侯志珍，張明華，2

（1.溫州醫(yī)學(xué)院溫州市水域科學(xué)與環(huán)境生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江溫州 325035；2.University of California Land，Air and Water Resources Department，Davis CA 95616）

溫瑞塘河流域水質(zhì)評(píng)價(jià)方法比較及污染特征分析

侯志珍1，張明華1，2

（1.溫州醫(yī)學(xué)院溫州市水域科學(xué)與環(huán)境生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江溫州 325035；2.University of California Land，Air and Water Resources Department，Davis CA 95616）

選取溫瑞塘河流域17個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的2008年水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將其中溶解氧、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)等8項(xiàng)指標(biāo)作為分析指標(biāo)，采用單因子評(píng)價(jià)法、綜合污染指數(shù)法、分級(jí)評(píng)價(jià)法、內(nèi)梅羅污染指數(shù)法、模糊綜合評(píng)價(jià)法及綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法6種方法對(duì)溫瑞塘河水體污染程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法能很好地應(yīng)用于溫瑞塘河水質(zhì)的評(píng)價(jià)。應(yīng)用主成分分析和多元線性回歸對(duì)所有監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的監(jiān)測(cè)值進(jìn)行分析，結(jié)果表明，生活污水和工業(yè)廢水對(duì)污染物的貢獻(xiàn)率分別達(dá)到了71.867%和14.013%。

水質(zhì)評(píng)價(jià)；污染特征；綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法；污染源；溫瑞塘河

近年來隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、現(xiàn)代化工業(yè)的迅猛發(fā)展和沿海地區(qū)人口的增多，大量工農(nóng)業(yè)廢水和生活污水排入河流，導(dǎo)致地表水中營(yíng)養(yǎng)元素特別是氮的濃度大量增加，河流污染程度日趨嚴(yán)重［1-3］。隨著水污染日益加劇，水環(huán)境治理工作刻不容緩。水環(huán)境治理的重要基礎(chǔ)工作是水質(zhì)評(píng)價(jià)，只有通過對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的合理評(píng)價(jià)，才能制定科學(xué)的整治規(guī)劃，采取有效的措施［4-6］。自20世紀(jì)80年代以來，我國(guó)開始全國(guó)范圍內(nèi)的河流水質(zhì)評(píng)價(jià)工作［4］。目前，最為常用的方法有：?jiǎn)我蜃釉u(píng)價(jià)法、綜合污染指數(shù)法、分級(jí)評(píng)價(jià)法、內(nèi)梅羅污染指數(shù)法、模糊綜合評(píng)價(jià)法、灰色關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)法及綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法等［7］。但是由于水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)自身的特殊性，以上各方法在實(shí)際應(yīng)用中各具優(yōu)缺點(diǎn)，究竟哪種評(píng)價(jià)結(jié)果更加科學(xué)，哪種方法更加適用于污染嚴(yán)重河流的水質(zhì)評(píng)價(jià)，成為科學(xué)家爭(zhēng)論的議題之一。

作者選用目前普遍使用的單因子評(píng)價(jià)法、綜合污染指數(shù)法、分級(jí)評(píng)價(jià)法、內(nèi)梅羅污染指數(shù)法、模糊綜合評(píng)價(jià)法及綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法6種方法對(duì)溫瑞塘河水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并比較分析各方法的優(yōu)缺點(diǎn)，旨在找出一種能夠較好評(píng)價(jià)污染嚴(yán)重河流水質(zhì)的方法。同時(shí)根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果應(yīng)用主成分分析和多元線性回歸對(duì)主要污染源進(jìn)行簡(jiǎn)單解析，以期為當(dāng)?shù)氐乃Y源保護(hù)與防治工作提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)收集

水質(zhì)數(shù)據(jù)來自于溫州市環(huán)保局2008年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，其水質(zhì)采樣在1，3，5，7，9和11月各進(jìn)行1次，水質(zhì)指標(biāo)均采用國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目分析方法進(jìn)行分析。根據(jù)溫瑞塘河水系特點(diǎn)，選取溫瑞塘河流域17個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)作為分析點(diǎn)位（圖1），每個(gè)點(diǎn)位選擇8個(gè)指標(biāo)作為水質(zhì)分析參數(shù)：溶解氧（DO），高錳酸鹽指數(shù)（CODMn），5 d生化需氧量（BOD5），氨氮（NH4?N＋），石油類，總磷（TP），化學(xué)需氧量（COD）和總氮（TN）。為了便于分析，取每個(gè)指標(biāo)6個(gè)月份水質(zhì)濃度的平均值作為分析數(shù)據(jù)。

