水質綜合評價方法研究
——以海拉爾河為例

王瑞東 君珊 李魁 白凱 王騰

（呼倫貝爾市環境監測中心站內蒙古海拉爾021008）

水質綜合評價方法研究
——以海拉爾河為例

王瑞東 君珊*李魁 白凱 王騰

（呼倫貝爾市環境監測中心站內蒙古海拉爾021008）

基于主成分分析法和水質標識指數法對海拉爾河水質進行綜合評價。結果表明，“十二五”時期海拉爾河水質處于良好狀態，水質相對穩定；海拉爾河主要污染物為COD、TN和NH3-N，屬于有機無機復合型污染。

海拉爾河流域；評價指標體系；水質

河流水質評價是水環境管理的基礎，評價結果有助于明確河流水環境質量現狀及存在的主要環境問題。河流水質評價方法的客觀性、科學性將會直接影響評價結果，只有在科學合理評價的基礎上，才能制定有針對性、適用性的水污染防治對策和措施，從而達到改善水環境質量的目的，為河流污染控制及水資源利用系統工程方案的制定提供依據[1,2]。

海拉爾河流域位于我國東北部邊陲，夏季溫熱短促，冬季寒冷漫長，已有的河流水質評價研究對海拉爾河流域關注較少，套用通用的評價指標體系不能客觀反映海拉爾河流域河流水質狀況。本次將主成分分析法和水質表示指數法進行耦合[3]，構建海拉爾河流域水質綜合評價方法。

圖1 水質評價體系研究流程

1 評價指標體系構建

評價指標體系應能全面、真實的反映生態系統的外部特征、內部間的相互聯系和對目標的實現程度，科學合理的評價指標體系是開展區域環境管理的最基本要求。目前，主成分分析法已廣泛應用于評價指標篩選及水質評價中[4]。海拉爾河流域中河流均發源于大興安嶺，有機物含量以及營養物質含量較高。本次選取2011-2015年各監測斷面DO、CODMn、CODCr、BOD5、NH3-N、TN、TP、F和Pb的年均值進行主成分分析。根據分析結果，前3個主成分方差貢獻率達95.335%，已經能夠反映全部數據的大部分信息。

表1 海拉爾河流域水質數據主成分分析因子載荷值

其中，第1主成分包含的信息最多，對水質變化影響最大。根據主成分因子載荷值，與第1主成分關系密切的是溶解氧、氨氮、化學需氧量、總氮和砷，主要表征有機污染指標、營養物質污染指標以及重金屬污染指標；第2主成分關系密切的是五日生化需氧量和氟化物，主要表征有機污染指標和重金屬污染指標。綜上分析，根據避免信息重疊并以較少指標最大程度反映全部信息的原則，選取溶解氧、氨氮、化學需氧量、五日生化需氧量、總氮、氟化物和砷作為海拉爾河流域水質評價指標體系。

2 水質評價

綜合水質標識指數是以單因子標識指數為基礎的河流水質綜合分析評價指數。通過綜合水質標識指數的整數位和小數點后第一位判斷綜合水質級別[5,6]。

表2 綜合水質標識指數的水質級別判定

根據2011-2015年海拉爾河流域各監測斷面的數據，計算各年份海拉爾河單因子和綜合水質標識指數。

表3 海拉爾河單因子及綜合水質標識指數

3 結果與分析

3.1 水質現狀

根據綜合水質標識指數計算結果，“十二五”期間海拉爾河水質均為良好。綜合水質標識指數2011年和2012年相同，2013年最高，2014年和2015年最低。其中2013年與2014年相比，水質有輕微變化，其余年份海拉爾河水質基本不變。

3.2 主要污染物分析

根據2011-2015年海拉爾河單因子水質標識指數，可以看出COD和TN的指數最高，其次為NH3-N，主要表現為有機無機復合型污染，與已有研究相似[7]。但是，單因子水質標識指數均未超過Ⅴ類，說明海拉爾河水質相對較好。

4 結語

（1）通過主成分分析法和水指標識指數法對海拉爾河水質進行綜合評價，結果客觀合理，與實際情況較為吻合。（2）評價結果表明，海拉爾河水質整體屬于良好狀態，“十二五”期間海拉爾河水質較為穩定。（3）海拉爾河的主要污染物為COD、TN和NH3-N，表現為有機無機復合型污染。

[1]尹海龍,徐祖信.河流綜合水質評價方法比較研究[J].長江流域資源與環境,2008,17(5):729-733.

[2]胡成,蘇丹.綜合水質標識指數法在渾河水質評價中的應用[J].生態環境學報,2011,20(1):186-192.

[3]李國鋒,劉憲斌,劉占廣,等.基于主成分分析和水質標識指數的天津地區主要河流水質評價[J].生態與農村環境學報,2011,27(4): 27-31.

[4]方紅衛,孫世群,朱雨龍,等.主成分分析法在水質評價中的應用及分析[J].環境科學與管理,2009,34(12):152-154.

[5]徐祖信.我國河流單因子水質標識指數評價方法研究[J].同濟大學學報:自然科學版,2005,33(3):321-325.

[6]徐祖信.我國河流單因子水質標識指數評價方法研究[J].同濟大學學報:自然科學版,2005,33(3):321-325.

[7]白凱,崔鵬,張宣,等.模糊層次標識指數法在海拉爾河水質評價中的應用[J].資源節約與環保,2015(2):80.

呼倫貝爾市科技支撐項目“海拉爾河流域地表水體污染防治技術研究”。

王瑞東（1981—）,男,漢族,內蒙古呼倫貝爾人,助理工程師,主要從事環境污染防治、環境影響評價、環境規劃研究。

君珊（1972—）,女,內蒙古呼倫貝爾人,碩士,高級工程師。