一種評價流域營養(yǎng)鹽污染等級的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于流域水環(huán)境監(jiān)測與管理范疇，特別是一種評價流域營養(yǎng)鹽污染等級的 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水體富營養(yǎng)化是人類當前所面臨的一個重要生態(tài)環(huán)境問題。營養(yǎng)鹽的狀況對水生 態(tài)可造成直接影響，尤其對水生態(tài)初級生產(chǎn)力而言尤為重要。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展， 大量的營養(yǎng)鹽物質(zhì)進入地表徑流中，不僅影響水質(zhì)，引起水體的富營養(yǎng)化，對浮游植物的生 長繁殖造成很大影響；同時，也會產(chǎn)生一定程度的生態(tài)毒性作用。目前，全球約75%W上封 閉型水體存在富營養(yǎng)化問題。因此，研究水體營養(yǎng)鹽污染及防治措施具有重要的現(xiàn)實意義。
[0003] 我國所面臨的水體富營養(yǎng)化威脅十分嚴重，對131個主要湖泊的調(diào)查表明：N、P營 養(yǎng)鹽嚴重超標的湖泊有67個，占調(diào)查湖泊總數(shù)的51. 2%。近20年來，國內(nèi)學者對太湖、桐 庭湖等主要湖泊的富營養(yǎng)化控制和生態(tài)恢復開展了大量的研究，在營養(yǎng)元素控制因素、富 營養(yǎng)化水質(zhì)改善、政策控制措施=個方面取得了諸多成果，并取得了許多成功的經(jīng)驗。而 大量研究表明，長江、黃河等大尺度流域的營養(yǎng)鹽含量也呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢。然而，我 國對水體營養(yǎng)鹽的研究主要存在的問題就是研究區(qū)域過于狹窄，主要集中在長江中下游地 區(qū)；研究對象主要是湖體或河流入?？冢瑢Υ罅饔蛘w營養(yǎng)鹽污染的潛在影響和控制的研 究還相對較少。本方法在調(diào)查流域營養(yǎng)鹽污染情況的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)外文獻的研究，對總 氮、氨氮與總憐進行評價分級，完成流域營養(yǎng)鹽污染等級綜合評價，W期為流域水環(huán)境質(zhì)量 和生態(tài)系統(tǒng)保護提供科學管理的依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對上述存在問題，提供一種評價流域營養(yǎng)鹽污染等級的方 法，該方法綜合水體中的營養(yǎng)鹽指標（總氮、氨氮與總憐），從綜合污染指標評價的角度提 出了一個簡潔、客觀、量化的計算方法與評價標準，使得能夠方便快速地對不同流域的營養(yǎng) 鹽污染情況進行比較。本方法客觀合理，且易于推廣使用。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案：
[0006] 一種評價流域營養(yǎng)鹽污染等級的方法，包括W下步驟：
[0007] 1)對流域的水生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀進行現(xiàn)場調(diào)查，使用1L的有機玻璃采水器采集水樣， 每個樣點取=個平行，保存至實驗室，測定水樣中的總氮、總憐和氨氮含量并作為流域營養(yǎng) 鹽評價的具體指標；
[0008] 2)將營養(yǎng)鹽測定結(jié)果按照下列公式進行標準化，使不同類別的指標具有可比性：
[0010] 式中：SV為各指標的標準化值；Vm。、、Vmi。表示標準化值，分別指《地表水環(huán)境質(zhì)量 標準》（GB3838-2002)中規(guī)定的I類與IV類水體的最大值和最小值，如表1所示，M指該樣 點營養(yǎng)鹽指標的測量值；
[0011] 表1各指標標準化最小值與最大值
[0013] 3)根據(jù)下列公式計算營養(yǎng)鹽評價得分：
[0015] 式中：Pw為流域營養(yǎng)鹽的綜合評價得分，SV?、SVtp、SVwH3H分別代表總氮、總憐和氨 氮的標準化值即指標得分，并規(guī)定當N&-N的評價得分為0時，該采樣點的營養(yǎng)鹽綜合評價 得分為0 ;
[0016] 4)劃分評價等級；