1.2 水質(zhì)評(píng)價(jià)方法

1.2.1 單因子評(píng)價(jià)法

單因子評(píng)價(jià)法就是用最差的單項(xiàng)指標(biāo)所屬類別來確定水體綜合水質(zhì)類別，即用水體各評(píng)價(jià)因子的監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)照該項(xiàng)目的分類標(biāo)準(zhǔn)，確定其水質(zhì)類別；在所有項(xiàng)目的水質(zhì)類別中選取水質(zhì)最差類別作為水體的水質(zhì)類別［8-9］。該方法計(jì)算簡(jiǎn)單、方便，可直接了解水質(zhì)狀況與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系，是目前環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)劃分水質(zhì)類別的評(píng)價(jià)方法。

圖1 溫瑞塘河流域水質(zhì)監(jiān)測(cè)采樣點(diǎn)的分布

1.2.2 分級(jí)評(píng)價(jià)法

分級(jí)評(píng)價(jià)法依據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 3838—2002）中的Ⅰ-Ⅴ類水的等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，確定各項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)結(jié)果的等級(jí)并賦予相應(yīng)的分值，最終對(duì)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)結(jié)果的等級(jí)進(jìn)行算術(shù)平均［10］。

1.2.3 內(nèi)梅羅污染指數(shù)法

內(nèi)梅羅污染指數(shù)法同分級(jí)評(píng)價(jià)法一樣也沒有具體的數(shù)學(xué)模式，它將監(jiān)測(cè)結(jié)果與相應(yīng)的地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，并給予相應(yīng)的分?jǐn)?shù)，最終計(jì)算出綜合指數(shù)，對(duì)應(yīng)相應(yīng)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，用于評(píng)價(jià)水質(zhì)狀況［10］。內(nèi)梅羅污染指數(shù)法具有數(shù)學(xué)過程簡(jiǎn)潔、運(yùn)算方便的特點(diǎn)［11-12］，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外進(jìn)行綜合污染指數(shù)計(jì)算的最常用的方法之一。

1.2.4 綜合污染指數(shù)法

綜合指數(shù)法是國(guó)內(nèi)外較常采用的一種水質(zhì)評(píng)價(jià)方法，綜合性和可比性強(qiáng)［13］。它首先計(jì)算出評(píng)價(jià)因子的相對(duì)污染指數(shù)，然后，采用各評(píng)價(jià)因子標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)加和的算術(shù)平均值進(jìn)行計(jì)算，得出代表水體污染程度的綜合指數(shù)，最終通過水質(zhì)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)劃定水質(zhì)等級(jí)［14］。

1.2.5 模糊綜合評(píng)價(jià)法

模糊綜合評(píng)價(jià)法是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評(píng)價(jià)方法。該綜合評(píng)價(jià)法根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論把定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)，即用模糊數(shù)學(xué)對(duì)受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€(gè)總體的評(píng)價(jià)。模糊綜合評(píng)價(jià)法包括建立因子集和評(píng)價(jià)集，建立單因子隸屬函數(shù)、建立模糊評(píng)價(jià)矩陣、建立評(píng)價(jià)因子的權(quán)重矩陣和進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)5個(gè)步驟［15］。它具有結(jié)果清晰、系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，能較好地解決模糊的難以量化的問題，適合解決各種非確定性問題。

1.2.6 綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法

綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法是徐祖信提出的一種簡(jiǎn)單實(shí)用，能完整表達(dá)河流總體的綜合水質(zhì)信息的一種評(píng)價(jià)方法。它既可以依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)不同級(jí)別水質(zhì)，又可以在同一級(jí)別的水質(zhì)中進(jìn)行定性和定量評(píng)價(jià)。它克服了大多數(shù)評(píng)價(jià)方法不能對(duì)劣Ⅴ類水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)的缺點(diǎn)，并具備判別河流水質(zhì)是否黑臭的特點(diǎn)。綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法主要包括單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)的計(jì)算，綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)計(jì)算及水質(zhì)等級(jí)確定3個(gè)步驟［4］。

