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地表水水质评价体系实用性探讨——以西藏拉鲁湿地为例.pdf

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资源描述

1、西藏科技2023年8 月 第45卷 第8 期地表水水质评价体系实用性探讨以西藏拉鲁湿地为例*苏思强1周会东1邵蓓1胡亚燕1杜建军1王祝1*苏淼淼21.西藏自治区地质矿产勘查开发局中心实验室;2.西藏自治区科技信息研究所,西藏拉萨8 50000摘要:相比单因子指数法,改进的内梅罗指数法更能评价综合水质状况,文章以西藏拉鲁湿地为例,采用改进的内梅罗指数法,根据G B 3 8 3 8-2 0 0 2 地表水环境质量标准 建立了污染指标、有实测值指标、有限值指标3种不同的评价指标体系,探讨了不同的评价指标体系对水质评价结果可能存在的影响。结果表明,当水质存在污染时,仅考量污染指标和对有限值指标都考量的

2、评价体系均会使评价结果出现:内梅罗污染指数临界值增大、污染等级划分范围拓宽的过保护现象,而仅考量有实测值指标的评价体系污染等级划分较为合理,评价结果相对客观准确,在实际应用中能很好满足湿地等地表水水质评价。关键词:拉鲁湿地单因子指数法改进的内梅罗指数法评价指标体系水质评价收稿日期:2 0 2 3-0 5-2 9 接受日期:2 0 2 3-0 8-0 3*西藏自治区自然科学基金项目“拉鲁湿地水质净化功能研究”(XZ2 0 2 0 0 1ZR0 0 79 G)*通讯作者:王祝(19 8 2-),男,四川绵竹人,硕士,高级工程师,主要研究方向为分析化学和环境化学。Em a i l:12 0 6 74

3、6 1 q q.c o m水资源是自然资源的重要组成部分,是所有生物结构组成和生命活动的主要物质基础。水质评价是水环境保护管理的重要依据,有效的水质评价受测试数据的准确性和评价方法的科学性两方面因素影响1,2。为此,许多学者在保证测试数据准确性的前提下对水质评价方法的实用性展开研究,寻求科学准确的水质评价方法3-7。国内外常用的水质评价方法主要有指数评价法8-12、灰色关联度法13、模糊数学评价法14、人工神经网络评价法15、综合水质标识指数法16以及主成分分析法17等,其中以单因子指数法和改进的内梅罗指数法为代表的指数评价法因其数学模型简洁、运算过程简便、物理概念清晰而得到最为广泛的应用。水

4、质评价是一个复杂的过程,想要科学准确地进行水质评价,需要选择合适的评价指标体系以及科学合理的评价方法6。单因子指数法通过简单的数学计算即可确定水体污染指标及超标倍数,但以最差指标所属类别来定义水体综合水质类别忽视了其他指标对水质的影响,使评价结果不能客观反映水体综合水质状况。相比单因子指数法“最差规则”的评价标准6,改进的内梅罗指数法考量了评价体系中所有指标对水质的影响,更能体现综合水质状况,具有数学模型简洁,物理概念清晰,运算过程简便等特点18,广泛应用于河流、水库、湖泊、湿地等地表水水质评价18-23。汤玉强23和王紫媛24等,通过改进内梅罗污染指数的算法提高内梅罗指数法在地表水水质评价中

5、的实用性,而针对评价指标体系在水质评价中实用性的研究鲜见报道。本文基于西藏拉鲁湿地2022年1月(枯水期)和2022年8月(丰水期)水质监测数据,采用改进的内梅资源与环境9西藏科技2023年8 月 第45卷 第8 期罗指数法,建立了3种评价指标体系,通过与单因子指数法评价结果对比,探讨评价指标体系的易用性、准确性及实用性。1水质评价方法1.1单因子指数法单因子指数法是将评价体系中某指标的实测浓度值与该指标的评价标准限值进行比较,得到该指标的污染指数Pi,通过污染指数Pi的大小确定单项指标所属类别(当Pi1时,表示该项指标超标,水体受到污染;当Pi1时,表示该项指标未超标,水体未受到污染),以最

