基于主成分分析的浏阳河水质模糊综合评价

以浏阳河梨、黑石渡和三角洲断面不同时期的水体为研究对象,根据相关系数矩阵选取指标,并考虑评价因子之间的相互作用,利用主成分分析为水体评价因子赋权,对断面水体质量进行模糊综合评价。结果表明:浏阳河梨、黑石渡三角洲断面主要污染因子为COD、NH3-N、TP、Se、Hg、Cr6+,且CODMn、COD、BOD5、NH3-N等评价因子具有较强相关性。浏阳河下游3个断面中梨的水质最优,各时段评级均稳定在Ⅰ级。黑石渡、三角洲断面枯水期水污染较为严重,处于Ⅳ级。将主成分分析法评价结果与熵权法、单因子评价法进行对比,主成分分析法较单因子评价法的评价结果更为客观,较熵权法可以通过合理降维减轻评价过程计算量,利用主成分分析法进行水质评价具有可行性。     

洋河水库流域纳污能力及消减量分析

[目的]分析洋河水库流域纳污能力及消减量。[方法]在统计分析洋河水库流域污染物负荷量的基础上,根据水环境数学模型,结合流域内各个子流域控制单元的污染状况、水质现状和水质管理目标,计算多年平均、50%保证率和75%保证率水量条件下各个子流域控制单元的主要污染指标(TN、TP、COD、NH_3-N)水体纳污能力及消减量。[结果]多年平均水量条件下TN、TP、COD、NH_3-N的水环境容量分别为428.26、144.19、1 845.28、182.56 t/a;库区和西洋河支流的污染物消减量最大,为今后重点污染治理的区域。[结论]该研究可为洋河水库流域面源污染防治及消减提供理论依据。     

三峡库区汉丰湖流域水环境容量实证研究

采用二维水质模型对三峡库区汉丰湖流域流量、水位、污染源排放、水动力和水质进行模拟,依据国家标准和规范计算了2017年的三峡库区汉丰湖流域水环境容量。结果表明,三峡库区汉丰湖流域COD、氨氮(NH_3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)的水环境容量分别为30 596.93、2 795.97、2 882.35、144.12 t/a。目前三峡库区汉丰湖流域水体的COD、TN、TP已经达到水环境容量限值,属于饱和运行状态;NH_3-N污染负荷已基本接近维持现有水质功能下的水环境容量阈值。     

基于PCA的巢湖抱书河污染源解析研究

针对巢湖抱书河流域16个监测断面的COD、NH_3-N、TP,利用单因子指数法和综合污染指数法进行了枯水期、平水期和丰水期的水质评价。结果表明,枯水期COD超地表V类水标准断面占比为50%,NH_3-N为75%,TP为25%,平水期分别为100%、75%、100%,丰水期为81.25%、62.5%、75%,总体水质属于Ⅴ类和劣Ⅴ类水;综合污染指数评价结果,枯水期监测断面轻度污染占比6.25%、中度污染占比43.75%、重度污染占比43.75%、严重污染占比6.25%,平水期重度污染占比43.75%、严重污染占比56.25%,丰水期重度污染占比31.25%、严重污染占比68.75%,枯水期水质略优于平水期和丰水期;对NH_3-N、TP、COD、pH、DO、浊度、电导率指标进行了主成分分析,结果显示,氮磷为水质恶化的主要污染源。     

赤水河流域下游水质监测及评价

通过对赤水河下游断面水体进行为期2年的水质特征调查,并结合综合污染指数法对该断面水体污染状况进行分析评价。结果表明,该断面水体CODMn含量在1.10~4.20 mg/L,平均值为(1.76±0.79)mg/L;BOD5含量在0.40~2.00 mg/L,平均值为(1.01±0.45)mg/L;NH_4~+-N含量在0.16~0.62 mg/L,平均值为(0.31±0.12)mg/L;TP含量在0.02~0.11 mg/L,平均值为(0.05±0.03)mg/L;DO含量在8.0~12.9 mg/L,平均值为(10.5±1.42)mg/L。综合污染指数分析结果显示,该断面水体综合污染指数处于清洁水平,但季节间有变化,赤水河下游水质在丰水期最好,其次是平水期,枯水期水质最差,但均达到了Ⅲ类水体标准。连续两年的研究结果表明,除了TP,其余各指标均呈下降趋势。     

