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摘要 根据2013年5月~2014年3月太泊湖7个重要断面水质周年实际监测数据,采用模糊综合评价法,确定了5个指标(DO、CODMn、NH3N、TN、TP)作为评价因子,建立评价矩阵,计算出影响因子的权重,最后对太泊湖水质状况进行综合评价。评价结果表明,太泊湖各监测月份水质存在一定差异,其水质总体状况为Ⅱ类偏向Ⅲ类水,其主要污染物为无机氮和无机磷。
关键词 太泊湖;模糊综合评价法;水环境质量
中图分类号 X822;S181.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2014)25-08733-03
Abstract Based on the monitoring water quality data at seven important crosssection of Taibo Lake during May in 2013 to March in 2014, using fuzzy comprehensive evaluation method, five evaluation factors, i.e., dissolved oxygen, permanganate value, ammonia nitrogen, total nitrogen and total phosphorus, an assessing matrix was built, weights of the affecting factors were calculated, and finally grades of the water quality was evaluated. The results showed that water quality of Taibo Lake exists differences among months, generally at grade Ⅱor Ⅲ. The main pollutants are inorganic nitrogen and inorganic phosphorus.
Key words Taibo Lake; Fuzzy comprehensive evaluation method; Water environment quality
随着湖泊养殖产业的飞速发展,养殖湖泊的水质受到的影响越来越大。湖泊的水质质量直接影响到养殖产品的品质,因此科学、合理、综合地评价养殖湖泊水体的水质状况,直接关系到养殖产品的质量。目前,水质评价的方法较多,主要有单因素评价法、灰色评价法、综合污染指数法、模糊综合评价法等,其中模糊综合评价法已广泛用于湖泊、河流等水质评价[1-4]。该方法是一种基于模糊数学的评价方法,其根据模糊数学中的隶属度原则把定性评价转化为定量评价,即对受到多因素影响的对象做出一个综合的评价。它能很好地解决评价过程中出现的模糊的、难以量化的问题,成为定量研究水质的有效方法[5-7]。
太泊湖为江西省彭泽县境内第一大湖,其水面宽阔,光照充足,雨量充沛,是该省重要的商品鱼生产基地,也是长江洄游性鱼类天然的产卵场所。其主产品种有鲤鱼、彭泽鲫、鲌、鳜鱼等,年产量达500万kg左右。随着社会经济的发展和城市化进程的加快,加之近些年湖区高密度的水产养殖,大量的生产和生活污水排入湖区,使其水体遭到严重破坏,加速了富营养化的进程,因此必须对太泊湖水质状况与污染特征进行系统地分析及评价。考虑到太泊湖水质评价中存在模糊性,笔者根据2013年5月~2014年3月太泊湖水质周年实际监测数据,采用模糊综合评价法对其进行评价,判断该湖泊的水质状况,找出影响水质的主要因素,以期为湖泊养殖区的管理以及发展“绿色水产品”提供科学依据。
1 研究区概况与数据来源