6、差的水质指标所属类别来定义水体综合水质类别。参考罗孝芹8、朱国宇25、杜娟娟26等对单因子指数Pi计算公式的描述,确定单因子指数计算公式如下:Pi=CiSi(1)式中:Pi为参评因子i 的单因子指数;Ci为参评因子i 的实测浓度值,单位为m g/L;Si为参评因子i 的评价标准限值,单位为m g/L。p H 的单因子指数计算公式:Pp H=7.0 p Hi7.0 p Hs d(p Hi 7.0)(3)式中:Pp H为p H 的单因子指数;p Hi为样品的p H 实测值;p Hs d、p Hs h分别为评价标准中 p H 的下限、上限值。D O 的单因子指数计算公式:PD O=Of CD OOf

7、 SD O(CD O SD O)(4)PD O=10 9CD OSD O(CD O SD O)(5)式中:PD O为D O 的单因子指数;Of为某水温、气压条件下的饱和溶解氧浓度,单位为m g/L,其计算公式为:Of=468/(36.1+T),T为水温();CD O溶解氧实测浓度值,单位为m g/L;SD O为溶解氧的评价标准限值,单位为m g/L。1.2改进的内梅罗指数法相比单因子指数法以最差指标所属类别来定义综合水质类别,忽视其他指标对水质的影响。改进的内梅罗指数法在传统内梅罗指数法基础上,对评价指标体系中单项污染指数最大的指标和权重最大的指标考量的同时,充分考虑评价体系中其他指标对水体质

8、量的影响,使水质评价结果更为客观准确。1.2.1单项污染指数的确定。单项污染指数的具体计算方法和单因子指数法相同,将某种指标的实测浓度值与该指标的评价标准限值进行比较得出。根据G B 38 38-2002 地表水环境质量标准 水域环境功能划分,拉鲁湿地属国家自然保护区,以类水为计算标准,各指标实测浓度值分别与类水标准限值进行比较。1.2.2评价指标赋权。改进的内梅罗指数法是一种多因子综合评价法,评价指标的赋权是综合评价法中十分重要的环节,对水质评价结果的影响不容忽视3。在各类水质标准中,标准限值最大的指标含量超标对水质影响能力相对最小,标准限值最小的指标含量超标对水质影响相对最大27。各指标对

9、水质评价的影响程度是通过权重来体现的,权重越大代表该指标在水质评价中的影响越大5。国内外权重确定主要通过主观赋权和客观赋权两大类方法实现,具体方法包括专家调查法、二项系数法、层次分析法、主成分分析法、直接给出法、比较矩阵法和环比评分法等28。本文参考关云鹏27和孙艳29等对评价指标赋权的描述,确定评价指标权重计算方法,具体计算见式(6):i=Sma xSii=1nSma xSi(6)式中:i为参评因子i 的权重值;Sm a x为n 个参评因子中标准浓度的最大值;Si为参评因子i的标准限值。1.2.3内梅罗污染指数的确定。参考汤玉强23和王紫媛24等对内梅罗污染指数算法改进的描述,确定内梅罗污染

10、指数算法,具体计算如下:Fj=(Pi,ma x+P2)2+Pi22(7)资源与环境10西藏科技2023年8 月 第45卷 第8 期Pi=i=1niPi(8)式中:Fj为第j号采样点水样改进后的内梅罗污染指数;Pi,m a x为单项污染指数最大值;P为最大权重参评因子的单项污染指数;Pi为加权后的单项污染指数平均值。1.2.4评价指标体系的确定。影响水质评价的因素众多且复杂,评价指标的选择以及各指标赋权的合理性,直接影响评价结果的准确性9,选取不同的指标作为评价体系,可能得到不同的评价结果。因此,如何选择合适的评价指标体系显得尤为重要。权重计算针对的是评价体系内的指标,不同评价体系之间,由于选择

11、的指标不同,各污染指标的权重值将存在差异,权重最大的指标也会有所改变,最终导致水质等级划分标准存在差异,影响水质评价结果。为探讨改进的内梅罗指数法评价指标体系的实用性,本文建立了3种评价指标体系,分别包含了不同的污染指标,对比水质评价结果,讨论评价过程中存在的问题。1.2.4.1评价体系1。水质评价主要目的是判断水体是否存在污染并找出污染因子分析污染来源,为水环境保护与管理提供依据。考虑到水质的影响因素主要来自污染指标,仅将存在污染的指标纳入评价指标体系,建立评价体系1。1.2.4.2评价体系2。改进的内梅罗指数法不仅对所有污染指标进行考量,同时也考虑到不存在污染的指标对水体质量的贡献,有实测