1.3 污染源解析方法

水質(zhì)分析中常用主成分分析法對(duì)河流污染源進(jìn)行定性識(shí)別［16-18］。由于水質(zhì)系統(tǒng)是由各種污染指標(biāo)變量組成的復(fù)雜系統(tǒng)，各個(gè)因子之間具有不同程度的相關(guān)性，每一個(gè)因子都只從某一方面反映水體質(zhì)量，因此依據(jù)它們作綜合評(píng)價(jià)有一定的難度。主成分分析方法是一種數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化技術(shù)，通過研究眾多變量之間的內(nèi)部依賴關(guān)系，探求觀測(cè)數(shù)據(jù)之間的基本結(jié)構(gòu)，并用少數(shù)幾個(gè)獨(dú)立的不可觀測(cè)的變量（因子）來表示其基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這幾個(gè)假想變量（因子）能夠反映原來眾多變量的主要信息，原來的變量可以用這些提取出來的因子的線性組合表示。主成分分析法能夠全面反映水體的污染程度、主要污染物的類別、來源、成因、時(shí)空分布規(guī)律以及變化趨勢(shì)，找到優(yōu)先控制的監(jiān)測(cè)面和水質(zhì)指標(biāo)。其計(jì)算步驟主要有：計(jì)算相關(guān)系數(shù)矩陣；計(jì)算特征值；計(jì)算對(duì)應(yīng)于特征值的特征向量；計(jì)算單個(gè)參數(shù)貢獻(xiàn)率；計(jì)算累計(jì)貢獻(xiàn)率；計(jì)算主成分載荷；各主成分得分。

多元線性回歸法常與主成分分析法一起用于計(jì)算不同污染源對(duì)水體不同指標(biāo)的貢獻(xiàn)率［18-20］。其原理以水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)量值為因變量，以多個(gè)主成分為自變量進(jìn)行多元線性回歸，根據(jù)回歸系數(shù)得到針對(duì)各個(gè)主成分的估計(jì)值，從而確定各主成分對(duì)各個(gè)水質(zhì)指標(biāo)的貢獻(xiàn)。

2 結(jié)果和分析

2.1 水質(zhì)

2.1.1 總體水質(zhì)

分別應(yīng)用單因子評(píng)價(jià)法、分級(jí)評(píng)價(jià)法、內(nèi)梅羅污染指數(shù)法、綜合污染指數(shù)法、模糊綜合評(píng)價(jià)法及綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法6種方法對(duì)溫瑞塘河流域各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見表1。

表1 溫瑞塘河水質(zhì)不同評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)結(jié)果

從單因子評(píng)價(jià)法的評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出，17個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)中有16個(gè)水質(zhì)屬于劣Ⅴ類，只有郭溪1個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)屬于Ⅳ類。單因子指數(shù)評(píng)價(jià)法的中心思想是以最差水質(zhì)指標(biāo)所屬類別作為綜合水質(zhì)類別，體現(xiàn)單因子否決權(quán)，因此這種方法評(píng)價(jià)水質(zhì)不夠全面，不同的污染水域很難對(duì)比。它適用于個(gè)別評(píng)價(jià)因子超標(biāo)過大，嚴(yán)重影響水環(huán)境質(zhì)量的情況。

應(yīng)用分級(jí)評(píng)價(jià)法的結(jié)果表明，郭溪水質(zhì)屬于Ⅲ類，瞿溪、九山水質(zhì)屬于Ⅳ類，其他監(jiān)測(cè)站點(diǎn)水質(zhì)均屬于Ⅴ類。分級(jí)評(píng)價(jià)法將各污染項(xiàng)平均考慮，不能反映污染最大項(xiàng)和污染最小項(xiàng)的影響，而且如果有幾項(xiàng)指標(biāo)評(píng)分較高，往往會(huì)拉高整體水質(zhì)評(píng)分，存在與實(shí)際水質(zhì)狀況不符的問題。

