术领域，具体而言，涉及一种有机氯污染物溯源方法及装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
氯乙烯、氯甲烷等有机氯试剂是常见工业产品，往往会在泄露(例如，流入湖泊河流、渗入到土壤中国)后浸染地下水域，造成影响时间长达数十年的持久型水污染，因此对特定水域内的有机氯污染物的实际污染状况及污染迁移状况进行检测，便是环境污染防治事业的一项极为重要的事务。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种有机氯污染物溯源方法及装置、计算机设备和存储介质，能够基于有机氯污染物的氯同位素指纹效应对有机氯污染物进行定量溯源，以确定实际环境下的有机氯污染扩散迁移状况。
为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本申请提供一种有机氯污染物溯源方法，所述方法包括：
获取目标流域内不同采样位置的水体样品各自在气相色谱-质谱联用仪作用下的与有机氯污染物相关的碎片离子色谱图；
针对每个采样位置，根据该采样位置处水体样品的碎片离子色谱图，计算该采样位置处水体样品的有机氯污染物的氯同位素比值；
将计算出的所有氯同位素比值分别按照采样位置分布状况拟合到所述目标流域的运动演变模型上进行污染迁移模拟，得到所述目标流域的有机氯污染物迁移状况。
在可选的实施方式中，所述获取目标流域内不同采样位置的水体样品各自在气相色谱-质谱联用仪作用下的与有机氯污染物相关全的碎片离子色谱图的步骤，包括：
针对目标水域内每个采样位置，对该采样位置的水体样品进行固相萃取，得到对应的待测样品；
采用HP-5MS型毛细管色谱柱将该采样位置对应的待测样品注入到所述气相色谱-质谱联用仪中，其中所述HP-5MS型毛细管色谱柱的分流比为2:1；
控制所述气相色谱-质谱联用仪调整针对所述HP-5MS型毛细管色谱柱的作用温度以及载气注入流速，使所述待测样品的溶质与萃取剂在气相色谱中的色谱图形相互分离；
在针对该待测样品的溶质-溶剂分离过程中，控制所述气相色谱-质谱联用仪的电子轰击离子源持续地对所述HP-5MS型毛细管色谱柱内的待测样品进行离子裂解；
在所述电子轰击离子源持续运行的过程中，控制所述气相色谱-质谱联用仪在全离子扫描模式下对所述待测样品裂解出的离子碎片进行全离子扫描，得到对应的全离子色谱图；
基于所述全离子色谱图确定对应水体样品内存在的有机氯污染物的污染物种类，并控制所述气相色谱-质谱联用仪在特定碎片离子扫描模式下按照所述有机氯污染物的污染物种类所对应的质谱参数依次对裂解出的离子碎片进行碎片离子扫描，得到对应的碎片离子色谱图。
在可选的实施方式中，所述控制所述气相色谱-质谱联用仪调整针对所述HP-5MS型毛细管色谱柱的作用温度的步骤，包括：
将所述待测样品停留在所述HP-5MS型毛细管色谱柱内时的温控起始温度调制到35℃～40℃内，并维持所述温控起始温度在1min～2min内不变；
按照处于20℃/min～30℃/min内的升温速率调高所述HP-5MS型毛细管色谱柱内的温度；
在所述HP-5MS型毛细管色谱柱内的温度被调到处于110℃～120℃内的目标分离温度时，控制所述HP-5MS型毛细管色谱柱内的温度在所述目标分离温度维持1min。
在可选的实施方式中，所述
根据该采样位置处水体样品的碎片离子色谱图，计算该采样位置处水体样品的有机氯污染物的氯同位素比值的步骤，包括：
在得到的碎片离子色谱图中确定对应水体样品的氯原子核数目、氯分子离子的色谱峰面积以及氯同位素离子的色谱峰面积；
根据所述氯原子核数目、所述氯分子离子的色谱峰面积以及所述氯同位素离子的色谱峰面积，计算该水体样品的有机氯污染物的氯同位素比值。
在可选的实施方式中，单个水样样品的机氯污染物的氯同位素比值与该水样样品的氯原子核数目、氯分子离子的色谱峰面积及氯同位素离子的色谱峰面积之间的运算关系采用如下式子进行表达：