12、值的指标对水质均存在影响。因此,为了使评价更能体现水质综合状况,将有实测值的指标均纳入评价指标体系,建立评价体系2。1.2.4.3评价体系3。未检出指标即低于检出限的指标由于不存在污染,同样对水体质量有贡献,区别在于有实测值的指标单项污染指数不为零,未检出的指标单项污染指数以零计。G B 38 38-2002 地表水环境质量标准 基本指标包括24个项目,但是水温、p H、粪大肠菌群3个指标计量单位与其他指标不一致无法进行权重计算,将除开这3个指标的其他21个基本指标全部纳入评价指标体系,建立评价体系3。2研究区域2.1研究区域概况西藏拉鲁湿地位于拉萨市西北角,地理坐标为9103 41 E910

13、6 48 E,2939 25 N2942 08 N,平均海拔3645m,是世界上海拔最高、面积最大的城市天然湿地。本文基于拉鲁湿地 2022年 1月(枯水期)和2022年8 月(丰水期)水质监测数据,分别采用单因子指数法和改进的内梅罗指数法3种评价体系对拉鲁湿地不同时期各监测点综合水质进行评价,监测点包含湿地2个入水口S1和S2、1个湿地内水S3、2个出水口S4和S5,具体监测点分布见图1。图1拉鲁湿地水质监测点分布资源与环境11西藏科技2023年8 月 第45卷 第8 期2.2水样的测定分别于2022年1月(枯水期)和2022年8 月(丰水期)进行采样,采用便携式水质分析仪(哈纳H I98

14、194,意大利)对各采样点的水温、p H 值、溶解氧进行现场测定,每个采样点采集水样 3L,送往实验室进行检测,检测项目及检测方法见表1。表1检测项目及检测方法序号12345678910111213141516171819检测项目水温pH溶解氧(DO)高锰酸盐指数(CODMn)化学需氧量(CODCr)五日生化需氧量(BOD5)氨氮(NH3-N)总磷(TP)总氮(TN)Cu、Zn、Cd、Pb氟化物(以F-计)Se、As、Hg六价铬(Cr6+)氰化物挥发酚石油类阴离子表面活性剂硫化物粪大肠菌群检测方法温度计法玻璃电极法碘量法滴定法重铬酸盐法稀释与接种法纳氏试剂比色法钼酸铵分光光度法碱性过硫酸钾消解

15、紫外分光光度法电感耦合等离子体质谱法离子色谱法氢化物发生原子荧光法二苯碳酰二肼分光光度法异烟酸-吡唑啉酮比色法蒸馏后4-氨基安替比林分光光度法紫外分光光度法亚甲蓝分光光度法N,N-二乙基对苯二胺分光光度法多管发酵法检测方式现场测定现场测定、室内检测现场测定、室内检测室内检测室内检测室内检测室内检测室内检测室内检测室内检测室内检测室内检测室内检测室内检测室内检测室内检测室内检测室内检测室内检测3结果与讨论3.1单因子指数法水质评价根据G B 38 38-2002 地表水环境质量标准 水域环境功能类别划分,西藏拉鲁湿地属于国家自然保护区,以类水为标准,根据式(1)至式(5)分别计算枯水期、丰水期各

16、水质指标单因子污染指数,各指标的测试值、单因子指数Pi及分类评价分类见表2、表3。3.1.1枯水期水质评价。由表2可知,枯水期拉鲁湿地各监测点 p H、CODM n、CODCr、BOD5、Cu、Zn、F-、Se、A s、H g、Cd、Cr6+、Pb、氰化物、挥发酚、石油类、阴离子表面活性剂、硫化物、粪大肠菌群等19个指标的Pi值均小于1,不存在污染,单项指标均符合地表水类水质标准;D O、NH3-N、TP 和TN4个指标存在不同程度的 污 染,含 量 分 别 达 到 5.299.51、0.0540.34、0.000.073、0.742.44 m g/L。单因子指数法表明,枯水期拉鲁湿地5个监测

17、点水体均存在不同程度污染,水质类别介于III类到劣V 类,其中最好水质在S5监测点,符合地表水III类水质标准,S2监测点水质符合类水,S3、S4两个监测点水质均仅达到类水,S1监测点水质甚至达不到类水标准。表2枯水期各水质指标含量、污染指数及评价测试值:m g/L监测点位S1S2S3S4S5pH测试值7.467.937.517.417.01Pi0.230.470.260.210.0050评价类类类类类DO测试值8.328.127.366.535.29Pi0.820.871.031.221.49评价类类类类类CODMn测试值0.220.390.390.420.52Pi0.110.200.200