應(yīng)用內(nèi)梅羅評(píng)價(jià)法的結(jié)果表明，郭溪水質(zhì)屬于良好，九山屬于較好，5個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)水質(zhì)屬于較差，其余均為極差。內(nèi)梅羅指數(shù)法兼顧了最高污染項(xiàng)和平均污染項(xiàng)的影響，但它過分突出最大評(píng)價(jià)因子對(duì)水質(zhì)污染的影響，即使評(píng)價(jià)因子中只有1項(xiàng)指標(biāo)值偏高，而其他指標(biāo)值均較低也會(huì)使綜合評(píng)分值偏高。它也存在評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際水質(zhì)狀況不符的問題。

應(yīng)用綜合污染指數(shù)法的評(píng)價(jià)結(jié)果表明，郭溪水質(zhì)屬于輕污染，下灣、水潭、仙門、塘下、勤奮6個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的水質(zhì)屬于重污染，其他監(jiān)測(cè)站點(diǎn)水質(zhì)均屬于嚴(yán)重污染。雖然綜合污染指數(shù)法可以決定水質(zhì)是否達(dá)到水功能區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，但它有時(shí)候可能會(huì)掩蓋某些污染嚴(yán)重的評(píng)價(jià)因子，致使評(píng)價(jià)結(jié)果偏離事實(shí)。

應(yīng)用模糊綜合評(píng)價(jià)法的結(jié)果表明，郭溪水質(zhì)屬于Ⅰ類，九山水質(zhì)屬于Ⅲ類，其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)均屬于Ⅴ類。模糊評(píng)價(jià)法結(jié)合各因子對(duì)總體污染的隸屬度，因而能夠比較全面地評(píng)價(jià)水質(zhì)，但是此方法由于分類原則只能評(píng)價(jià)Ⅰ-Ⅴ級(jí)別的水質(zhì)，對(duì)于污染很嚴(yán)重劣于Ⅴ類的水質(zhì)則不能反映。

應(yīng)用綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法的結(jié)果表明，郭溪水質(zhì)為Ⅱ類（2.810），是水質(zhì)最好的一個(gè)站點(diǎn)，17個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)中有11個(gè)水質(zhì)屬于劣Ⅴ類，其中又有4個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)黑臭，說明污染程度非常嚴(yán)重。綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法可以定性、定量地評(píng)價(jià)水體的污染程度，還可以對(duì)劣Ⅴ類的河流進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)，并判別河流水體是否黑臭。此方法的評(píng)估結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性。

通過對(duì)6種評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行比較，認(rèn)為該6種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)（表2）：?jiǎn)我蜃釉u(píng)價(jià)法以最差水質(zhì)指標(biāo)所屬類別作為水質(zhì)類別，不能反映環(huán)境要素及其綜合質(zhì)量；分級(jí)評(píng)價(jià)法將各污染項(xiàng)平均考慮，不能反映污染最大項(xiàng)和污染最小項(xiàng)的影響；內(nèi)梅羅指數(shù)法兼顧了最高污染項(xiàng)和平均污染項(xiàng)的影響，但過分突出最大評(píng)價(jià)因子對(duì)水體環(huán)境的影響；綜合污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅指數(shù)法都不能直觀地判斷綜合水質(zhì)類別；模糊綜合評(píng)價(jià)法的評(píng)價(jià)結(jié)果在水質(zhì)為Ⅰ-Ⅴ類水情形時(shí)與實(shí)際較為吻合，但當(dāng)綜合水質(zhì)為劣Ⅴ類時(shí)，無論污染物指標(biāo)濃度多高，其單因子隸屬度表達(dá)形式一律為｛0，0，0，0，1｝，從而不能對(duì)劣Ⅴ類的河流水質(zhì)進(jìn)行定量評(píng)價(jià)［5］；綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法不僅能對(duì)劣Ⅴ類水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，而且可以定性、定量地評(píng)價(jià)同一級(jí)別的水質(zhì)，這種評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)單準(zhǔn)確，能更好地評(píng)價(jià)污染十分嚴(yán)重的溫瑞塘河的水質(zhì)狀況。

表2 水質(zhì)評(píng)價(jià)方法的特征比較

2.1.2 綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)的分布特征

根據(jù)綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)和等級(jí)判別標(biāo)準(zhǔn)，17個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的綜合標(biāo)識(shí)指數(shù)的平均值是6.308，達(dá)到了劣Ⅴ類水平，說明溫瑞塘河水體污染已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重。水質(zhì)相對(duì)較好的是郭溪，達(dá)到Ⅱ類，九山、瞿溪為Ⅳ類，這與實(shí)際情況相符合。