其中，R用于表示单个水样样品的机氯污染物的氯同位素子比值，n用于表示对应水样样品的氯原子核数目，A1用于表示对应水样样品的氯元素分子离子的色谱峰面积，A2用于表示水样样品的氯同位素离子的色谱峰面积。
在可选的实施方式中，所述方法还包括：
根据目标流域的地势分布状况、水位分布状况及水流运动状况，针对所述目标流域构建匹配的运动演变模型。
第二方面，本申请提供一种有机氯污染物溯源装置，所述装置包括：
流域色谱图获取模块，用于获取目标流域内不同采样位置的水体样品各自在气相色谱-质谱联用仪作用下的与有机氯污染物相关的碎片离子色谱图；
流域氯污染校验模块，用于针对每个采样位置，根据该采样位置处水体样品的碎片离子色谱图，计算该采样位置处水体样品的有机氯污染物的氯同位素比值；
有机氯污染溯源模块，用于将计算出的所有氯同位素比值分别按照采样位置分布状况拟合到所述目标流域的运动演变模型上进行污染迁移模拟，得到所述目标流域的有机氯污染物迁移状况。
在可选的实施方式中，所述装置还包括：
流域演变模型构建模块，用于根据目标流域的地势分布状况、水位分布状况及水流运动状况，针对所述目标流域构建匹配的运动演变模型。
第三方面，本申请提供一种计算机设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有可被所述处理器执行的计算机程序，所述处理器可执行所述计算机程序，实现前述实施方式中任意一项所述的有机氯污染物溯源方法。
第四方面，本申请提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现前述实施方式中任意一项所述的有机氯污染物溯源方法。
由此可知，本申请实施例的有益效果包括以下内容：
本申请在获取目标流域内不同采样位置的水体样品各自在气相色谱-质谱联用仪作用下的与有机氯污染物相关的碎片离子色谱图后，会针对每个采样位置，根据该采样位置处水体样品的碎片离子色谱图，计算该采样位置处水体样品的有机氯污染物的氯同位素比值，接着将所有氯同位素比值分别按照采样位置分布状况拟合到目标流域的运动演变模型上进行污染迁移模拟，从而得以利用有机氯污染物在扩散降解过程中所具有的稳定氯同位素指纹效应，结合氯同位素比值的空间分布差异状况进行定量溯源，得到目标流域的有机氯污染物迁移状况，方便后续环境治理作业的有效开展。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的计算机设备的组成示意图；
图2为本申请实施例提供的有机氯污染物溯源方法的流程示意图之一；
图3为图2中的步骤S210包括的子步骤的流程示意图；
图4为图2中的步骤S220包括的子步骤的流程示意图；
图5为本申请实施例提供的有机氯污染物溯源方法的流程示意图之二；
图6为本申请实施例提供的有机氯污染物溯源装置的组成示意图之一；
图7为本申请实施例提供的有机氯污染物溯源装置的组成示意图之二。
图标：10-计算机设备；11-存储器；12-处理器；13-通信单元；100-有机氯污染物溯源装置；110-流域色谱图获取模块；120-流域氯污染校验模块；130-有机氯污染溯源模块；140-流域演变模型构建模块。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，可以理解的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