1.1 研究区概况 太泊湖位于江西省彭泽县东北部,属长江干流下游上段右岸水系,河迹洼地型淡水湖泊。太泊湖横跨赣皖两省,位于116°37′~116°46′ E,29°58′~30°02′ N。水域南起花亭堤,北至蛤蟆墩大堤,全长12 km,与长江相通,面积2 130 hm2,流域面积665 km2,水深1~3 m,最深处5 m。太泊湖原为天然湖泊,地势低洼,易受江水倒灌,仅靠涵闸控制,无排涝泵站,且为血吸虫病重灾区。曾于1966~1975年和1992~1995年进行两次综合治理,将西部部分河流改道直排长江,治理后湖泊集水面积减少278 km2。
1.2 数据来源 结合监测湖泊的进出水口、湖叉、水草区、敞水区等因素,在太泊湖布设监测位点7个(图1),从2013年5月开始每2个月采样监测1次,监测1周年。按《水和废水监测分析方法》[8],监测各项水质指标(表1)。
3 结论与讨论
江立文等[12]利用2010年太泊湖的监测数据,选取透明度(SD)、高锰酸盐指数(CODMn)、总氮(TN)浓度、总磷(TP)浓度以及叶绿素a(Chla)为评价指标,通过综合营养指数(TLI)评价了太泊湖的水体营养状态。结果表明,太泊湖的水体已达到轻度富营养化状态。然后以水深(DW)、水温(TW)、SD、pH、溶解氧(DO)浓度、CODMn、TN浓度、硝酸盐(NO3N) 浓度、TP浓度、溶解性磷酸盐(DP) 浓度和Chla 浓度等11 项监测指标为分析变量,采用主成分分析法探讨了湖泊水体富营养化的驱动因子。分析结果表明,导致太泊湖水体富营养化的驱动因子主要分为4类:影响程度最大的因子为 pH、TN和NO3N等指标;其次为TP、DP等含磷营养盐指标;再次为水温和水深等自然特征指标;影响最小的为 Chla 和CODMn等生物和有机物特性指标。
养殖湖泊水质状况是受多个环境因子综合影响的结果,而各种环境因子之间也存在各种复杂的联系,这种联系存在模糊性。各种超标因子对养殖湖泊水质状况的影响程度也存在模糊性。养殖水体是一个多环境因子相互作用的复杂动态系统,具有模糊与精确、不确定与确定的特性,仅根据单环境因子的监测结果往往不能做出综合性的评价[13]。而模糊综合评价法则可考虑所有监测环境因子,依据各自的权重,综合考虑所有监测因子对养殖湖泊环境的作用,评价养殖湖泊水体的状况。 该研究运用模糊综合评价法,对太泊湖2013~2014年水质状况进行评价。结果表明,太泊湖各监测月份间水质存在一定差异,其水质总体状况为Ⅱ类偏向Ⅲ类水。由权重计算可知,总氮为太泊湖首要污染物,其次为氨氮、高锰酸盐指数和总磷。具体分析各监测月份的环境因子,发现导致2013年5月、7月、11月以及2014年1月份水质状况变差的主要原因是总氮和总磷的升高,而2013年的9月和2014年的3月份是总氮和氨氮较高。结合太泊湖水产养殖的实际情况,其在4~5月灌江納苗,水体与长江进行交换,水质为Ⅱ类水;5月后其水体为封闭水体,并购置鱼苗放于湖泊中开始人工养殖,尤其在7月份鱼类生长旺季,养殖户向湖泊投入菜粕、鸡粪等有机物,湖泊中无机氮含量明显升高,其水质为Ⅱ类偏向Ⅲ类水;在捕捞季节(1~3月),由于湖泊水位较低,水体交换作用能力小,加上人为捕捞活动的影响,其水质明显变差,为Ⅴ类水。
为了防止太泊湖水体富营养化、提高水产品质量,建议对其养殖容纳量进行科学地估算,制定科学的养殖模式,合理地降低其养殖密度,减少有机物的投放,并严格控制湖区周围面源污染和城市生活污水的排放。
参考文献
[1] 万金保,侯得印,万兴,等. 模糊综合评价法在乐安河水质评价中的应用[J].环境工程,2006,24(6):77-79.
[2] 万金保, 李媛媛. 模糊综合评价法在鄱阳湖水质评价中的应用[J]. 上海环境科学, 2007,26(5):215-218.
[3] 陶涛,孙世群,姜栋栋,等. 模糊综合评价在巢湖水质评价中的应用[J].环境科学与管理, 2010,35(12): 177-180.
[4] 张生,李畅游,梁喜珍,等. 基于模糊综合评价法的内蒙古达里诺尔湖水环境质量评价[J]. 中国工程科学, 2010,12(6): 28-31.
[5] 秦寿康.综合评价原理与应用[M]. 北京:电子工业出版社,2003.