[0017] 根據(jù)采樣點各營養(yǎng)鹽指標的數(shù)據(jù)計算出評價得分后，可將其分為5個等級如表2 所示，當某一營養(yǎng)鹽指標的數(shù)值超過地表水IV類標準，或是低于地表水I類標準，即不在標 準化值范圍內(nèi)，根據(jù)公式計算出來的評價得分亦不在評價的范圍0-1內(nèi)，在運種情況下通 過W下處理后進行評價：當評價得分大于1時，可按1來計算；當其小于0時，可按0來計 算。
[0018] 表2營養(yǎng)鹽評價得分值對應等級
[0021] 本方法的優(yōu)點在于：創(chuàng)造性地將傳統(tǒng)的綜合污染指數(shù)法的方法應用于流域營養(yǎng)鹽 污染評價上，將=種氮憐營養(yǎng)鹽視為影響流域健康的重要因素；通過現(xiàn)場調(diào)查采樣，能夠方 便快捷地反映出流域營養(yǎng)鹽的污染現(xiàn)狀，從而在同一指標體系中對不同規(guī)模流域的評價結(jié) 果進行橫向比較，評價結(jié)果精準、客觀，針對性強且易于推廣。
【附圖說明】
[0022] 圖1為松花江流域營養(yǎng)鹽污染評價等級分布圖。
[0023] 圖2為松花江流域營養(yǎng)鹽污染評價等級所占比例示意圖。
【具體實施方式】
[0024] W下結(jié)合附圖，并W松花江流域為實施例，對本方法進行具體說明。
[0025] -種評價流域營養(yǎng)鹽污染等級的方法，包括W下步驟：
[0026] 1)對松花江流域進行現(xiàn)場調(diào)查，使用1L的有機玻璃采水器采集水樣，每個樣點取 =個平行，總計調(diào)查了 122個點位的生態(tài)狀況W及水樣采集，其中松花江主干流及其支流 共29個點位，嫩江干流及其支流共41個點位，第二松花江干流及其支流24個點位，牡丹江 干流及其支流28個點位。水樣采集按町/T91-2002《地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》進 行，水質(zhì)營養(yǎng)鹽指標測定按《水和廢水監(jiān)測分析方法》'進行，保存至實驗室，測定水樣中的 總氮、總憐和氨氮含量并作為流域營養(yǎng)鹽評價的具體指標；
[0027] 2)將營養(yǎng)鹽測定結(jié)果按照下列公式進行標準化，使不同類別的指標具有可比性：
[0029] 式中：SV為各指標的標準化值；Vm。、、Vmi。表示標準化值，分別指《地表水環(huán)境質(zhì)量 標準》（GB3838-2002)中規(guī)定的I類與IV類水體的最大值和最小值，如表1所示，M指該樣 點營養(yǎng)鹽指標的測量值；
[0030] 表1各指標標準化最小值與最大值
[0032] 營養(yǎng)鹽的狀況對水生態(tài)可造成直接影響，尤其對水生態(tài)初級生產(chǎn)力而言尤為重 要。因此，根據(jù)松花江流域的水生態(tài)系統(tǒng)特征W及流域生態(tài)系統(tǒng)與人為影響所產(chǎn)生的非點 源污染的具體情況，綜合各因子的污染分擔率，選取上述指標。
[0033] 營養(yǎng)鹽指標的選取充分考慮到水生態(tài)系統(tǒng)的完整性，用來表示水體受營養(yǎng)物質(zhì)污 染的程度，從水質(zhì)與生物兩方面來進行研究。因此，本方法根據(jù)流域生態(tài)系統(tǒng)W及人為影響 所產(chǎn)生的非點源污染的具體情況，綜合各因子的污染分擔率，選取總氮燈腳及總憐燈巧作 為營養(yǎng)鹽指標進行水質(zhì)評價。水體中的氨氮（NH3-N)達到一定水平，可導致水生生物中毒 甚至死亡，嚴重影響河流的生態(tài)平衡，是典型的生物毒性指標。因此可選取氨氮作為本研究 的營養(yǎng)鹽評價生物方面的指標。
[0034] 3)根據(jù)下列公式計算營養(yǎng)鹽評價得分：
[0036]式中：Pw為流域營養(yǎng)鹽的綜合評價得分，SV?、SVtp、SVwH3H分別代表總氮、總憐和氨 氮的標準化值即指標得分，并規(guī)定當N&-N的評價得分為0時，該采樣點的營養(yǎng)鹽綜合評價 得分為0。；
[0037] 值得注意的是，畑3-NW游離氨或錠鹽的形式存在于水中，對水生態(tài)系統(tǒng)造成污染 后，可使魚類死亡，或形成亞硝酸鹽危害人類的健康。所W，N&-N是評價水體污染和自凈狀 況的重要指標，在評價過程中應予W特殊考慮，在本方法中作了規(guī)定。
[0038] 4)劃分評價等級；