请参照图1，图1是本申请实施例提供的计算机设备10的组成示意图。在本申请实施例中，所述计算机设备10可通过与气相色谱-质谱联用仪电性连接或通信连接，并控制所述气相色谱-质谱联用仪对目标流域(例如，某个湖泊或某个地下河流)内不同采样位置处的水体样品运用GC-MS(Gas Chromatograph-Mass Spectrometry，气相色谱-质谱联用技术)技术，得到目标流域内不同采样位置的水体样品所对应的与有机污染物相关的碎片离子色谱图，而后基于结合不同采样位置的与有机污染物相关的利用有机氯污染物在扩散降解过程中的氯同位素指纹效应，对目标流域内的有机氯污染物进行定量溯源，以确定目标流域内有机氯污染物的污染源头，以及有机氯污染物在目标流域内扩散降解时不同位置的氯同位素比值分布情况，得到实际环境下的有机氯污染扩散迁移状况。其中，所述氯同位素比值即为对应水样中氯元素的重同位素(37Cl)原子丰度与轻同位素(35Cl)原子丰度之间的比值。其中，所述计算机设备10可以是，但不限于，平板电脑、个人计算机、服务器等。
其中，所述计算机设备10可以包括存储器11、处理器12、通信单元13及有机氯污染物溯源装置100。所述存储器11、所述处理器12及所述通信单元13各个元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，所述存储器11、所述处理器12及所述通信单元13这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。
在本实施例中，所述存储器11可以是，但不限于，随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EEPROM)等。其中，所述存储器11用于存储计算机程序，所述处理器12在接收到执行指令后，可相应地执行所述计算机程序。
在本实施例中，所述处理器12可以是一种具有信号的处理能力的集成电路芯片。所述处理器12可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)及网络处理器(Network Processor，NP)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件中的至少一种。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。
在本实施例中，所述通信单元13用于通过网络建立所述计算机设备10与其他电子设备之间的通信连接，并通过所述网络收发数据，其中所述网络包括有线通信网络及无线通信网络。例如，所述计算机设备10可通过所述通信单元13获取目标流域的地势分布状况、水位分布状况及水流运动状况，并根据获取到的所述地势分布状况、所述水位分布状况及所述水流运动状况构建形成用于表述所述目标流域的环境变动演变状况的运动演变模型。
在本实施例中，所述有机氯污染物溯源装置100包括至少一个能够以软件或固件的形式存储于所述存储器11中或者所述计算机设备10的操作***中的软件功能模块。所述处理器12可用于执行所述存储器11存储的可执行模块，例如所述有机氯污染物溯源装置100所包括的软件功能模块及计算机程序等。所述计算机设备10可通过所述有机氯污染物溯源装置100利用有机氯污染物在扩散降解过程中所具有的稳定氯同位素指纹效应，结合有机氯污染物在实际环境下不同位置处的氯同位素比值分布状况对有机氯污染物进行定量溯源，以确定实际环境下的有机氯污染扩散迁移状况。
可以理解的是，图2所示的框图仅为所述计算机设备10的一种组成示意图，所述计算机设备10还可包括比图2中所示更多或者更少的组件，或者具有与图2所示不同的配置。图2中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
在本申请中，为确保所述计算机设备10能够利用有机氯污染物在扩散降解过程中所具有的稳定氯同位素指纹效应对有机氯污染物进行定量溯源，以确定实际环境下的有机氯污染扩散迁移状况，方便后续环境治理作业的有效开展，本申请实施例通过提供一种应用于上述计算机设备10的有机氯污染物溯源方法实现前述功能，下面对本申请提供的有机氯污染物溯源方法进行详细阐述。