[6] 孙靖南, 邹志红, 任广平. 模糊综合评价在天然水体水质评价中的应用研究[J]. 环境污染治理技术与设备, 2005,6(2): 45-48.
[7] 李连芳, 曾希柏,李国学,等.利用模糊综合评判法评价潮白河流域水质[J]. 农业环境科学学报, 2006, 25(2): 471-476.
[8] 国家环境保护总局.水和废水监测分析方法编委会.水和废水监测分析方法[M].北京:中国环境科学出版社,2002.
[9] 陈晓宏,江涛, 陈俊和.水环境评价与规划[M].广州:中山大学出版社, 2001.
[10] 李祚泳,丁晶,彭荔红.环境质量评价原理与方法[M].北京:化学工业出版社,2004.
[11] 中华人民共和国国家环境保护总局.地表水环境质量标准(GB38382002)[S].北京:中国环境科学出版社,2002.
[12] 江立文,陈杨,林暾,等. 江西省中小型湖泊水体营养状态评价及其驱动因子研究[J].环境工程技术学报,2012,2(4): 303-308.
[13] 卢文喜,李迪,张蕾,等. 基于层次分析法的模糊综合评价在水质评价中的应用[J]. 节水灌溉,2011(3):43-46.
关键词 太泊湖;模糊综合评价法;水环境质量
中图分类号 X822;S181.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2014)25-08733-03
Abstract Based on the monitoring water quality data at seven important crosssection of Taibo Lake during May in 2013 to March in 2014, using fuzzy comprehensive evaluation method, five evaluation factors, i.e., dissolved oxygen, permanganate value, ammonia nitrogen, total nitrogen and total phosphorus, an assessing matrix was built, weights of the affecting factors were calculated, and finally grades of the water quality was evaluated. The results showed that water quality of Taibo Lake exists differences among months, generally at grade Ⅱor Ⅲ. The main pollutants are inorganic nitrogen and inorganic phosphorus.
Key words Taibo Lake; Fuzzy comprehensive evaluation method; Water environment quality
随着湖泊养殖产业的飞速发展,养殖湖泊的水质受到的影响越来越大。湖泊的水质质量直接影响到养殖产品的品质,因此科学、合理、综合地评价养殖湖泊水体的水质状况,直接关系到养殖产品的质量。目前,水质评价的方法较多,主要有单因素评价法、灰色评价法、综合污染指数法、模糊综合评价法等,其中模糊综合评价法已广泛用于湖泊、河流等水质评价[1-4]。该方法是一种基于模糊数学的评价方法,其根据模糊数学中的隶属度原则把定性评价转化为定量评价,即对受到多因素影响的对象做出一个综合的评价。它能很好地解决评价过程中出现的模糊的、难以量化的问题,成为定量研究水质的有效方法[5-7]。
