珠江河口与河网水环境安全评价研究

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珠江河口与河网地区是粤港澳大湾区的核心区域,人口密集、经济发达,其水环境安全具有重要意义。珠江河口与河网水系复杂,三大干流(东江、西江、北江)在此区域形成密集的河网,经由八大口门流入南海。选择珠江三大干流水质控制断面和水质突变断面、关键口门(磨刀门、虎门)布设采样断面,分枯水、丰水期,每个采样期分为大潮和小潮,分别进行采样分析。分析了重金属和氮磷营养物的时空分布,接着进行重金属健康风险评价;基于熵权集对分析法对水体进行富营养化评价,并研究出富营养化的氮磷阈值;最后基于模糊综合评价法,确定各个评价指标及其权重,构建珠江河口与河网水环境安全评价体系并进行评价。本文的主要研究结果如下:(1)运用单因子和内梅罗综合污染指数法分析表明,伶仃洋3、伶仃洋4、伶仃洋5、马口、三水、磨刀门断面的综合污染指数PN值为4.08、4.36、4.68、7.40、4.30和4.67,为严重污染级别,伶仃洋1、伶仃洋2的PN值为2.5、2.35,为中等污染级别,而虎门、石龙北和石龙南的PN值为1.51、1.82、1.25,处于轻度污染级别。(2)重金属确定性健康风险评价结果表明,各个区域的健康风险大小顺序为潮优型河口=西江>河优型河口>东江>北江。不确定性健康风险评价结果表明,潮优型河口>东江>河优型河口>北江>西江。两种模型下的儿童健康风险都大于成人健康风险,均为IV级或V级风险。(3)基于熵权集对分析模型对研究区域进行富营养化评价可得,东江表现为轻富营养状态,潮优型河口、河优型河口、北江和西江的营养等级都中营养状态。分析集对态势可知五个区域的水体富营养化程度从轻到重依次为:北江<潮优型河口<西江<河优型<东江。水体发生富营养化的总氮阈值为2.11mg·L-1,总磷阈值为0.16mg·L-1。(4)运用模糊综合评价法,构建珠江河口与河网水环境安全评价体系,确定评价指标并通过层次分析法和熵权法求得其综合权重,从而进行模糊综合评价。根据最大隶属度原则,得出潮优型河口、河优型河口、北江、西江、东江区域的水环境安全风险等级分别为II级低度风险、II级低度风险、I级无风险、II级低度风险、II级低度风险,珠江河口与河网总体表现为II级低度风险。综上所述,珠江河口与河网的西江、北江及其出海口区域的重金属含量较高,存在安全风险,东江氮磷浓度较高,存在富营养化风险;除北江的水环境安全风险等级为I级无风险外,其他区域均为II级低度风险,珠江河口与河网总体表现为II级低度风险。
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