请参照图2，图2是本申请实施例提供的有机氯污染物溯源方法的流程示意图之一。在本申请实施例中，所述有机氯污染物溯源方法可以包括步骤S210～步骤S230，以对实际环境下的有机氯污染物进行定量溯源，得到实际环境下的有机氯污染扩散迁移状况，方便后续环境治理作业的有效开展。
步骤S210，获取目标流域内不同采样位置的水体样品各自在气相色谱-质谱联用仪作用下的与有机氯污染物相关的碎片离子色谱图。
在本实施例中，所述计算机设备10可相应地控制气相色谱-质谱联用仪对同一目标流域内不同采样位置处的水体样品进行处理，得到不同采样位置的水体样品针对有机氯污染物的碎片离子色谱图。
可选地，请参照图3，图3是图2中的步骤S210包括的子步骤的流程示意图。在本实施例中，所述步骤S210可以包括子步骤S211～子步骤S215，以控制所述气相色谱-质谱联用仪获取到同一目标流域内不同采样位置各自涉及有机氯污染物的碎片离子色谱图。
子步骤S211，针对目标流域内每个采样位置，对该采样位置的水体样品进行固相萃取，得到对应的待测样品。
在本实施例中，当对同一采样位置的水体样品而言，可采用合适的萃取剂从该水体样品中针对有机氯污染物进行固相萃取，得到对应的由有机氯污染物加萃取剂相互融合形成的待测样品。
子步骤S212，采用HP-5MS型毛细管色谱柱将该采样位置对应的待测样品注入到所述气相色谱-质谱联用仪中，其中所述HP-5MS型毛细管色谱柱的分流比为2:1。
在本实施例中，对同一采样位置的所对应的待测样品而言，可重复多次地从该水体样品中抽取小样并通过HP-5MS型毛细管色谱柱将抽取的小样注入到所述气相色谱-质谱联用仪中进行色谱图获取处理。其中，HP-5MS型毛细管色谱柱相较于DB-5MS型毛细管色谱柱具有更短的柱长，且填料厚度较薄，可实现全离子色谱图及碎片离子色谱图的快速测试。
子步骤S213，控制气相色谱-质谱联用仪调整针对HP-5MS型毛细管色谱柱的作用温度以及载气注入速率，使待测样品的溶质与萃取剂在气相色谱中的色谱图形相互分离。
在本实施例中，为确保所述HP-5MS型毛细管色谱柱内的水体样品能够在具体气相色谱中表现出溶质与萃取剂各自的色谱图形相互分离，所述计算机设备10将对应控制所述气相色谱-质谱联用仪对所述HP-5MS型毛细管色谱柱针对待测样品的作用温度进行管理，并按照特定载气注入流速向该HP-5MS型毛细管色谱柱注入载气，以通过所述载气对所述HP-5MS型毛细管色谱柱内挥发的物质携带出该HP-5MS型毛细管色谱柱，从而确保所述HP-5MS型毛细管色谱柱内的水体样品能够在2:1的分流比作用下表现出溶质与萃取剂各自的色谱图形充分分离。其中，可将采用高纯度氦气作为所述载气，并将所述载气的气体流速设置为1ml/min，使所述HP-5MS型毛细管色谱柱顶端维持在60kPa的气压下。
在本实施例中，所述控制气相色谱-质谱联用仪对HP-5MS型毛细管色谱柱调整针对HP-5MS型毛细管色谱柱的作用温度的步骤，可以包括：
将所述待测样品停留在所述HP-5MS型毛细管色谱柱内时的温控起始温度调制到35℃～40℃内，并维持所述温控起始温度在1min～2min内不变；
按照处于20℃/min～30℃/min内的升温速率调高所述HP-5MS型毛细管色谱柱内的温度；
在所述HP-5MS型毛细管色谱柱内的温度被调到处于110℃～120℃内的目标分离温度时，控制所述HP-5MS型毛细管色谱柱内的温度在所述目标分离温度维持1min。
其中，将所述HP-5MS型毛细管色谱柱内的温控起始温度调制到35℃～40℃内的操作可以确保对应水体样品的溶质与萃取剂在色谱图中的出峰时间相互错开，确保同一色谱图中溶质所对应的色谱峰晚于萃取剂所对应的色谱峰出现，并且溶质所对应的色谱峰与萃取剂所对应的色谱峰完全分离，确保后续计算出的氯同位素比值的数值精准度。