太泊湖为江西省彭泽县境内第一大湖,其水面宽阔,光照充足,雨量充沛,是该省重要的商品鱼生产基地,也是长江洄游性鱼类天然的产卵场所。其主产品种有鲤鱼、彭泽鲫、鲌、鳜鱼等,年产量达500万kg左右。随着社会经济的发展和城市化进程的加快,加之近些年湖区高密度的水产养殖,大量的生产和生活污水排入湖区,使其水体遭到严重破坏,加速了富营养化的进程,因此必须对太泊湖水质状况与污染特征进行系统地分析及评价。考虑到太泊湖水质评价中存在模糊性,笔者根据2013年5月~2014年3月太泊湖水质周年实际监测数据,采用模糊综合评价法对其进行评价,判断该湖泊的水质状况,找出影响水质的主要因素,以期为湖泊养殖区的管理以及发展“绿色水产品”提供科学依据。
1 研究区概况与数据来源
1.1 研究区概况 太泊湖位于江西省彭泽县东北部,属长江干流下游上段右岸水系,河迹洼地型淡水湖泊。太泊湖横跨赣皖两省,位于116°37′~116°46′ E,29°58′~30°02′ N。水域南起花亭堤,北至蛤蟆墩大堤,全长12 km,与长江相通,面积2 130 hm2,流域面积665 km2,水深1~3 m,最深处5 m。太泊湖原为天然湖泊,地势低洼,易受江水倒灌,仅靠涵闸控制,无排涝泵站,且为血吸虫病重灾区。曾于1966~1975年和1992~1995年进行两次综合治理,将西部部分河流改道直排长江,治理后湖泊集水面积减少278 km2。
1.2 数据来源 结合监测湖泊的进出水口、湖叉、水草区、敞水区等因素,在太泊湖布设监测位点7个(图1),从2013年5月开始每2个月采样监测1次,监测1周年。按《水和废水监测分析方法》[8],监测各项水质指标(表1)。
3 结论与讨论
江立文等[12]利用2010年太泊湖的监测数据,选取透明度(SD)、高锰酸盐指数(CODMn)、总氮(TN)浓度、总磷(TP)浓度以及叶绿素a(Chla)为评价指标,通过综合营养指数(TLI)评价了太泊湖的水体营养状态。结果表明,太泊湖的水体已达到轻度富营养化状态。然后以水深(DW)、水温(TW)、SD、pH、溶解氧(DO)浓度、CODMn、TN浓度、硝酸盐(NO3N) 浓度、TP浓度、溶解性磷酸盐(DP) 浓度和Chla 浓度等11 项监测指标为分析变量,采用主成分分析法探讨了湖泊水体富营养化的驱动因子。分析结果表明,导致太泊湖水体富营养化的驱动因子主要分为4类:影响程度最大的因子为 pH、TN和NO3N等指标;其次为TP、DP等含磷营养盐指标;再次为水温和水深等自然特征指标;影响最小的为 Chla 和CODMn等生物和有机物特性指标。
养殖湖泊水质状况是受多个环境因子综合影响的结果,而各种环境因子之间也存在各种复杂的联系,这种联系存在模糊性。各种超标因子对养殖湖泊水质状况的影响程度也存在模糊性。养殖水体是一个多环境因子相互作用的复杂动态系统,具有模糊与精确、不确定与确定的特性,仅根据单环境因子的监测结果往往不能做出综合性的评价[13]。而模糊综合评价法则可考虑所有监测环境因子,依据各自的权重,综合考虑所有监测因子对养殖湖泊环境的作用,评价养殖湖泊水体的状况。 该研究运用模糊综合评价法,对太泊湖2013~2014年水质状况进行评价。结果表明,太泊湖各监测月份间水质存在一定差异,其水质总体状况为Ⅱ类偏向Ⅲ类水。由权重计算可知,总氮为太泊湖首要污染物,其次为氨氮、高锰酸盐指数和总磷。具体分析各监测月份的环境因子,发现导致2013年5月、7月、11月以及2014年1月份水质状况变差的主要原因是总氮和总磷的升高,而2013年的9月和2014年的3月份是总氮和氨氮较高。结合太泊湖水产养殖的实际情况,其在4~5月灌江納苗,水体与长江进行交换,水质为Ⅱ类水;5月后其水体为封闭水体,并购置鱼苗放于湖泊中开始人工养殖,尤其在7月份鱼类生长旺季,养殖户向湖泊投入菜粕、鸡粪等有机物,湖泊中无机氮含量明显升高,其水质为Ⅱ类偏向Ⅲ类水;在捕捞季节(1~3月),由于湖泊水位较低,水体交换作用能力小,加上人为捕捞活动的影响,其水质明显变差,为Ⅴ类水。
为了防止太泊湖水体富营养化、提高水产品质量,建议对其养殖容纳量进行科学地估算,制定科学的养殖模式,合理地降低其养殖密度,减少有机物的投放,并严格控制湖区周围面源污染和城市生活污水的排放。
参考文献
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