□李 坤
(鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院 河南 鄭州 450001)
鄭州大學(xué)眉湖水質(zhì)評(píng)價(jià)
□李 坤
(鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院 河南 鄭州 450001)
眉湖是鄭州大學(xué)的一個(gè)人工景觀湖。是校區(qū)內(nèi)飼養(yǎng)魚(yú)和鵝的地方。通過(guò)對(duì)鄭州大學(xué)新校區(qū)眉湖水質(zhì)監(jiān)測(cè),以掌握水質(zhì)現(xiàn)狀及對(duì)眉湖水質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià),提出改善措施或保持措施。
水質(zhì)監(jiān)測(cè);水質(zhì)評(píng)價(jià);單因子指數(shù)評(píng)價(jià);模糊綜合評(píng)價(jià)
眉湖水域面積為800m2,長(zhǎng)度800m左右,寬度從窄處的30m到寬處的100m左右。眉湖由南向北流動(dòng),采用的是循環(huán)水系統(tǒng),包括局部的噴泉和上揚(yáng)式曝氣管的循環(huán)和整體的南北循環(huán),水面和水位基本穩(wěn)定。湖面較大,春夏秋蒸發(fā)量較大,在雨水較少的季節(jié)里,學(xué)校管理部門(mén)每三天會(huì)根據(jù)具體情況進(jìn)行補(bǔ)水以保持湖面維持在一定水位。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè),眉湖水深度最大處小于2m,養(yǎng)魚(yú)和鵝處水深約為0.9m,水面呈綠色。
選取的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有:水溫、pH值、電導(dǎo)率、溶解氧、化學(xué)需氧量、總鉻、生化需氧量、銅、氨氮、總磷。
將眉湖分為兩個(gè)區(qū)上游的魚(yú)、鵝養(yǎng)殖區(qū)和下游湖區(qū),分別命名為A區(qū)和B區(qū)。相應(yīng)的在兩個(gè)區(qū)各取一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),分別命名為A點(diǎn)和B點(diǎn)。A點(diǎn)位于培英路橋中間南側(cè),位于水面以下二分之一處;B點(diǎn)位于毓秀路橋中間南側(cè),位于水面以下二分之一處。兩點(diǎn)間距200米。
表4.1 眉湖基本項(xiàng)目測(cè)定結(jié)果(單位:mg/L)
5.1 單因子指數(shù)法
水質(zhì)的單因子污染指數(shù)Pi的計(jì)算公式為:
根據(jù)單因子指數(shù)法,判斷A區(qū)水質(zhì)屬于Ⅴ類水,B區(qū)水質(zhì)屬于Ⅴ類水,眉湖總體水質(zhì)屬于Ⅴ類水。
5.2 模糊綜合評(píng)價(jià)
應(yīng)用模糊綜合評(píng)價(jià)法,對(duì)鄭州大學(xué)眉湖水質(zhì)作現(xiàn)狀評(píng)價(jià)。
(1)建立因子集。根據(jù)《地表水環(huán)境指量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)的有關(guān)規(guī)定,確定水質(zhì)影響因素共7項(xiàng),即因子集為:
u=(DO,COD,鉻,BOD5,銅,氨氮,總磷)
(2)建立評(píng)價(jià)集?!兜乇硭h(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》把湖按功能高低分為五類,見(jiàn) 表(6)。因此,評(píng)價(jià)集V=(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ)。
作為電器和各種機(jī)械的動(dòng)力源,電動(dòng)機(jī)是一種把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的設(shè)備。它主要是依據(jù)電磁感應(yīng)定律和電磁力定律實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的。從結(jié)構(gòu)來(lái)看,電動(dòng)機(jī)主要是由定子和轉(zhuǎn)子組成的。受定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用,電動(dòng)機(jī)在電樞鼠籠式鋁框中有電流通過(guò)并在磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)我們環(huán)顧四周時(shí),機(jī)械的運(yùn)動(dòng)基本都是由交流電動(dòng)機(jī)或直流電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的。所以,電動(dòng)機(jī)無(wú)處不在。
(3)建立隸屬度函數(shù)。水質(zhì)污染程度是一個(gè)模糊概念,水質(zhì)分類標(biāo)準(zhǔn)也是模糊的,用隸屬度來(lái)描述分類界線較為合理。