18、.210.26评价类类类类类CODCr测试值1.403.750.943.752.81Pi0.0930.250.0630.250.19评价类类类类类资源与环境12西藏科技2023年8 月 第45卷 第8 期监测点位S1S2S3S4S5监测点位S1S2S3S4S5监测点位S1S2S3S4S5监测点位S1S2S3S4S5Cu测试值0.00270.00320.00150.00160.00049As测试值0.00170.00240.00140.0015NDPb测试值ND0.00014NDNDND阴离子表明活性剂测试值NDNDNDNDNDPi0.270.320.150.160.049Pi0.0340.04

19、80.0290.0300.00Pi0.000.0140.000.000.00Pi0.000.000.000.000.00评价类类类类类评价类类类类类评价类类类类类评价类类类类类Zn测试值0.00330.00550.00300.00260.0089Hg测试值NDNDNDNDND氰化物测试值NDNDNDNDND硫化物测试值NDNDNDNDNDPi0.0650.110.0600.0510.18Pi0.000.000.000.000.00Pi0.000.000.000.000.00Pi0.000.000.000.000.00评价类类类类类评价类类类类类评价类类类类类评价类类类类类F-测试值0.140.

20、150.120.130.11Cd测试值0.000070.00007NDNDND挥发酚测试值NDNDNDNDND粪大肠菌群测试值70NDNDND20Pi0.140.150.120.130.11Pi0.070.070.000.000.00Pi0.000.000.000.000.00Pi0.350.000.000.000.10评价类类类类类评价类类类类类评价类类类类类评价类类类类类Se测试值NDNDNDNDNDCr6+测试值NDNDNDNDND石油类测试值NDNDNDNDNDPi0.000.000.000.000.00Pi0.000.000.000.000.00Pi0.000.000.000.000

21、.00评价类类类类类评价类类类类类评价类类类类类注:未达到方法检出限时以“ND”表示,以0来计算Pi值。表2(续)监测点位S1S2S3S4S5BOD5测试值0.0400.000.0400.520.070Pi0.0130.000.0130.170.023评价类类类类类NH3-N测试值0.0610.340.0950.0760.29Pi0.412.290.630.511.93评价类类类类类TP测试值0.0720.073NDNDNDPi3.623.670.000.000.00评价类类类类类TN测试值2.441.141.721.600.96Pi12.205.708.608.004.80评价劣类类类类资源

22、与环境13西藏科技2023年8 月 第45卷 第8 期表3丰水期各水质指标含量、污染指数及评价测试值:m g/L监测点位S1S2S3S4S5监测点位S1S2S3S4S5监测点位S1S2S3S4S5监测点位S1S2S3S4S5监测点位S1S2S3S4S5监测点位S1S2S3S4S5pH测试值7.818.337.657.317.21BOD5测试值0.0600.0600.0600.160.10Cu测试值0.00240.00270.000940.000670.00054As测试值0.00240.00880.00160.0017NDPb测试值0.000280.000470.000170.00013ND阴

23、离子合成洗涤剂测试值NDNDNDNDNDPi0.410.670.330.160.11Pi0.0200.0200.0200.0530.033Pi0.240.270.0940.0670.054Pi0.0480.180.0320.0340.00Pi0.0280.0470.0170.0130.00Pi0.000.000.000.000.00评价类类类类类评价类类类类类评价类类类类类评价类类类类类评价类类类类类评价类类类类类DO测试值6.806.184.662.070.26NH3-N测试值NDNDNDNDNDZn测试值0.0160.00820.00200.00150.00092Hg测试值NDNDNDND

24、ND氰化物测试值NDNDNDNDND硫化物测试值NDNDNDNDNDPi1.842.584.417.529.69Pi0.000.670.000.000.00Pi0.320.160.0400.0300.018Pi0.000.000.000.000.00Pi0.000.000.000.000.00Pi0.000.000.000.000.00评价类类类类劣评价类类类类类评价类类类类类评价类类类类类评价类类类类类评价类类类类类CODMn测试值0.210.540.330.901.63TP测试值ND0.042NDNDNDF-测试值0.320.420.350.590.46Cd测试值NDNDNDNDND挥发酚

