大辽河口水环境污染生态风险评价指标体系与技术方法研究

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河口位于河流与海洋的交汇处,是陆海相互作用最强烈的地区,具有独特的环境特征和重要的生态服务功能。大辽河是一条具有航运、养殖、灌溉等多种功能的河流,由于受到强烈的人类活动影响,大辽河口出现了水环境污染、生态环境退化等问题,并引起国内外学者的关注。以往的研究主要针对单一污染物或者某一类污染物展开研究,不能反映该地区的污染综合情况,因此有必要开展大辽河口水环境污染生态风险综合评价,对于识别该地区的主要污染源及生态风险、保护自然和生态环境具有重要的现实意义。本论文以2010年5月(平水期)和8月(丰水期)两个航次的大辽河口水域采集样品为研究对象,分析主要水质指标的数值变化及其分布特征,对大辽河口水环境主要污染物进行评价,并构建了大辽河口生态风险评价指标体系,建立了基于模糊综合评价的河口生态风险评价模型,对大辽河口水环境污染状况进行了初步的生态风险综合评价。本论文得出的主要结论如下:(1)大辽河口水质指标分布特征大辽河口2010年5月和8月DO的变化范围分别是4.36-10.23mg/L和4.42-7.82mg/L,平均值分别为7.01mg/L和5.99mg/L。与《海水水质标准》比较,两个航次调查站位DO基本符合国家二类海水水质标准,没有出现缺氧现象。2010年5月和8月大辽河口氨氮浓度变化范围分别为0.005-0.870mg/L和0.411-1.502mg/L,约接近一半的调查站位中氨氮浓度超出地表水Ⅲ类标准,氨氮污染超标。无机氮在5月和8月浓度变化范围分别是0.615-5.395mg/L和1.435-2.860mg/L,均超过第四类海水水质标准。大辽河口5月和8月总氮浓度变化范围分别是3.891-11.663mg/L和2.564-5.411mg/L,均超过地表水环境质量Ⅴ类标准,总氮污染严重,其中5月份污染尤为严重,超过地表水环境质量Ⅴ类标准限值约2-6倍,这与沿岸化工厂、造纸厂及污水处理厂等企业的工业废水排放有关。2010年5月和8月活性磷酸盐浓度变化范围分别为0.003-0.074mg/L和0.016-0.075mg/L,平均值分别为0.037mg/L和0.071mg/L。除个别站位外,活性磷酸盐浓度均超过海水水质二类标准,有将近40%的站位甚至超过四类标准。(2)大辽河口水环境主要污染物的风险评价对重金属的风险评价采用潜在生态危害指数法,评价结果显示,潜在生态风险指数小于150,说明大辽河口重金属的生态风险程度属于轻微危害。对壬基酚(Nonylphenol,NP)的风险评价采用风险熵(Risk Quotient,RQ)法。经计算,大辽河口河流段5月份风险熵范围为0.176-0.705,各站位RQ值均超过0.1,说明存在潜在的生态风险,需要对研究水域的NP污染状况进行继续观察;8月NP风险熵范围为1.096-1.636,各站位RQ值均超过1,说明已存在生态风险,需采取生活生产污水减排等风险消减措施。由于受到海水混合稀释作用的影响,近海段NP风险熵在空间分布上呈现出由口门向口外逐渐减小的趋势。对营养盐的评价采用营养状态质量法,大辽河口5月和8月营养状态指数范围分别为9.27-28.73和7.18-12.13,当营养状态指数大于4,海水就被认为是富营养化,可见,大辽河口水体处于严重富营养化状态。(3)构建河口生态风险评价指标体系,并基于模糊综合评价初步建立了大辽河口生态风险综合评价模型,对大辽河口水环境污染状况进行综合评价在河口水环境质量和生态特征调查的基础上,对大辽河口主要水环境污染进行风险评价,并从水环境状况、沉积物环境状况和生态环境状况三方面构建了大辽河口水环境污染生态风险评价指标体系,通过确定评价等级和指标权重,建立了基于模糊综合评价的河口生态风险评价模型,对大辽河口水环境污染状况进行综合评价。评价结果表明,大辽河口总体生态风险程度处于较高水平,加大环境污染治理力度刻不容缓。
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