基于主成分分析和模糊数学的黄河小浪底水质监测与评价

[目的] 监测了黄河小浪底水库南山、大横岭、桐树岭3个断面，分析了黄河小浪底水库水质现状及潜在污染来源，以期为其环境改善提供帮助。[方法] 根据3个断面的水质实测数据，采用主成分分析选择主要评价因子，运用模糊评价法对水库水质进行评价。[结果] 通过主成分分析得到6个主要水质因子，分别是溶解氧（DO）、五日生化需氧量（BOD₅）、氨氮（NH₃-N）、总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐指数（COD_Mn）。其中DO和BOD₅属于Ⅰ类水，其值分别在3.8~12.8 mg/L和0.9~1.7 mg/L之间；NH₃-N介于Ⅰ类水与Ⅱ类水之间，其值为0.03~0.72 mg/L；TN超过Ⅴ类水，其值在2~4.88 mg/L之间；TP和COD_Mn属于Ⅱ类水，其值分别在0.02~0.05 mg/L和1.8~2.7 mg/L之间。通过模糊综合评判法得到水库主要污染物为TN和TP，水质整体属于Ⅲ类水，达到了水质要求。[结论] 通过主成分分析与模糊综合评价法发现，小浪底水库水质基本满足要求，但存在TN和TP污染风险。     

基于主成分分析及水质标识指数法的黄河托克托段水质评价

[目的]分析黄河托克托河段水污染特征,合理选择水质评价指标,从而实现对黄河托克托段水质评价。[方法]以黄河托克托段干流2017年4—8月9个水质采样断面逐月连续水质监测数据为基础,利用多元统计法对水质样本进行主成分因子分析,构建水质评价指标体系,应用综合水质指数法对该河段水质进行评价。[结果](1)黄河托克托段水质状况整体为Ⅳ类水,该河段段主要污染因子为TN,TP,COD,属于有机型及富营养化污染;(2)时空分布上从上游到下游水质逐渐变好,支流汇入口大黑河断面由于受汛期大黑河超标污染物排入水质变差,采样期间8月水质状况最差,其次是4月,5—7月水质相对较好。[结论]基于主成分因子分析和综合水质标识指数法的水质评价方法不仅可以准确客观地反映水质特征,同时可对不同断面水质进行比较。黄河托克托段水质状况较差(整体Ⅳ类),属于有机型及富营养化污染。     

使用熵权法划分污染重点区域及识别主要污染因子

[目的]对嘉兴市污染重点区域进行划分,并探明该区域主要污染因子。[方法]在嘉兴市及周边地区的主要河道上设置29个监测断面,监测指标包括CODCr,大肠杆菌总数,TN,NH+4—N和TP。再利用熵权法将多个水质参数转化为一个综合指数,通过对综合指数进行分析。[结果]嘉兴市TN,TP超标严重,浓度范围分别为2.60~10.52mg/L,0.60~5.68mg/L,均超过地表水水质标准(GB3838—2002)中的Ⅴ类标准。29个监测点的水质综合指数范围为1.61~8.69。嘉兴市的海盐县、平湖市交界处以及秀洲区中部综合污染最严重,以此为中心向外污染程度逐渐降低,桐乡、海宁西部及嘉善县北部相对污染最轻。研究区中TP为主要污染因子,CODCr,大肠杆菌总数次之。[结论]在污染总体较严重的地区,水质综合指数法可以较好地体现区域间污染程度的差异,通过比较同一监测点不同水质参数对综合指数的贡献还可获得区域主要污染因子。     