上述处于20℃/min～30℃/min内的升温速率可确保对应色谱图中色谱峰具有适中的宽度，并有效抑制溶质的色谱峰先于溶剂所对应的色谱峰出现。
上述目标分离温度可基于对应水体样品所具有的有机氯污染物的沸点温度进行配置，无需将对应水体样品中的有机氯污染物被加热到完全挥发来确保色谱图效果。以沸点温度为130℃的四氯乙烯(PCE)为例，若有机氯污染物为PCE，则对应的目标分离温度可直接设为120℃。
由此，所述计算机设备10可通过上述温控管理操作配合载气注入操作让HP-5MS型毛细管色谱柱内的水体样品的溶质与萃取剂在气相色谱中的色谱图形充分分离。
子步骤S214，在针对该待测样品的溶质-溶剂分离过程中，控制气相色谱-质谱联用仪的电子轰击离子源持续地对HP-5MS型毛细管色谱柱内的待测样品进行离子裂解。
在本实施例中，所述气相色谱-质谱联用仪的电子轰击离子源可采用70eV电离能的离子源执行对应的离子裂解操作。
步骤S215，在电子轰击离子源持续运行的过程中，控制气相色谱-质谱联用仪在全离子扫描模式下对待测样品裂解出的离子碎片进行全离子扫描，得到对应的全离子色谱图。
步骤S216，基于全离子色谱图确定对应水体样品内存在的有机氯污染物的污染物种类，并控制气相色谱-质谱联用仪在特定碎片离子扫描模式下按照有机氯污染物的污染物种类所对应的质谱参数依次对裂解出的离子碎片进行碎片离子扫描，得到对应的碎片离子色谱图。
在本实施例中，当确定出对应水体样品所对应的全离子色谱图后，可相应地在NIST谱库中检索与所述全离子色谱图中的溶质峰相匹配的色谱峰，以此确定出水体样品内存在的有机氯污染物的污染物种类，并从该NIST谱库中调用出与所述有机氯污染物的污染物种类各自对应的质谱参数(例如，166m/z，164m/z，129m/z，131m/z，94m/z，96m/z，59m/z，61m/z)，然后按照查找到的质谱参数配置所述气相色谱-质谱联用仪，使该气相色谱-质谱联用仪在特定碎片离子扫描模式下按照所述质谱参数对由新进入所述HP-5MS型毛细管色谱柱内的待测样品裂解出的离子碎片进行碎片离子扫描，得到对应的碎片离子色谱图。此时，所述全离子色谱图中与溶质对应的每个色谱峰的出峰时间对应所述碎片离子色谱图中溶质所对应的一个色谱峰的出峰时间，即所述碎片离子色谱图中每个涉及有机氯污染物的色谱峰对应所述全离子色谱图中的一个色谱峰，每个碎片离子色谱图对应一种有机氯污染物的污染物种类。其中，所述全离子扫描与所述碎片离子扫描各自的扫描驻留时长可配置为70ms。
由此，本申请可通过执行上述子步骤S211～子步骤S215，控制所述气相色谱-质谱联用仪精准获取同一目标流域内不同采样位置各自对应的涉及有机氯污染物的碎片离子色谱图，保证有机氯污染物在所述全离子色谱图及所述碎片离子色谱图内的色谱峰与对应萃取剂的色谱峰相互分离，提升氯同位素比值的计算精准度。
步骤S220，针对每个采样位置，根据该采样位置处水体样品的碎片离子色谱图，计算该采样位置处水体样品的有机氯污染物的氯同位素比值。
在本实施例中，当所述计算机设备10得到单个采样位置处的与有机氯污染物对应的碎片离子色谱图后，可根据同一采样位置所对应的碎片离子色谱图中涉及有机氯污染物的色谱峰面积分布状况，计算得到该采样位置处水体样品的有机氯污染物的氯同位素比值。
可选地，请参照图4，图4是图2中的步骤S220包括的子步骤的流程示意图。在本实施例中，所述步骤S220中根据该采样位置处水体样品的碎片离子色谱图，计算该采样位置处水体样品的有机氯污染物的氯同位素比值的步骤，可以包括子步骤S221～子步骤S223，用以精准测定出单个采样位置处有机氯污染物的氯同位素比值。
子步骤S221，在得到的碎片离子色谱图中确定对应水体样品的氯原子核数目、氯分子离子的色谱峰面积以及氯同位素离子的色谱峰面积。