25、测试值NDNDNDNDND粪大肠菌群测试值NDNDND80NDPi0.110.270.170.450.82Pi0.002.100.000.000.00Pi0.320.420.350.590.46Pi0.000.000.000.000.00Pi0.000.000.000.000.00Pi0.000.000.000.400.00评价类类类类类评价类类类类类评价类类类类类评价类类类类类评价类类类类类评价类类类类类CODCr测试值0.993.942.966.907.39TN测试值1.580.591.321.040.25Se测试值NDNDNDNDNDCr6+测试值NDNDNDNDND石油类测试值0.18

26、0.180.190.170.15Pi0.0660.260.200.460.49Pi7.902.956.605.201.25Pi0.000.000.000.000.00Pi0.000.000.000.000.00Pi3.603.603.803.403.00评价类类类类类评价类类类类类评价类类类类类评价类类类类类评价类类类类类注:未达到方法检出限时以“ND”表示,以0来计算Pi 值。3.1.2丰水期水质评价。由表3可知,丰水期拉鲁湿地各监测点p H、CODM n、CODCr、BOD5、NH3-N、Cu、Zn、F-、Se、A s、H g、Cd、Cr6+、Pb、氰化物、挥发酚、阴离子表面活性剂、硫化物

27、、粪大肠菌群等19个指标的Pi值均小于1,不存在污染,单项指标均符合地表水类水质标准。D O、TP、TN和石油类4个指标存在不同程度的污染,含量分别达到 0.266.8 0、0.000.042、0.251.58、0.150.19m g/L。单因子指数法表明,丰水期拉鲁湿地5个监测点水体均存在不同程度污染,水质类别介于IV 类到劣V 类,S2、S3两个监测点水质符合IV类水,S1、S4两个监测点水质仅达到类水,S5监测点水质甚至达不到类水标准。资源与环境14西藏科技2023年8 月 第45卷 第8 期3.2改进的内梅罗指数法水质评价3.2.1评价体系1各指标权重值确定。根据表2、表3各指标测试值

28、,拉鲁湿地存在污染的指标为D O、NH3-N、TP、TN以及石油类,将这5个指标建立为评价体系1,通过式(6)计算各指标在不同水质类别中的权重值i,具体结果见表4。由表4可知,在评价体系1中类、类、类水权重最大的指标为TP,类和类水权重最大的指标为石油类,权重最小的指标均为D O。说明在该评价体系下,TP 和石油类在水质评价中的影响最大,D O 的影响最小。表4评价体系1各指标污染权重评价因子DONH3-NTPTN石油类i类0.00160.0810.610.0610.24类0.00490.0590.290.0590.59类0.00740.0370.180.0370.74类0.0480.0950

29、.480.0950.29类0.100.100.500.100.203.2.2评价体系2各指标权重值确定。根据表2、表3各指标测试值,拉鲁湿地各监测点D O、CODM n、CODCr、BOD5、NH3-N、TP、TN、Cu、Zn、F-、A s、Cd、Pb、石油类14个指标有实测值,将这14个指标建立为评价体系2,通过式(6)计算各指标在不同水质类别中的权重值i,具体结果见表5。由表5可知,在评价体系2中权重最大的指标为Cd,权重最小的指标为CODCr。说明在该评价体系下,Cd 在水质评价中的影响最大,CODCr的影响最小。表5评价体系2各指标污染权重评价因子DOCODMnCODCrBOD5NH3

30、-NTPTNCuZnF-AsCdPb石油类i类0.000100.000380.0000500.000250.00500.0380.00380.0760.0150.000760.0150.760.0760.015类0.000470.000700.000190.000930.00560.0280.00560.00280.00280.00280.0560.560.280.056类0.000740.000620.000180.000920.00370.0190.00370.00370.00370.00370.0740.740.0740.074类0.001490.000420.000140.000700

31、.00280.0140.00280.00420.00210.00280.0420.840.0840.0084类0.00390.000520.000200.000790.00390.0200.00390.00790.00390.00520.0790.790.0790.00793.2.3评价体系3各指标权重值确定。根据表2、表3各指标测试值,拉鲁湿地各监测点 Se、H g、Cr6+、氰化物、挥发酚、阴离子表面活性剂、硫化物等7个指标均未检出,与评价体系2中有实测值的14个指标一起建立为评价体系3,通过式(6)计算各指标在不同水质类别中的权重值i,具体结果见表6。由表6可知,在评价体系3中权重最大的