内蒙古自治区呼伦湖水质变化特征及其影响因素

[目的]对内蒙古呼伦湖水质变化特征及其影响因素进行分析,为呼伦湖富营养化机理研究提供理论基础。[方法]采用2012—2014年的水质监测数据,对水体中TN,TP和叶绿素a(Chla)浓度的时空分布进行分析,采用综合营养状态指数法对水质进行富营养化评价,并对影响水质变化的因素进行探讨。[结果]在时间上,Chla,TN,TP浓度均表现为:7,8月9月1月;在空间上,TN的浓度的范围为1.70~2.31mg/L,均值为1.94mg/L。TP的浓度的范围为0.15~0.25mg/L,均值为0.19mg/L。呼伦湖水质已经达到地表水环境质量Ⅳ,Ⅴ类水体标准,是磷限制性湖泊。叶绿素a与总氮表现为:西南、东北两端中部,总磷浓度除一个水质观测点较高外,其他各观测点变化不大。呼伦湖水体夏季已经呈现中度富营养化水平,而冬季和秋季呈轻度富营养化水平。[结论]呼伦湖已经处于富营养化状态,丰富的外源输入为非冰封期呼伦湖发生富营养化提供了一定的物质基础。     

荒漠化地区水化学特性及其对胡杨林生长的影响

[目的]探讨荒漠化地区不同地表水水质特性对胡杨林更新演替的影响,为胡杨林的保育及复壮更新工作提供理论支撑与科学根据。[方法]以塔里木胡杨国家级自然保护区为研究区,根据实地考察、采样及试验分析,对塔河中游水质状况及其对胡杨生长的影响进行了对比研究。[结果](1)研究区地表水水化学类型为硫酸盐类钙组Ⅲ型或氯化物类钠组Ⅲ型水(按阿列金分类法),pH值低于8.0,胡杨生长良好地区地表水样pH值在7.42~7.82;(2)漫溢河水总硬度、总碱度及TDS均高于干流水体,分别为325.3~769.5,142.6~290.3及782.2~1 037.5mg/L,胡杨在地表水TDS1 000mg/L的环境下能正常生长;区内地表水受到农田排水的不利影响,氨氮含量在0~0.45mg/L。[结论]研究区内地下水盐分含量远高于地表水,不能满足胡杨幼苗的萌发与生长,仅在濒临河道的狭窄地带能实现胡杨林的自然更新,地下水盐碱胁迫是胡杨林更新复壮的重要制约因素。     

基于组合赋权贝叶斯模型的平寨水库水质评价

[目的]对黔中水利枢纽的一期工程的核心水源工程——平寨水库的水环境质量进行评价,为该水库水环境质量评价及科学管理提供科学参考。[方法]于2018年1,5,8月选取了平寨水库7个断面进行水样采集,选择溶解氧(DO),化学需氧量(COD),总氮(TN),氨氮(NH_3-N)这4个因子作为水质评价指标。在层次分析法和熵权法组合确定各评价指标权重的基础上,结合贝叶斯模型对平寨水库进行水质评价。[结果]①从组合权重来看,TN和COD对平寨水库水质影响较大,DO和NH_3-N影响较小。②平寨水库丰水期水质最好,其次为枯水期,最次为平水期;各断面中库区中心1(KQ1)、库区中心2(KQ2)以及纳雍河断面(NY)水质最差。③TN和COD是平寨水库的主要污染因子。[结论]基于组合赋权贝叶斯模型的水质评价方法不仅区分了各评价因子对水质贡献的差异性,同时对水质进行了较为精确的评价。整体而言,平寨水库水质状况达到了贵州省水功能区划的相应要求。     