在本实施例中，当得到某个采样位置处对应的所有碎片离子色谱图后，可相应地确定出该采样位置处水体样品中的氯原子核数目，而后对氯分子离子在对应碎片离子色谱图中与有机氯污染物对应的色谱峰进行积分处理，得到该水体样品的氯分子离子的色谱峰面积，并对氯同位素离子在对应碎片离子色谱图中与有机氯污染物对应的色谱峰进行积分处理，得到该水体样品的氯分子离子的色谱峰面积。
子步骤S222，根据氯原子核数目、氯分子离子的色谱峰面积以及氯同位素离子的色谱峰面积，计算该水体样品的有机氯污染物的氯同位素比值。
在本实施例中，单个水样样品的机氯污染物的氯同位素比值与该水样样品的氯原子核数目、氯分子离子的色谱峰面积及氯同位素离子的色谱峰面积之间的运算关系采用如下式子进行表达：
其中，R用于表示单个水样样品的机氯污染物的氯同位素子比值，n用于表示对应水样样品的氯原子核数目，A1用于表示对应水样样品的氯元素分子离子的色谱峰面积，A2用于表示水样样品的氯同位素离子的色谱峰面积。
由此，本申请可通过执行上述子步骤S221～子步骤S222，有效提升单个采样位置处有机氯污染物的氯同位素比值的数值精准度。
可以理解的是，上述步骤S220还可以通过将得到的碎片离子色谱图进行拟合，确定出每个含氯核素碎片离子的色谱峰面积，并相应确定每个含氯核素碎片离子的氯同位素比值，而后计算每个含氯核素碎片离子的色谱峰面积占总离子色谱峰面积的权重因子，接着根据各含氯核素碎片离子的权重因子，对所有含氯核素碎片离子各自的氯同位素比值进行加权求和运算，得到对应采样位置的水体样品的氯同位素比值。
步骤S230，将计算出的所有氯同位素比值分别按照采样位置分布状况拟合到目标流域的运动演变模型上进行污染迁移模拟，得到目标流域的有机氯污染物迁移状况。
在本实施例中，当所述计算机设备10确定出所述目标流域内不同采样位置各自的氯同位素比值后，可根据所述目标流域的运动演变模型中各采样位置的位置分布状况，将计算出的各采样位置对应的氯同位素比值分别批注到所述目标流域的运动演变模型中对应位置处，从而结合所述运动演变模型所表征出的水流运动状况和有机氯污染物在扩散降解过程中的稳定氯同位素指纹效应，确定出有机氯污染物在这多个采样位置的水体样品之间的氯同位素扩散状况，得到该目标流域内有机氯污染物的污染源头以及有机氯污染物在目标流域内扩散降解时不同位置的氯同位素比值分布情况，以完成对目标流域内的有机氯污染物的定量溯源操作，得到目标流域的有机氯污染物迁移状况，方便后续环境治理作业的有效开展。
由此，本申请可通过执行上述步骤S210～步骤S230，基于有机氯污染物在扩散降解过程中的稳定氯同位素指纹效应，对实际环境下的有机氯污染物进行定量溯源，得到实际环境下的有机氯污染扩散迁移状况，方便后续环境治理作业的有效开展。
可选地，请参照图5，图5是本申请实施例提供的有机氯污染物溯源方法的流程示意图之二。在本申请实施例中，所述有机氯污染物溯源方法还可以包括步骤S209。
步骤S209，根据目标流域的地势分布状况、水位分布状况及水流运动状况，针对目标流域构建匹配的运动演变模型。
在本申请中，为确保所述计算机设备10能够通过所述有机氯污染物溯源装置100执行上述有机氯污染物溯源方法，本申请通过对所述有机氯污染物溯源装置100进行功能模块划分的方式实现前述功能。下面对本申请提供的有机氯污染物溯源装置100的具体组成进行相应描述。
请参照图6，图6是本申请实施例提供的有机氯污染物溯源装置100的组成示意图之一。在本申请实施例中，所述有机氯污染物溯源装置100可以包括流域色谱图获取模块110、流域氯污染校验模块120及有机氯污染溯源模块130。
流域色谱图获取模块110，用于获取目标流域内不同采样位置的水体样品各自在气相色谱-质谱联用仪作用下的与有机氯污染物相关的碎片离子色谱图。
流域氯污染校验模块120，用于针对每个采样位置，根据该采样位置处水体样品的碎片离子色谱图，计算该采样位置处水体样品的有机氯污染物的氯同位素比值。