DO對(duì)5個(gè)類別的隸屬度函數(shù):
其他六項(xiàng)指標(biāo)對(duì)5個(gè)類別的隸屬度函數(shù)與DO類同,這里不再贅述。
(4)單因子模糊評(píng)價(jià)。將實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)值x帶入相應(yīng)的隸屬函數(shù),計(jì)算其隸屬度。
其他項(xiàng)目類同。
由此得到單因子模糊評(píng)價(jià)矩陣R為:
(5)建立權(quán)重集。由于DO、BOD5等的污染物對(duì)水質(zhì)影響程度不同,因此,對(duì)他們應(yīng)該賦予不同的權(quán)重αi。確定權(quán)重有許多方法,以污染物的超標(biāo)情況確定權(quán)重較為合理,其計(jì)算式為:
注意:對(duì)于DO,其權(quán)重取上式的倒數(shù)。
式中:
ai、ρi、ρs,i分別為第 i種污染物的權(quán)重、 質(zhì)量濃度實(shí)測(cè)值和多級(jí)質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)值的平均值,ρs,ij為第i種污染物第j級(jí)質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)值,m為級(jí)別數(shù)。
表5.1 多級(jí)質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)值的平均值
表5.2 污染物的權(quán)重
為了進(jìn)行模糊復(fù)合運(yùn)算,各單因子權(quán)重必須歸一化,即
表5.3 污染物的權(quán)重(歸一化)
應(yīng)用上述方法確定權(quán)重集A為:
(6)模糊綜合評(píng)價(jià)。
同理:對(duì)A、B兩處各指標(biāo)值取平均數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)得:
故對(duì)A區(qū)而言,對(duì)Ⅴ類的隸屬度為0.5845,由于對(duì)Ⅴ類的隸屬度最大,故A區(qū)水質(zhì)為Ⅴ類水;對(duì)B區(qū)而言,對(duì)Ⅴ類的隸屬度為0.5677,由于對(duì)Ⅴ類的隸屬度最大,故B區(qū)水質(zhì)為Ⅴ類水;故眉湖水質(zhì)為Ⅴ類水。
(1)由單因子指數(shù)法評(píng)價(jià)眉湖水,我們可以看到:A區(qū)為Ⅴ類水的水質(zhì)水平。B區(qū)為Ⅴ類水的水質(zhì)水平。對(duì)于眉湖水質(zhì)的總體水平為Ⅴ類水的水質(zhì)水平。
(2)由模糊綜合評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)眉湖水,我們可以看到:A區(qū)為Ⅴ類水的水質(zhì)水平。B區(qū)為Ⅴ類水的水質(zhì)水平。對(duì)于眉湖水質(zhì)的總體水平為Ⅴ類水的水質(zhì)水平。
結(jié)合以上兩種方法,判定眉湖水為Ⅴ類水,這是因?yàn)榭傘t這一指標(biāo)含量超過(guò)Ⅴ類水的標(biāo)準(zhǔn)限值導(dǎo)致的。而出現(xiàn)這個(gè)情況則是由于對(duì)于地表水的評(píng)價(jià)指標(biāo)中沒(méi)有總鉻的標(biāo)準(zhǔn)限值,我們以六價(jià)鉻的標(biāo)準(zhǔn)限值替代之的緣故。
根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的測(cè)定結(jié)果(其中總鉻一項(xiàng)筆者認(rèn)為可能是由于實(shí)驗(yàn)試劑等的原因造成的,且眉湖處于鄭大校園內(nèi)并無(wú)工廠等的點(diǎn)污染源的存在,其來(lái)源只能是空氣或者是鍍鉻鋼管中的鉻),除總鉻外 ,其他指標(biāo)均為Ⅲ類水或優(yōu)于Ⅲ類水,故無(wú)需特別的深度處理。但是由于眉湖是一個(gè)人工湖,其生態(tài)系統(tǒng)脆弱,其水體自凈能力較差。所以平時(shí)應(yīng)注意避免垃圾進(jìn)入眉湖,也應(yīng)避免秋季落葉大量進(jìn)入眉湖。建議學(xué)校秋季加強(qiáng)對(duì)落入眉湖的垃圾以及秋季的落葉進(jìn)行清理以免造成眉湖水質(zhì)變壞。
[1]奚旦立,孫裕生.環(huán)境監(jiān)測(cè)[M].4版.北京:高等教育出版社,2010.
[2]環(huán)境保護(hù)部.HJ 493—2009,水質(zhì)樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定[S].
[3]國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.HJ/T91—2002,地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].
1004-7026(2016)18-0113-03
TU991.215
A
DOI:10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2016.18.084