湘西花垣河花垣镇地段水体污染特征及来源解析

为探究矿业经济发展背景下花垣河重污染地段水体污染特征及污染物来源,于2007年1月至2015年12月对湘西花垣河重污染地段狮子桥电站下游200m、川心城、教化码头、汇合口、龙科村下游500m及对照点兄弟河浮桥电站上游100m共6个点位水体中的Pb,Cd,Mn,Zn,Cr6+,高锰酸盐指数,氨氮,COD,BOD5的含量进行测定,并对监测值进行了相关性及主成分分析。结果表明:研究区水体主要以Mn、氨氮污染为主,Mn和氨氮在2007—2015年间最大监测值分别达到了2.561 9mg/L,2.539mg/L,9年来除氨氮、BOD5呈先降后升外,其他污染物监测值总体呈下降趋势;Pb—Zn,Mn—Cd,Cr—Cd,Cr—Mn,氨氮—高锰酸盐指数,COD—高锰酸盐指数,COD—氨氮之间具有显著正相关性(p0.01),COD—Zn,COD—Pb之间存显著负相关性(p0.01),高锰酸盐指数—Pb,氨氮—Pb之间具有显著负相关性(p0.05),BOD5—高锰酸盐指数,BOD5—氨氮之间存在显著正相关性(p0.05),说明以上污染物相互之间有较大影响;花垣河点位1—5之间具有显著正相关性(p0.01),说明各监测点位相互之间存在较大影响;主成分的主要影响因素为高锰酸盐指数,氨氮,COD,BOD5,Cd,Mn,Cr等的监测值,点位1—5污染程度排序为:点位5点位1点位2点位3点位4;污染成因分析结果表明,花垣河水体中存在无机污染和有机污染,周边企业废水和居民生活污水是花垣河水体污染的主要来源。     

关中地区农村典型涝池水体污染物特征及其水质现状调查与分析

[目的]探究影响涝池水体水环境质量的主要原因,以期能为涝池水体水环境保护和水质状况改善提供科学依据。[方法]从涝池的功能、容量、面积和结构等方面出发,选取陕西省杨凌农业高新技术产业示范区8个具有典型代表性的涝池,对涝池水体pH值、溶解氧、化学需氧量、氨氮、总磷、总氮进行测定,同时对水质样本点各污染物指标进行参数检验,并应用单因子指数等方法对其综合评定。[结果]①点源污染型涝池在不同采样点位置水体污染物浓度差异显著(p0.05),各涝池总氮、总磷平均浓度范围分别为:4.70～78.13 mg/L,0.03～4.27 mg/L;氨氮平均浓度范围为0.36～39.18 mg/L;化学需氧量平均浓度范围为33.0～1 067.40 mg/L;溶解氧平均浓度范围为1.5～7.3 mg/L;pH值大小平均值范围为7.85～8.64;②大部分涝池水体污染严重,水质均为劣Ⅴ类,污染物主要以氮类污染物指标为主;③调查区涝池水质污染程度排序为:点源污染+有措施面源污染+无措施点源污染+无措施。[结论]布设污水处理设施及池底防渗措施对于改善涝池水环境状态较为重要。此外辅以内源水体的相关修复及管护工作,效果将会更好。     

宿州市沱河段水质时间变化及影响因素研究

通过对宿州市沱河段沿岸实地调查,以沱河东关闸断面为采样点,分时段采集样品,并以沱河东关闸断面2004-2009年的连续监测资料为基础,对水质污染物主要指标进行了分析。监测的水质指标包括溶解氧(DO)、生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、氨氮(NH₃-N)、总氮(TN)、总磷(TP)。采用单因子评价,基于直观图解、线性趋势分析和季节性Kendall检验法,探究了沱河水质污染的年内及年际变化趋势,并分析影响水质变化的主要因素,提出了相关保护对策。结果表明:(1)年内水质变化显著,DO,NH₃-N和TP在冬季含量偏高,TN和COD在春、秋季含量较高,BOD在夏季含量偏高。(2)年际变化方面,BOD,NH₃-N和TN均呈显著下降趋势,COD呈不明显下降趋势,DO和TP无明显变化趋势。总体来说,宿州市沱河段水质状况处于不断改善之中。     

三峡库区涪陵段水质状况主要影响因子调查研究

三峡工程蓄水后,河床升高,水流减缓,水体自净能力降低,水体质量下降,有可能会导致长江干流及其部分支流发生富营养化。2011—2013年,根据三峡库区涪陵段不同时期水位高低的不同,分别在低水位(150~155 m)、中水位(155~160 m)、高水位(160~165 m)和最高水位(170~175 m)对主要影响因子"TN"和"TP"进行了监测,结果表明:"TN"虽然含量较高,但总体含量呈逐年下降趋势;"TP"变化不明显,以无趋势为主,水质基本上介于Ⅱ类和Ⅲ类之间,其他区域和时段不排除发生富营养化的可能性。     