[0039] 根據(jù)采樣點各營養(yǎng)鹽指標的數(shù)據(jù)計算出評價得分后，可將其分為5個等級如表2 所示，當某一營養(yǎng)鹽指標的數(shù)值超過地表水IV類標準，或是低于地表水I類標準，即不在標 準化值范圍內(nèi)，根據(jù)公式計算出來的評價得分亦不在評價的范圍0-1內(nèi)，在運種情況下通 過W下處理后進行評價：當評價得分大于1時，可按1來計算；當其小于0時，可按0來計 算。
[0040] 表2營養(yǎng)鹽評價得分值對應等級
[0043]根據(jù)營養(yǎng)鹽評價得分劃分評價等級，制作松花江流域營養(yǎng)鹽污染等級評價結(jié)果。 圖1為松花江流域營養(yǎng)鹽污染評價等級分布圖。圖2為松花江流域營養(yǎng)鹽污染評價等級 所占比例示意圖。圖中表明：松花江流域整體的營養(yǎng)鹽出現(xiàn)了一定程度的污染情況，超 過50%的點位處于差和極差的等級；另外，有26. 2%的點位處于好和極好的等級，營養(yǎng)鹽 狀況良好。從單個營養(yǎng)鹽指標來看，TN評價得分比率偏低，極差等級的比例分別達到了 51. 6 %，其中，營養(yǎng)鹽評價得分為0 (即相應營養(yǎng)鹽的濃度超過地表水IV類標準）的點位達 到46個。TP的評價呈現(xiàn)出較為滿意的結(jié)果，超過65%的點位處于極好和好的水平上，說明 生活污水對松花江營養(yǎng)鹽污染的貢獻率要小于工業(yè)和農(nóng)業(yè)廢水。
[0044] 本方法不局限于上述具體的實施方式，可應用到不同規(guī)模的流域，并可進行橫向 比較，易于推廣使用。
【主權(quán)項】
1. 一種評價流域營養(yǎng)鹽污染等級的方法，其特征在于包括以下步驟： 1) 對流域的水生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀進行現(xiàn)場調(diào)查，使用1L的有機玻璃采水器采集水樣，每個 樣點取三個平行，保存至實驗室，測定水樣中的總氮、總磷和氨氮含量并作為流域營養(yǎng)鹽評 價的具體指標； 2) 將營養(yǎng)鹽測定結(jié)果按照下列公式進行標準化，使不同類別的指標具有可比性：式中：SV為各指標的標準化值；V_、V_表示標準化值，分別指《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》 (GB3838-2002)中規(guī)定的I類與IV類水體的最大值和最小值，如表1所示，M指該樣點營養(yǎng) 鹽指標的測量值； 表1各指標標準化最小值與最大值3) 根據(jù)下列公式計算營養(yǎng)鹽評價得分：式中：PN為流域營養(yǎng)鹽的綜合評價得分，SVTN、SVTp、SVNH3H分別代表總氮、總磷和氨氮的 標準化值即指標得分，并規(guī)定當nh3-n的評價得分為0時，該采樣點的營養(yǎng)鹽綜合評價得分 為0 ; 4) 劃分評價等級； 根據(jù)采樣點各營養(yǎng)鹽指標的數(shù)據(jù)計算出評價得分后，可將其分為5個等級如表2所示， 當某一營養(yǎng)鹽指標的數(shù)值超過地表水IV類標準，或是低于地表水I類標準，即不在標準化 值范圍內(nèi)，根據(jù)公式計算出來的評價得分亦不在評價的范圍0-1內(nèi)，在這種情況下通過以 下處理后進行評價：當評價得分大于1時，可按1來計算；當其小于0時，可按0來計算。 表2營養(yǎng)鹽評價得分值對應等級
【專利摘要】一種評價流域營養(yǎng)鹽污染等級的方法，步驟如下：1)對流域狀況進行具體調(diào)查采樣，選取營養(yǎng)鹽污染評價的具體指標；2)將營養(yǎng)鹽測定結(jié)果按照公式進行標準化；3)計算出流域營養(yǎng)鹽污染評價指標綜合得分；4)劃分營養(yǎng)鹽污染評價等級，繪制流域營養(yǎng)鹽評價等級圖，進行流域營養(yǎng)鹽污染評價。本方法的優(yōu)點是：創(chuàng)造性地將傳統(tǒng)的綜合污染指數(shù)法的方法應用于流域營養(yǎng)鹽污染評價上，將三種氮磷營養(yǎng)鹽視為影響流域健康的重要因素；通過現(xiàn)場調(diào)查采樣，能夠方便快捷地反映出流域營養(yǎng)鹽的污染現(xiàn)狀，從而在同一指標體系中對不同規(guī)模流域的評價結(jié)果進行橫向比較，評價結(jié)果精準、客觀，針對性強且易于推廣。
【IPC分類】G01N33/18
【公開號】CN105116127
【申請?zhí)枴緾N201510609266
【發(fā)明人】焦珂?zhèn)? 周啟星
【申請人】南開大學
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月21日