有机氯污染溯源模块130，用于将计算出的所有氯同位素比值分别按照采样位置分布状况拟合到所述目标流域的运动演变模型上进行污染迁移模拟，得到所述目标流域的有机氯污染物迁移状况。
请参照图7，图7是本申请实施例提供的有机氯污染物溯源装置100的组成示意图之二。在本申请实施例中，所述有机氯污染物溯源装置100还可以包括流域演变模型构建模块140。
流域演变模型构建模块140，用于根据目标流域的地势分布状况、水位分布状况及水流运动状况，针对目标流域构建匹配的运动演变模型。
需要说明的是，本申请实施例所提供的有机氯污染物溯源装置100，其基本原理及产生的技术效果与前述的有机氯污染物溯源方法相同。为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的针对有机氯污染物溯源方法的描述内容。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
综上所述，在本申请提供的一种有机氯污染物溯源方法及装置、计算机设备和存储介质中，本申请在获取目标流域内不同采样位置的水体样品各自在气相色谱-质谱联用仪作用下的与有机氯污染物相关的碎片离子色谱图后，会针对每个采样位置，根据该采样位置处水体样品的碎片离子色谱图，计算该采样位置处水体样品的有机氯污染物的氯同位素比值，接着将所有氯同位素比值分别按照采样位置分布状况拟合到目标流域的运动演变模型上进行污染迁移模拟，从而得以利用有机氯污染物在扩散降解过程中所具有的稳定氯同位素指纹效应，结合氯同位素比值的空间分布差异状况进行定量溯源，得到目标流域的有机氯污染物迁移状况，方便后续环境治理作业的有效开展。
以上所述，仅为本申请的各种实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应当以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种有机氯污染物溯源方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标流域内不同采样位置的水体样品各自在气相色谱-质谱联用仪作用下采用HP-5MS型毛细管色谱柱得到的与有机氯污染物相关的碎片离子色谱图；
针对每个采样位置，根据该采样位置处水体样品的碎片离子色谱图，计算该采样位置处水体样品的有机氯污染物的氯同位素比值；
将计算出的所有氯同位素比值分别按照采样位置分布状况拟合到所述目标流域的运动演变模型上进行污染迁移模拟，得到所述目标流域的有机氯污染物迁移状况，其中所述有机氯污染物迁移状况包括所述目标流域内有机氯污染物的污染源头以及有机氯污染物在所述目标流域内扩散降解时不同位置的氯同位素比值分布情况。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标流域内不同采样位置的水体样品各自在气相色谱-质谱联用仪作用下采用HP-5MS型毛细管色谱柱得到的与有机氯污染物相关的碎片离子色谱图的步骤，包括：
针对目标水域内每个采样位置，对该采样位置的水体样品进行固相萃取，得到对应的待测样品；
采用HP-5MS型毛细管色谱柱将该采样位置对应的待测样品注入到所述气相色谱-质谱联用仪中，其中所述HP-5MS型毛细管色谱柱的分流比为2:1；
控制所述气相色谱-质谱联用仪调整针对所述HP-5MS型毛细管色谱柱的作用温度以及载气注入流速，使所述待测样品的溶质与萃取剂在气相色谱中的色谱图形相互分离；
在针对该待测样品的溶质-溶剂分离过程中，控制所述气相色谱-质谱联用仪的电子轰击离子源持续地对所述HP-5MS型毛细管色谱柱内的待测样品进行离子裂解；
在所述电子轰击离子源持续运行的过程中，控制所述气相色谱-质谱联用仪在全离子扫描模式下对所述待测样品裂解出的离子碎片进行全离子扫描，得到对应的全离子色谱图；