内蒙古乌梁素海入湖水质超标风险率分析

以内蒙古乌梁素海入流水体为研究对象,考虑湖泊水质的随机性和灰色不确定性,以灰色概率统计理论为基础,引入灰色-随机风险率方法,通过计算并分析2006年、2007年和2008年入湖断面各水质参数存在的超标风险性,反映不同水质参数的污染强度和污染历时的变化过程。结果表明,入湖水体总氮总磷浓度超标风险率呈现逐年上升的趋势;总氮浓度超过Ⅴ类标准值的上限风险率达96.4%,下限风险率达87.7%;总磷浓度超过Ⅴ类标准值的上限风险率达96.2%,下限风险率达86.9%;BOD5浓度超过Ⅴ类标准值的平均风险率达55%;COD浓度超过Ⅴ类标准值的平均风险率达85%。乌梁素海入湖水体污染程度已十分严重,源头水污染防治已刻不容缓。     

基于Box—Jenkins方法的黄河水质时间序列分析与预测

采用基于Box-Jenkins方法的时间序列分析技术,对黄河上游甘肃兰州段、中游吴堡和下游山东利津段的水质进行了趋势分析和预测。选取对水质产生影响较大的两个污染因子化学需氧量（CODMn）和溶解氧（D0O1994—2003连续10a的月平均水质监测数据,借助Matlab和SAS统计软件,建立了ARIMA模型和乘积季节时间序列模型,并分析了这两个污染因子随时间推移的变化规律。结果表明：ARIMA模型和乘积季节模型能够用于短期水质预测,并且预测效果较好。黄河流域从上游到下游水质总体状况呈逐渐下降趋势,上游水质一般为Ⅱ和Ⅲ类,而中游和下游水质基本为Ⅳ、Ⅴ和超Ⅴ类。     

工业区河涌污染与生态危害评价——以佛山三水大塱涡涌为例

在对工业区大塱涡涌水质及底泥重金属进行调查与分析的基础上,评价了底泥重金属潜在生态危害。结果表明,大塱涡涌水体COD、氨氮、总磷、DO与重金属Cr均超过地表水Ⅴ类水体标准,属于劣Ⅴ类水体;底泥重金属Cu、Zn与Cd平均含量超出土壤环境质量三级标准,且重金属Cu、Zn、Pb平均含量超过农用污泥污染物控制标准,该河段疏浚底泥不宜作为肥料直接施用于农田;大塱涡涌表层底泥重金属的潜在生态危害程度总体为强,几种重金属潜在生态危害平均程度从大到小为：Cd〉Cu〉Pb〉Zn〉Cr。     

2种植物浮床对含抗生素养殖废水的净化效果

[目的]探讨湿地植物种类、浮床覆盖面积和处理时间3个因素对含抗生素养殖废水净化效果的影响,为高效利用湿地植物浮床技术去除养殖废水中的传统污染物和抗生素提供依据。[方法]分别利用巴拉草(Brachiaria mutica)和短叶茳芏(Cyperus malaccensis Lam. var.brevifolius)构建了植物浮床,每种植物浮床设置了20%,40%,60%这3个水面覆盖面积,监测了植物浮床在不同处理时间对养殖废水中的化学需氧量(COD)、氮磷和磺胺嘧啶的净化效果。[结果]各处理水质各指标随着运行时间持续变好:pH值变中性;溶解氧(DO)含量增加;氧化还原电位(ORP)上升;COD,氨氮(NH_3-N),总氮(TN),总磷(TP)和抗生素磺胺嘧啶(SDZ)浓度持续降低;不同植物种类对水体pH值和ORP值,DO和COD的含量无显著影响,但显著影响水体营养盐的去除;巴拉草浮床对水体中NH_3-N,TN和TP的去除效果优于短叶茳芏浮床;两种植物对SDZ的去除效率相当;总体上,60%的覆盖面积更加有利于水体中污染物的去除,但不利于DO扩散。[结论] 60%覆盖面积的巴拉草浮床,在运行47 d时,去除养殖废水中COD(88%),NH_3-N(97%),TN(89%),TP(94%)和SDZ(43%)的效果最好。     

