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）

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)

1 眉湖的基本概況

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。

2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

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。

3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)

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。

4 監(jiān)測(cè)結(jié)果

表4.1 眉湖基本項(xiàng)目測(cè)定結(jié)果（單位：mg/L）

5 水質(zhì)評(píng)價(jià)

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。

6 結(jié)果分析

（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。

7 水質(zhì)改善建議

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