32、指标为H g,权重最小的指标为CODCr。说明在该评价体系下,H g 在水质评价中的影响最大,CODCr的影响最小。表6评价体系3各指标污染权重评价因子DOCODMnCODCrBOD5NH3-NTPTNCuZnF-SeAsHgCdCr6+Pb氰化物挥发酚石油类阴离子表面活性剂硫化物i类0.00000600.0000220.00000300.0000150.000300.00220.000220.00450.000900.0000450.00450.000900.900.0450.00450.00450.00900.0220.000900.000220.00090类0.00000790.0000

33、120.00000320.0000160.0000950.000480.0000950.0000480.0000480.0000480.00480.000950.950.00950.000950.00480.000950.0240.000950.000240.00048类0.0000190.0000160.00000470.0000240.0000940.000470.0000940.0000940.0000940.0000940.00940.00190.940.0190.00190.00190.000470.0190.00190.000470.000470.000230.0000700.00

34、00230.000120.000470.00230.000470.000700.000350.000470.0350.00700.700.140.0140.0140.00350.0700.00140.00230.00140.000410.0000550.0000210.0000830.000410.00210.000410.000830.000410.000550.0410.00830.830.0830.00830.00830.00410.00830.000830.00280.00083资源与环境15西藏科技2023年8 月 第45卷 第8 期3.2.5.1不同评价体系对拉鲁湿地水质评价结果比

35、较。由表8 可知,通过改进的内梅罗指数法3种评价指标体系对拉鲁湿地两个时期水质进行评价,3种评价指标体系对丰水期水质评价结果一致,对枯水期水质评价结果略有差异。从内梅罗污染指数方面分析,评价体系1由于仅考虑存在污染的指标,使污染指标表8不同评价方法和评价体系对拉鲁湿地不同时期水质评价评价时期枯水期丰水期监测点位S1S2S3S4S5S1S2S3S4S5单因子指数法最差指标(Pi值)TN(12.20)TN(5.70)TN(8.60)TN(8.00)DO(1.49)TN(4.80)TN(7.90)石油类(3.60)TN(6.60)DO(7.20)DO(9.69)水质 评价劣类类类类类类类类类劣类改进

36、的内梅罗指数法评价体系1Fj值5.983.853.072.851.732.962.642.522.803.47水质评价类类类类类类类类类类评价体系2Fj值4.332.033.042.841.712.791.282.332.663.43水质评价类类类类类类类类类类评价体系3Fj值4.312.023.042.831.702.791.272.332.663.43水质评价类类类类类类类类类类3.2.4各评价体系污染等级的划分。参考汤玉强23和关云鹏27对各类污染等级划分的描述,根据式(7)、式(8)计算出各评价体系中不同水质类别内梅罗污染指数法临界值,并以此进行污染等级划分,具体结果见表7。由表7可知

37、,不同的评价体系,由于考量的指标多少不同,使各指标污染权重存在差异,污染等级划分标准亦不相同。评价体系1由于仅考量存在污染的指标,间接导致评价体系中各污染指标权重值相对增大,最终导致内梅罗污染指数临界值增大,当水质污染严重时污染等级划分范围拓宽,使评价结果将存在过保护现象;评价体系3由于考量的指标太多,虽然评价体系中各污染指标权重值相对减小,但最终导致内梅罗污染指数临界值更大,当水质污染严重时污染等级划分范围拓宽更广,使评价结果过保护现象更明显;评价体系2仅考量有实测值的指标,各污染指标权重值处在两个评价体系之间,内梅罗污染指数临界值相对适中,污染等级划分和水质评价结果较为适宜,相对于评价体系

38、3减少了无实测值指标的统计和计算,实用性优于另外两个评价体系。表7各评价体系内梅罗污染指数临界值与污染等级划分评价体系123类Fj0.61Fj0.62Fj0.70类0.61Fj 0.960.62Fj 0.940.70Fj 0.78类0.96Fj 1.000.94Fj 1.000.78Fj 1.00类1.00Fj 4.911.00Fj 3.971.00Fj 8.83类4.91Fj 8.683.97Fj 7.928.83Fj 12.29劣类Fj8.68Fj7.92Fj12.293.2.5各评价体系内梅罗污染指数计算与水质评价。根据式(7)、式(8)结合表2、表3拉鲁湿地不同时期各指标单项污染指数与