生物强化技术在河道水体治理中的应用

以琼江河潼南区小渡段为试验段,研究了以投加复合微生物菌剂为主、底泥曝气为辅的生物强化技术对水体中COD_(Cr)、NH_3-N、TP的降解效果。结果表明,对试验水体进行生物强化之后,COD_(Cr)、NH_3-N、TP的去除率分别达51.72%、41.44%、52.38%,水质稳定达到《GB 3838—2002》地表水环境质量标准的Ⅲ类水标准。说明生物强化技术可以有效地解决自然水体中污染物含量超标、水环境状况差等问题,为河道水体治理提供新的思路。     

凌河流域不同时期水环境质量评价

随着经济快速发展和人们生活水平不断提高,河流水质污染已成为当前主要的环境问题。以水体质量为研究对象,选取大小凌河流域干支流12个典型断面,于汛前(5月)、汛中(6月)和汛后(10月)进行布点采样,监测水体溶解氧(DO)含量、化学需氧量(COD)、总氮(TN)含量、氨态氮(NH3-N)含量、总磷(TP)含量等指标,采用单因子污染指数法和模糊数学方法对流域水质进行评价。结果表明,凌河流域DO、NH3-N、TP含量属于轻污染水平,COD部分点位污染较重,部分指标(如TN、TP含量)呈现汛前高于汛中和汛后的趋势。模糊综合评价结果显示,凌河流域整体水质符合要求或中污染,且汛中和汛后的水质均优于汛前,主要污染物为TN,可能是由于农业氮肥的使用和生活污水的排入导致了水体营养元素升高。单一指数法对水质有"过保护"的倾向,结合多种方法综合评价水质,才能更准确地掌握水质状况。     

洨河湿地水质变化分析

[目的]选取洨河人工湿地为研究对象,开展水体流经湿地后水质指标变化分析。[方法]分析从湿地入口至出口之间河段的pH、COD、NH_3-N、TN、TP的沿程变化。[结果]水体经过人工湿地后,pH相对稳定,湿地对水中主要污染物COD、NH_3-N、TN、TP的降解效果明显,但TN、TP仍维持在较高的水平,应通过生物调控技术完善湿地水体生态系统,进一步增加生态修复措施,降低河道发生水体富营养化的风险。[结论]经水质评价,湿地出口处水质达到了Ⅱ类,说明人工湿地对于改善水质状况有着明显的作用。     

丹江口水库核心水源区典型流域农业面源污染特征

为分析丹江口库区农业地表径流及其水质污染特征,识别流域水质污染风险变量,探究主要潜在污染物时空排放规律,估算流域污染负荷并分析污染物来源贡献,应用因子分析方法,通过周年常规监测,对核心水源区典型小流域的地表径流及其水质污染特征进行了分析,并探讨了其时间差异性。同时采用平均浓度法估算了流域内面源污染负荷量和各污染源类型对主要潜在因子负荷的贡献率。结果表明:流域内水体浊度、色度及流量在上游与下游间存在显著差异,总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝酸盐氮(NO_3~--N)、pH和电导率在不同监测断面间差异不显著;TN、TP、COD和流量是影响库区水质、造成污染风险的主要潜在因子;5—9月,随着降雨量和流量的增加,同步出现农业面源污染排放高峰。流域内,上、中、下游流域监测断面TN年负荷量分别为4.94、11.04、20.43 t,TP年负荷量分别为0.17、0.50、0.68 t,COD年负荷量分别为29.02、68.78、118.27t。农业生产及生活对TN贡献较大,规模化养殖对TP贡献较大,二者联合对COD负荷贡献率达到76%。研究表明,大量氮磷随水土流失进入水体是引起小流域面源污染负荷偏高的主要原因,加大对农业生活区和规模化畜禽养殖的控制管理,构建植被缓冲带等减少水土流失措施,对有效防治丹江口核心水源区典型小流域的面源污染具有重要作用。     