北京怀沙河水质污染与防治对策简

在对北京怀沙河的水质进行调查的基础上提出相应的防治对策.结果表明：怀沙河水质已重度富营养化,主要污染物为总氮、总磷,大部分河段总氮质量浓度严重超过Ⅴ类水环境标准,总磷质量浓度超过Ⅲ类水环境标准,综合评价整个流域,水环境为劣Ⅴ类,水资源质量属重富营型,远未达到规划要求的Ⅱ类水环境标准.提出的相应治理对策有：继续加大水环境保护及治理措施;加大清洁小流域建设力度;对潜在的污染因素及早发现,及早治理;采取严格的管理措施;加大水环境保护法规的宣传,提高群众环境保护意识;加大执法力度,提高违法成本,对违法水案件进行严查;加强水质监测和管护工作.该成果对建设清洁型小流域具有参考意义.     

黄河宁蒙河段泥沙加入量分析及防治对策

利用1950—2005年黄河干流泥沙分布特征值资料与干流任意河段年平均泥沙加入公式对黄河干流宁蒙河段年平均泥沙加入进行了计算分析。结果表明,1950—2005年宁蒙河段每年都有大量泥沙加入,并且加入量随时间呈波动变化。通过数据分析与实地调查发现,造成该河段泥沙大量加入以及随时间呈波动变化的原因主要是宁蒙河段穿越腾格里沙漠、河东沙地、乌兰布和沙漠以及库布齐沙漠,沙漠与河流交互作用,使其具备风沙直接入黄以及支流泥沙入黄的条件;尤其以"十大孔兑"河道上游比降大,河道两岸地表沙物质易蚀性高,从而导致大量泥沙通过洪水过程进入黄河。黄河宁蒙河段的泥沙防治关键在于减少入黄泥沙量,特别是要加强"十大孔兑"地区的水土保持综合防治力度。     

基于BP神经网络的辽河源头区水质评价研究

基于辽河源头区水环境问题日益突出的现状,该文开展了辽河源头区水环境质量的研究,旨在对区内的水体质量进行分析评价。通过资料收集与汇总,基于BP人工神经网络结构的思想和理论,利用研究区内13个控制断面的水质监测数据,建立了包括pH、溶解氧、氨氮、化学需氧量、五日生化需氧量、高锰酸盐指数的水质综合评价模型,并应用训练好的模型进行仿真运算及水质综合评价。结果显示,在选取的13个断面中,约76.92%的断面为Ⅴ类—劣Ⅴ类水质,仅有23.08%的断面水质级别在Ⅱ—Ⅲ类之间,研究区上游断面的水质状况较好,中下游的水质较差。将该结果与《环境公报》公布的主要断面水质结果进行对比,81.25%的评价结果相同,采用BP神经网络对研究区水质进行综合评价具有较强的适用性和可靠性。     

关键控制因子识别法筛查引黄济青干渠水质安全风险

[目的]了解引黄济青干渠水质安全风险,为干渠安全管理提供依据,保障青岛居民饮水安全。[方法]基于干渠沿线监测数据,识别出决定黄济青干渠水质的关键控制因子,并通过进一步的分析筛查风险因子,确定水质安全风险清单。[结果]干渠水质先好转后恶化,营养物质是影响干渠水质的主要指标,但南水北调水明显缓解了干渠的富营养化。宋庄分水闸至棘洪滩水库进水处之间的供水干渠存在较大的铁和磷污染源。[结论]关键控制因子识别法应用于长距离调水工程是可行的;干渠现有安全风险包括黄河水中氮磷营养物质及南水北调水中有机物和硫酸盐,以及干渠后半段铁、磷和有机物污染;潜在安全风险为南水北调水汇入量的变化或湿地系统失效可能造成富营养化和金属离子释出。