39、表4、表5、表6三种评价体系中各指标权重值计算出各监测点水体相应的内梅罗污染指数,再根据表7分别对拉鲁湿地两个时期水质进行评价,评价结果见表8。由表8 可知,改进的内梅罗指数法表明,拉鲁湿地各监测点不同时期水质均存在不同程度污染,枯水期拉鲁湿地水质介于类到类,以类为主;丰水期拉鲁湿地各监测点水质均为类水。资源与环境16西藏科技2023年8 月 第45卷 第8 期权重值增大,最终导致各监测点水体内梅罗污染指数均大于其他两个评价体系;评价体系2和评价体系3内梅罗污染指数接近,是由于权重最大指标污染指数接近于零,相当于仅有最大污染指数和有实测值的指标加权参与计算。从评价结果方面分析,评价体系1和2评

40、价结果相同,主要是评价体系3引入未检出指标,导致权重最大的指标改变,污染等级划分范围变宽,使评价结果相对优于其他两个评价体系,水质评价结果过保护现象明显。综合分析,仅考量有实测值指标的评价体系2更能反映水质综合状况,在实际应用中可根据不同需求选择不同的评价体系进行水质评价。3.2.5.2不同评价方法对拉鲁湿地水质评价结果比较。由表8 可知,单因子指数法由于仅考虑最差指标所属类别,未考量评价体系中其他污染因子对水质的影响,导致评价结果存在偏差,同时也不能充分反映水质综合状况。改进的内梅罗指数法充分考虑了评价体系中所有指标对水质的影响,更能客观反映水质综合状况。例如,枯水期 S1、S3、S4三个监

41、测点最差指标均为TN,单因子指数法仅考虑TN所属类别,分别评价为劣类、类、类水质,而改进的内梅罗指数法充分考量了评价体系中无污染指标对水质的贡献,故评价结果优于单因子指数法,分别评价为类、类、类水质;枯水期 S5监测点污染因子为D O、NH3-N和TN,最差指标为D O 和TN,均符合地表水类水,单因子指数法评价为类水质,而改进的内梅罗指数法充分考量了评价体系中所有污染指标对水质的影响,故评价结果劣于单因子指数法,评价为类水质。单因子指数法不能区分不同污染类别同等级水质之间优劣情况,改进的内梅罗指数法可通过内梅罗污染指数对同类水质进行定量比较。例如,枯水期和丰水期S4监测点水质污染因子不同,单

42、因子指数法均评价为类水,改进的内梅罗指数法均评价为类水,通过内梅罗污染指数大小可知S4监测点水质丰水期优于枯水期。同理,通过内梅罗污染指数比较,可知除S5监测点外,其余监测点水质均是丰水期优于枯水期。4结论(1)单因子指数法计算简单,能直观地分析出污染因子,对单项指标的评价意义重大,但以最差水质指标所属类别来定义水体综合水质类别,容易导致评价结果出现偏差,同时也不能充分反映水体综合水质状况;改进的内梅罗指数法不仅考量了评价体系中所有污染指标对水质的影响,更是考量了评价体系中不存在污染的指标对水质的贡献,使评价结果更能反映水体综合水质状况,并且通过内梅罗污染指数可在同类水质之间进行定量比较。(2

43、)改进的内梅罗指数法不同评价体系由于考量的指标不同,各污染指标权重值存在差异,直接导致评价等级划分范围存在差异,仅考量污染指标和考量过多指标均会导致评价结果出现过保护现象,而仅考量有实测值指标的评价结果更能反映水体综合状况,实用性最佳。在实际应用当中,可根据不同需求选择不同的评价体系进行水质综合评价。(3)采用单因子指数法和改进的内梅罗指数法对西藏拉鲁湿地两个时期水质进行评价,结果表明2种方法均能在一定程度上反映拉鲁湿地各监测点不同时期的水质状况。2种评价方法由于评价标准不同,导致评价结果略有差异。单因子指数法表明,枯水期拉鲁湿地水质介于类和劣类,以类为主;丰水期拉鲁湿地水质介于类和劣类,以类

44、和类为主。改进的内梅罗指数法表明,枯水期拉鲁湿地水质介于类和类,以类为主;丰水期拉鲁湿地各监测点水质均为类水。参考文献1 孙清展,臧淑英,张囡囡,等.基于蒙特卡罗方法的扎龙湿地水环境质量评价 J.湿地科学,2 0 13,11(1):75-8 1.2 袁海峰,何虎林,肖云飞,等.敦煌西湖湿地水质评价分析 J.湿地科学与管理,2 0 2 2,18(3):3 0-3 3.资源与环境17西藏科技2023年8 月 第45卷 第8 期3 范祖金,魏兴,李佳文,等.地下水饮用水与灌溉水水质评价方法研究进展 J.地下水,2 0 2 2,44(4):10-15.4 周默.几种水质评价方法在地表水评价中的应用及比