湖南省农业面源污染与农村水环境质量的响应关系分析

为揭示农业面源污染与农村水环境质量的响应关系,以湖南省46个区县为研究对象,核算了2019年种植业、畜禽养殖业、水产养殖业及农村生活污水中化学需氧量、总氮、总磷、铵态氮(COD、TN、TP、NH+4-N)的排放量,采用水污染指数法量化了农村地表水水质类别,对农业面源等标污染负荷、单位国土面积和单位地表径流等标污染负荷与水质类别值进行了相关性分析。结果表明:农业面源污染的主要来源是畜禽养殖和农村生活污水,主要污染物是TN;COD的主要来源是畜禽养殖业,TP的主要来源是农村生活污水,而TN和NH+4-N的主要来源是种植业和畜禽养殖业。46个区县中,农村水体水质类别为Ⅲ类及以下的区县有19个,Ⅳ类15个、Ⅴ类7个、劣Ⅴ类5个,TN是造成水质较差的主要定类指标。等标污染负荷与水质类别无明显相关性,而单位国土面积和单位地表径流等标污染负荷与水质类别均呈显著正相关,相关系数分别为0.979 2、0.993 3;4种污染物中,COD单位国土面积和单位地表径流等标污染负荷与水质类别无明显相关性,而TN、TP、NH+4-N与水质类别呈正相关,是湖南农村水体水质变化的主要影响因子,其中TN是水质类别的决定性因子。利用本研究所得响应关系函数模型可以初步预测农村水体水质类别,进而有效降低农村水环境质量监测的难度和成本,同时为不同类别农业污染源监管提供科学依据。     

“空心菜-水芹”轮作对养殖池塘水质和底质环境的影响

通过测定TOC、COD、Chl、TN、NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N、TP、PO_4~(3-)-P等水质指标和底泥中TOC、TN、TP指标,探究"空心菜-水芹"轮作模式对不同养殖品种和养殖数量情况下养殖池塘水质和底质环境的影响。结果表明,在轮作模式前期,空心菜(Ipomoea aquatica)种植能显著降低甘露青鱼(Mylopharyngodon piceus)养殖场TOC、Chl、TN、NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N、PO_4~(3-)-P等水质指标,能显著降低苏州经济鱼亲本塘TOC、COD、Chl、NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N、TP等水质指标。轮作后期水芹(Oenanthe stolonifera)种植能降低甘露青鱼养殖场TOC、NO_3~--N、TP等水质指标,降低苏州经济鱼亲本塘TOC、COD、NH_4~+-N、NO_3~--N、TP等水质指标。轮作前、后期均能降低底质TOC、TN和TP含量。"空心菜-水芹"轮作模式能显著降低养殖池塘水体中TOC、NH_4~+-N、NO_3~--N、TP指标和底泥中TOC、TN、TP指标。     

湖南湘江半年水质评价

以熬州(湘江上游)、乔口(湘江中游)、鹿角(湘江下游)3个国控断面作为评价断面,以pH、DO、CODCr、NH4 -N、NO3--N、TP等6个指标作为参评因子,采用单因子评价法和内梅罗指数,综合分析评价了湘江2006年4~9月的水质污染状况。结果表明,湖南湘江水质已受到一定程度的污染,主要污染物为TP和CODCr。     

人工生态浮床对池塘养殖水环境的影响

为了探讨人工生态浮床栽培对养殖池塘水环境的净化作用,进行了人工生态浮床栽种生菜试验。结果表明:人工生态浮床能够提高池塘水体的透明度,降低水体中(TN,NH4+-N,NO2-N,NO3-N,TP,COD等)污染物的含量,达到净化养殖水质效果、改善池塘水体环境的作用。     

