水質(zhì)評價是水環(huán)境評價中的一個重要內(nèi)容，對河流水質(zhì)進行綜合評價，能夠準(zhǔn)確反映河流水體的質(zhì)量和污染狀況，為水環(huán)境治理工作提供一定的技術(shù)依據(jù)。近年來，伴隨著科技發(fā)展和工業(yè)化進程的不斷推進，大量的廢水和污水排入河流，引起河流水質(zhì)不斷惡化。清水河流域水環(huán)境狀況也不容樂觀，水環(huán)境壓力主要源于周圍工農(nóng)生活污水排放。雖然已有周飛、包淑萍等對清水河的水資源進行了評價分析，但都是關(guān)于該河某一斷面或干流的水質(zhì)污染研究，缺乏對整個流域多月份的水質(zhì)狀況評價。今應(yīng)用單因子評價法、綜合污染指數(shù)法、灰色關(guān)聯(lián)法和模糊綜合評價法對清水河流域的水質(zhì)進行綜合評價，分析氟離子(F-)是否參與評價時清水河流域的水質(zhì)變化情況，為該河水污染治理和水環(huán)境管理規(guī)劃提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

清水河是寧夏境內(nèi)流入黃河的最大一級支流，全長320 km, 流域總面積14 481 km2，共有8條主要支流，左岸有冬至河、中河、莧麻河、西河等6條，右岸有雙井子溝、折死溝等2條。該流域常年干旱少雨，降雨時空分布不均勻，水土流失嚴(yán)重，高氟地下水在寧南山區(qū)廣泛分布，形成大面積的氟病區(qū)，加上沿岸居民工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需水量和排入河流的污水、廢水不斷增加[8],使得該河流域的水質(zhì)污染情況加劇，加速了水體的富營養(yǎng)化。

1.2 采樣點布設(shè)與樣品采集

根據(jù)清水河水文規(guī)律和支流分布情況，共布設(shè)32個水質(zhì)采樣點(見圖1)。其中，干流17個，分別為上游3個(開城、東郊、水庫),中游5個(頭營、楊郎、三營、黑城、七營),下游9個(雙井河交匯、羊路、李旺、王團、同心、丁家塘、河西、長山頭、入黃點);支流15個，分別為冬至河3個，中河4個，中衛(wèi)市第五排水溝(中衛(wèi)五排)2個，西河、莧麻河、雙井子溝、折死溝、井溝、沙沿溝各1個。

2018年4月、7月和11月各采集水樣1次。用1 L采水器采集表層水下50 cm深處的水樣，若水深<50 cm, 則采集表層水樣，若水深>1.5 m, 則采集表層下50 cm與底層上50 cm混合水樣，采好封裝標(biāo)記，帶回實驗室待測。監(jiān)測指標(biāo)為總氮(TN)、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)、五日生化需氧量(BOD5)、化學(xué)需氧量(COD)和氟化物(以F-計)。

1.3 分析方法

水樣中TN、NH3-N、TP、BOD5、COD和F-濃度分別采用《水質(zhì) 總氮的測定 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》(HJ 636—2012)《水質(zhì) 氨氮的測定 納氏試劑分光光度法》(HJ 535—2009)《水質(zhì) 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》(GB 11893—89)《水質(zhì) 五日生化需氧量(BOD5)的測定 稀釋與接種法》(HJ 505—2009)《水質(zhì) 化學(xué)需氧量的測定 重鉻酸鹽法》(HJ 828—2017)和《水質(zhì) 氟化物的測定 氟試劑分光光度法》(HJ 488—2009)等方法測定。

1.4 評價方法

(1) 單因子評價法。

其是在所有參與綜合水質(zhì)評價的水質(zhì)指標(biāo)中，選擇水質(zhì)最差的單項指標(biāo)所屬類別來確定所屬水域綜合水質(zhì)類別。在運用該方法評價河流水質(zhì)時，應(yīng)識別水質(zhì)控制因子。

(2) 綜合污染指數(shù)法。

其通過計算比較污染指數(shù)的大小來判斷各個流域內(nèi)水體的受污染程度，計算方法如下[10]:

Pi=Ci/Si (1)

式中：Pi為水質(zhì)因子i的污染指數(shù)；Ci為水質(zhì)因子i的實測濃度；Si為《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)中水質(zhì)因子i的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值；P為綜合污染指數(shù)；n為指標(biāo)總數(shù)。

當(dāng)P<0.8時，水質(zhì)級別為合格；當(dāng)0.8≤P≤1時，水質(zhì)級別為基本合格；當(dāng)12時，水質(zhì)級別為重污染。

(3) 灰色關(guān)聯(lián)法。

其通過計算各樣點與各水質(zhì)級別的關(guān)聯(lián)度來判別水質(zhì)級別。在數(shù)字像素(DPS)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，以水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)分級作為子序列，各樣點水體的指標(biāo)實測值作為母序列來計算關(guān)聯(lián)度，計算前將水質(zhì)分級標(biāo)準(zhǔn)值和實測值歸一化處理。

(4) 模糊綜合評價法。

其是通過實測數(shù)據(jù)與各級標(biāo)準(zhǔn)序列間的隸屬度來確定水質(zhì)的級別，步驟為[12]:①確定評價因子與評價集；②建立隸屬函數(shù)；③確定權(quán)重；④綜合評價(隸屬度=權(quán)重集乘以模糊矩陣)。

在評價過程中，先將前5個水環(huán)境因子(TN、NH3-N、TP、BOD5、COD)進行評價分析，再將F-加入進行評價，分析當(dāng)F-參與評價時清水河的水質(zhì)變化情況。

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