45、较研究 J.水资源开发与管理,2 0 2 2,8(9):50-55.5 王泽,吴月.三种水质评价方法在地表水质评价中的对比研究 J.科技论坛,2 0 2 2(6):14-16.6 潘荦,黄晓荣,魏晓玥,等.三种常用水质评价方法的对比分析研究 J.中国农村水利水电,2 0 19(3):51-55.7 王竹,朱士江,刘 扬,等.不同水质评价方法在滦河下游段的比较应用 J.节水灌溉,2 0 19(3):6 8-72,77.8 罗孝芹,张强,陈丽影,等.基于单因子指数法的贵阳市南明河上游区综合水质评价 J.地下水,2 0 16,3 8(1):8 0-8 2.9 顾薇娜,李琳,何琴,等.单因子指数法在饮

46、用水水质评价中的探索与应用 J.给水排水,2 0 16(S1):150-154.10 W e i w e i Lu,Ju a nW u,Zh uLi,e t a l.Sh u i p i n gCh e n g.W a t e r q u a l i t ya s s e s s m e n t o f a nu r b a nr i v e r r e c e i v i n gt a i lw a t e r u s i n gt h es i n g l e-f a c t o r i n d e xa n dp r i n c i p a l c o m p o n e n t a n

47、 a l y s i sJ.W a t e r Sc i e n c e a n dTe c h n o l o g y:W a t e rSu p p l y,2 0 18,19(2):6 0 3-6 0 9.11 陈天池,李昂,卞唯嘉,等.改进内梅罗污染指数法在河道水质评价中的应用 J.供水技术,2 0 2 2,16(4):2 0-2 5.12 Y a n g Y i l i n,Zh a n g D a w e i,Qu a n Ji n,e t a l.W a t e r q u a l i t ya s s e s s m e n t o f M i d d l eRo u t eo

48、 f So u t h-No r t hW a t e r D i v e r s i o n Pr o j e c t b a s e d o n m o d i f i e d Ne m e r o wi n d e x m e t h o d J.W a t e r Su p p l y,2 0 2 1,2 1(3):10 0 5-10 15.13 钟金鸣,张智超,孙玲玲,等.基于灰色关联度的水质评价分析 J.水利科技与经济,2 0 16,3 8(1):42-48.14 王丽佳,李长宏.基于改进模糊数学法的辽河干流沈阳段地下水水质评价研究 J.地下水,2 0 19,41(2):2 6-2

49、 8.15 周梅,李政,凌海波,等.基于BP 神经网络的义水河水环境质量评价研究 J.环境科学与技术,2 0 12,3 5(6 1):3 8 5-3 8 8+43 5.16 林涛,尹静,张博,等.改进综合水质标识指数法在珠江口水系水质评价中的应用 J.水资源保护,2 0 2 2,3 8(4):16 6-173,19 4.17 陈雨艳,黄玲,周淼.基于主成分分析法沱江干流水质评价研究 J.四川环境,2 0 2 1,40(4):13 3-13 7.18 李莉,浦国佳,余建林,等.改进内梅罗水污染指数法在嘉兴市运河断面水质评价中的应用 J.环境与发展,2 0 2 0(10):8 9-9 1.19 吴

50、喜军,董颖,张亚宁.改进的内梅罗污染指数法在黄河干流水质评价中的应用 J.节水灌溉,2 0 18(10):51-53.2 0 李苏,闫志宏,徐丹,等.改进的内梅罗指数法在水库水质评价中的应用 J 科学技术与工程,2 0 2 0,2 0(3 1):13 0 79-13 0 8 42 1 程晓丽.改进的内梅罗指数法在衡水湖流域水质评价中的应用 J.南方农机,2 0 2 2,53(0 6):172-174.2 2 罗嗣卿,贾子书.改进内梅罗指数法在东方红湿地水质评价中的应用 J.黑龙江大学自然科学学报,2 0 18,3 5(1):15-2 1.2 3 汤玉强,李清伟,左婉璐,等.内梅罗指数法在北戴河

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