种植虎杖对吉富罗非鱼养殖水质和底质的影响

[目的]研究浮床栽培虎杖对吉富罗非鱼养殖池塘的水质、底质的净化作用。[方法]2016年5—10月测定了水体TOC、COD、Chl、TN、NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N、TP、PO_4~(3-)-P和底泥TOC、TN、TP,研究种植虎杖对吉富罗非鱼养殖水质和底质的影响。[结果]2016年5月,虎杖塘浮床区和敞水区TOC、COD、Chl、TP显著下降;6月浮床区和敞水区TOC、COD、Chl、TP显著下降,浮床区NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P显著下降;7月,浮床区和敞水区COD显著下降,且浮床区TOC、Chl显著下降;8月,浮床区和敞水区COD、TN显著下降,浮床区TOC和敞水区NH+4-N显著下降;9月,浮床区和敞水区TOC、COD、Chl、TN显著下降;10月,浮床区和敞水区COD、Chl、TN显著下降,浮床区TOC和敞水区NH_4~+-N显著下降。6—8月虎杖种植塘底泥TOC显著增加,6月底泥TN显著增加,7—10月底泥TN显著降低,6、8—10月底泥TP显著降低。[结论]虎杖种植能降低水体中TOC、COD和Chl,降低底泥TP和TN,种植前、后期能分别降低水体中TP和TN,且能显著提高其总产量和成活率,降低其饵料系数和相应的生物学指标。     

水质标识指数法在白洋淀水质评价中的应用

根据2003-2009年白洋淀水质参数的实测结果,应用水质标识指数法对白洋淀8个国控点位水环境状况分别进行单因子评价和综合评价.结果表明:8个国控点位均表现出COD、TN为主要污染因子,其次为TP和NH4+-N,DO指标除南刘庄外均较好;离府河入淀口较近的南刘庄断面水质综合污染指数较高,其他7个点位差别不大,其中淀水下...     

基于多耦合模型的盛桥河流域水环境模拟研究

【目的】对流域水环境污染进行解析、评估和预测,为流域水环境综合治理决策提供参考。【方法】以合肥市庐江县盛桥河流域为例,搭建流域水文、水动力与水质多耦合水环境模型,通过陆域-水体全过程模拟,解析污染负荷分布与河道水质响应规律,预测城镇截污纳管、农村污水处理、畜禽水产养殖整治、非点源污染管理措施及其组合情景下水环境治理效果。【结果】模拟可知,盛桥河流域典型丰、平、枯水年非点源NH_3-N入河污染负荷分别为88.23,42.81与35.45 t/年,TP入河污染负荷分别为7.53,3.65与3.24 t/年。最不利水文年(枯水年)汛期和非汛期河道水质均有超标现象,NH_3-N和TP最大超标倍数分别为1.42和0.90。河道流量与水质有较强的相关性,在低流量区间内,随着流量的增大水质有所好转;当流量大于0.52 m~3/s时,TP的质量浓度趋于稳定,NH_3-N的质量浓度有所升高。多措施综合治理后,盛桥河水质可达到地表Ⅲ类水标准,流域出口NH_3-N的月平均质量浓度低于0.91 mg/L,TP低于0.18 mg/L。【结论】所构建的流域水文、水动力与水质多耦合水环境模型在流域水环境污染解析、评估与预测应用中具有较好的可靠性和普适性。盛桥河流域汛期与非汛期河道水质的主导因素分别是非点源和点源污染,流域水-陆统筹、点-面兼治是解决流域水环境问题的根本原则。     

乌梁素海水质变化特征

[目的]研究乌梁素海水质变化特征和污染物浓度的时空分布。[方法]利用2014—2016年乌梁素海12个采样点的实测数据,选取TN、NH_3-N、TP、COD这4项污染指标,分析其水质变化特征和污染物浓度的时空分布。[结果]近3年来乌梁素海的水质逐年改善,由于芦苇等植物吸收过滤及沿途污染物的物理沉降等,由西北部入湖地区各点向湖心和西南部出湖地区的污染物浓度降低;污染物浓度随时间变化明显,TN、NH_3-N、TP、COD浓度整体体现出1月(枯水期)浓度较高,5月(平水期)最低,9月(丰水期)污染物浓度普遍重新回升。污染物浓度与气温和蒸发量无显著相关,与降水量相关,且湖泊水质主要与农田退水有关。[结论]该研究为乌梁素海水污染治理和环境管理提供科学依据。     

