水質(zhì)評(píng)價(jià)是水環(huán)境評(píng)價(jià)中的一個(gè)重要內(nèi)容，對(duì)河流水質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，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(jìn)程的不斷推進(jìn)，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(duì)清水河的水資源進(jìn)行了評(píng)價(jià)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(duì)整個(gè)流域多月份的水質(zhì)狀況評(píng)價(jià)。今應(yīng)用單因子評(píng)價(jià)法、綜合污染指數(shù)法、灰色關(guān)聯(lián)法和模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)清水河流域的水質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，分析氟離子(F-)是否參與評(píng)價(jià)時(shí)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(jí)支流，全長(zhǎng)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(shí)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(yíng)養(yǎng)化。

1.2 采樣點(diǎn)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(gè)水質(zhì)采樣點(diǎn)(見圖1)。其中，干流17個(gè)，分別為上游3個(gè)(開城、東郊、水庫(kù)),中游5個(gè)(頭營(yíng)、楊郎、三營(yíng)、黑城、七營(yíng)),下游9個(gè)(雙井河交匯、羊路、李旺、王團(tuán)、同心、丁家塘、河西、長(zhǎng)山頭、入黃點(diǎn));支流15個(gè)，分別為冬至河3個(gè)，中河4個(gè)，中衛(wèi)市第五排水溝(中衛(wèi)五排)2個(gè)，西河、莧麻河、雙井子溝、折死溝、井溝、沙沿溝各1個(gè)。

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(shí)驗(yàn)室待測(cè)。監(jiān)測(cè)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(jì))。

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(cè)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(cè)定 納氏試劑分光光度法》(HJ 535—2009)《水質(zhì) 總磷的測(cè)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(cè)定 稀釋與接種法》(HJ 505—2009)《水質(zhì) 化學(xué)需氧量的測(cè)定 重鉻酸鹽法》(HJ 828—2017)和《水質(zhì) 氟化物的測(cè)定 氟試劑分光光度法》(HJ 488—2009)等方法測(cè)定。

1.4 評(píng)價(jià)方法

(1) 單因子評(píng)價(jià)法。

其是在所有參與綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)的水質(zhì)指標(biāo)中，選擇水質(zhì)最差的單項(xiàng)指標(biāo)所屬類別來確定所屬水域綜合水質(zhì)類別。在運(yùn)用該方法評(píng)價(jià)河流水質(zhì)時(shí)，應(yīng)識(shí)別水質(zhì)控制因子。

(2) 綜合污染指數(shù)法。

其通過計(jì)算比較污染指數(shù)的大小來判斷各個(gè)流域內(nèi)水體的受污染程度，計(jì)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(shí)測(cè)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(shí)，水質(zhì)級(jí)別為合格；當(dāng)0.8≤P≤1時(shí)，水質(zhì)級(jí)別為基本合格；當(dāng)12時(shí)，水質(zhì)級(jí)別為重污染。

(3) 灰色關(guān)聯(lián)法。

其通過計(jì)算各樣點(diǎn)與各水質(zhì)級(jí)別的關(guān)聯(lián)度來判別水質(zhì)級(jí)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(jí)作為子序列，各樣點(diǎn)水體的指標(biāo)實(shí)測(cè)值作為母序列來計(jì)算關(guān)聯(lián)度，計(jì)算前將水質(zhì)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值和實(shí)測(cè)值歸一化處理。

(4) 模糊綜合評(píng)價(jià)法。

其是通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)序列間的隸屬度來確定水質(zhì)的級(jí)別，步驟為[12]:①確定評(píng)價(jià)因子與評(píng)價(jià)集；②建立隸屬函數(shù)；③確定權(quán)重；④綜合評(píng)價(jià)(隸屬度=權(quán)重集乘以模糊矩陣)。

在評(píng)價(jià)過程中，先將前5個(gè)水環(huán)境因子(TN、NH3-N、TP、BOD5、COD)進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，再將F-加入進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析當(dāng)F-參與評(píng)價(jià)時(shí)清水河的水質(zhì)變化情況。

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