基于所述全离子色谱图确定对应水体样品内存在的有机氯污染物的污染物种类，并控制所述气相色谱-质谱联用仪在特定碎片离子扫描模式下按照所述有机氯污染物的污染物种类所对应的质谱参数依次对裂解出的离子碎片进行碎片离子扫描，得到对应的碎片离子色谱图。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制所述气相色谱-质谱联用仪调整针对所述HP-5MS型毛细管色谱柱的作用温度的步骤，包括：
将所述待测样品停留在所述HP-5MS型毛细管色谱柱内时的温控起始温度调制到35℃～40℃内，并维持所述温控起始温度在1min～2min内不变；
按照处于20℃/min～30℃/min内的升温速率调高所述HP-5MS型毛细管色谱柱内的温度；
在所述HP-5MS型毛细管色谱柱内的温度被调到处于110℃～120℃内的目标分离温度时，控制所述HP-5MS型毛细管色谱柱内的温度在所述目标分离温度维持1min。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据该采样位置处水体样品的碎片离子色谱图，计算该采样位置处水体样品的有机氯污染物的氯同位素比值的步骤，包括：
在得到的碎片离子色谱图中确定对应水体样品的氯原子核数目、氯分子离子的色谱峰面积以及氯同位素离子的色谱峰面积；
根据所述氯原子核数目、所述氯分子离子的色谱峰面积以及所述氯同位素离子的色谱峰面积，计算该水体样品的有机氯污染物的氯同位素比值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，单个水样样品的机氯污染物的氯同位素比值与该水样样品的氯原子核数目、氯分子离子的色谱峰面积及氯同位素离子的色谱峰面积之间的运算关系采用如下式子进行表达：
其中，R用于表示单个水样样品的机氯污染物的氯同位素子比值，n用于表示对应水样样品的氯原子核数目，A1用于表示对应水样样品的氯元素分子离子的色谱峰面积，A2用于表示水样样品的氯同位素离子的色谱峰面积。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据目标流域的地势分布状况、水位分布状况及水流运动状况，针对所述目标流域构建匹配的运动演变模型。
7.一种有机氯污染物溯源装置，其特征在于，所述装置包括：
流域色谱图获取模块，用于获取目标流域内不同采样位置的水体样品各自在气相色谱-质谱联用仪作用下采用HP-5MS型毛细管色谱柱得到的与有机氯污染物相关的碎片离子色谱图；
流域氯污染校验模块，用于针对每个采样位置，根据该采样位置处水体样品的碎片离子色谱图，计算该采样位置处水体样品的有机氯污染物的氯同位素比值；
有机氯污染溯源模块，用于将计算出的所有氯同位素比值分别按照采样位置分布状况拟合到所述目标流域的运动演变模型上进行污染迁移模拟，得到所述目标流域的有机氯污染物迁移状况，其中所述有机氯污染物迁移状况包括所述目标流域内有机氯污染物的污染源头以及有机氯污染物在所述目标流域内扩散降解时不同位置的氯同位素比值分布情况。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
流域演变模型构建模块，用于根据目标流域的地势分布状况、水位分布状况及水流运动状况，针对所述目标流域构建匹配的运动演变模型。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有可被所述处理器执行的计算机程序，所述处理器可执行所述计算机程序，实现权利要求1-6中任意一项所述的有机氯污染物溯源方法。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1-6中任意一项所述的有机氯污染物溯源方法。
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