卫河流域河南段水体污染物时空差异性特征分析

为了揭示卫河流域河南段水体污染物时空差异性特征,选取流域9个监测断面水体污染物COD、NH₃-N和TP的监测数据,利用M-K检验、Pettitt突变检验法、聚类分析和判别分析等方法对不同时期水体污染物的变化趋势、时空分布以及差异性进行分析。结果表明:卫河干流、共产主义渠和汤河的水质状况相对较差,淇河和安阳河的水质状况较好,NH₃-N为卫河流域河南段主要的水体污染物。大部分监测断面的水体污染物在不同时期均呈现出显著减小的趋势,COD和NH₃-N的突变时间多集中在2016年和2017年,而TP的突变时间多集中在2017年和2018年。各监测断面的COD和NH₃-N处于Ⅳ类及以上水质标准的占比呈现出非汛期>汛期,而TP呈现出汛期>非汛期;不同时期的水体污染物的空间聚类结果有效且相对较好,监测断面鹤壁耿寺COD质量浓度和浚县前枋城TP质量浓度在不同时期的波动性均较小,其余监测断面COD和TP质量浓度的波动性相对较大;各监测断面NH₃-N质量浓度在不同时期的波动性具有一定的相似性。研究表明,卫河流域河南段水体污染物具有明显的时空差异性特征。     

孤岛水库面源污染状况分析及治理研究

本文以孤岛水库为研究对象,采集水样和底泥,确定COD、TN、TP的浓度及底质中重金属含量,采用水污染指数(WPI)法评价法评价孤岛水库水环境的污染现状及污染程度。结果表明,大部分指标达到了《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅱ类标准,仅TN、TP超出了背景值。采用水污染指数(WPI)法分析,DO的WPI指数值为20,达到了地表水环境标准Ⅰ类。COD、BOD_5的WPI指数1,高于地表水环境标准Ⅰ类的限值;TN的WPI指数为59,在WPI评价体系中处于Ⅲ类标准最大值;TP的WPI指数为31.11,在WPI评价体系中处于Ⅱ类;NH_4~+-N的WPI指数为25.18,在WPI评价体系中处于Ⅱ类。综上所述,孤岛水库TN、TP及NH_4~+-N严重超标,达不到饮用水水质标准。本研究通过相关试验对孤岛水库水体和底质污泥进行检测与分析,利用微生物技术对孤岛水库面源污染进行治理,以期为水库水环境的保护提供参考。     

鄱阳湖水环境承载力及主要污染源研究

通过研究鄱阳湖水环境承载力、水污染主导因子及其主要来源,为科学规划鄱阳湖生态经济区的产业布局和发展规模,建设"环鄱阳湖生态经济区"提供理论依据。研究结果:鄱阳湖水资源承载力0.5216,表明鄱阳湖水资源对流域内社会经济发展还有一定的承载空间;水质承载指数6.179,说明流域范围内主要污染物的排放量超过鄱阳湖的水质承载力;水环境承载力4.295,反映出鄱阳湖虽然水资源丰富,但水环境较差的水质性缺水的生态问题仍然存在,防治流域水污染刻不容缓。鄱阳湖水体中BOD、COD的年纳污量虽小于Ⅲ类水质控制纳污量,但TN的年纳污总量介于Ⅲ类水和Ⅳ类水质的控制纳污量之间,TP年纳污量大于Ⅳ类水质的控制纳污量,TN和TP成为湖区水体的主要污染因子。鄱阳湖水体中的COD、TN、TP主要来源于城镇生活污水和非点源污染,其中非点源污染的贡献率最大,农业非点源污染控制应成为"环鄱阳湖生态经济区"建设重点。