根據(jù)綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)，17個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的污染程度（圖2）排序：下灣（8.664）＞水潭（8.042）＞灰橋（7.952）＞勤奮（7.752）＞仙門（6.862）＞塘下（6.752）＞南白象（6.741）＞梧田（6.531）＞光明（6.341）＞米篩橋（6.241）＞東水廠（6.240）＞新橋（5.92）＞十字河（5.91）＞西岙（5.83）＞瞿溪（4.53）＞九山（4.111）＞郭溪（2.81）。水質(zhì)最為惡劣的斷面為下灣、水潭、灰橋、勤奮，其中勤奮、灰橋位于溫州主城區(qū)，周圍廣泛分布著排污口，河流水質(zhì)受到生活污染源、工業(yè)污染源、服務(wù)業(yè)污染源、建筑樁泥污染源等的嚴(yán)重影響。下灣和水潭污染嚴(yán)重，主要是由于這2個(gè)斷面位于溫州市的龍灣工業(yè)區(qū)，河流水質(zhì)受到工業(yè)污染源的影響所致。而位于塘河上游的斷面如郭溪、瞿溪、西岙等則由于處于溫瑞塘河的發(fā)源區(qū)，主要受到農(nóng)業(yè)面源污染，周圍工業(yè)廢水、生活污水排放少，而使得水質(zhì)相對(duì)較好。

2.2 污染物

2.2.1 主要污染物

從單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)的計(jì)算結(jié)果（圖3）可以看出，除郭溪外，總氮在所有斷面上均達(dá)到劣Ⅴ類水平；除九山、郭溪外，氨氮在所有斷面上也均達(dá)到劣Ⅴ類水平；在其他評(píng)價(jià)指標(biāo)上，溶解氧在65%的斷面上呈劣Ⅴ類；總磷在35%的斷面上呈劣Ⅴ類；高錳酸鹽和5 d生化需氧量在30%的斷面上呈劣Ⅴ類；石油類均沒有達(dá)到劣Ⅴ類。

圖2 17個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)變化情況

圖3 8種評(píng)價(jià)指標(biāo)的單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)

從單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)平均值（圖4）可以得出8個(gè)評(píng)價(jià)因子對(duì)水體污染的影響大小，氨氮和總氮的平均標(biāo)識(shí)指數(shù)均已超過9，為溫瑞塘河的主要污染物。

表3 監(jiān)測(cè)站點(diǎn)旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣

圖4 單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)的比較

2.2.2 污染源解析

利用主成分分析法對(duì)各水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行污染源分析，據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)的分析計(jì)算，有降維效果，可得到良好的結(jié)果。根據(jù)特征值必須大于1，方差累計(jì)貢獻(xiàn)率大于80%的主成分提取要求，從分析結(jié)果（表3）中可以提取出2個(gè)主成分。主成分1解釋了總方差的71.867%，其中氨氮、總氮占有的因子載荷相當(dāng)高，達(dá)到了95.2%和95.8%。氨氮最重要的來源是生活污水，其次還可來源于雨水徑流以及農(nóng)用化肥的流失。氨氮是水體中的營(yíng)養(yǎng)素，可導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，是水體中的主要耗氧污染，這就解釋了高錳酸鹽指數(shù)、5 d生化需氧量、化學(xué)需氧量在主成分1上也占有較高載荷的原因?？偨Y(jié)以上分析，可以認(rèn)為主成分1主要是生活污染源。主成分2解釋了總方差的14.013%，其中總磷占的載荷有98.4%，磷可以由點(diǎn)源產(chǎn)生也可以由非點(diǎn)源產(chǎn)生，點(diǎn)源如工業(yè)廢水、生活污水，非點(diǎn)源主要包括土壤侵蝕，農(nóng)田、城市暴雨徑流，農(nóng)村散養(yǎng)畜禽排泄物等。但是氨氮也可來源于上述非點(diǎn)源，它卻在主成分2上的載荷非常小，說明磷主要由點(diǎn)源產(chǎn)生?？偨Y(jié)以上分析，可以認(rèn)為主成分2是工業(yè)污染源。

據(jù)2008年度環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，溫瑞塘河流域生活污水排放量全年達(dá)到2億t，工業(yè)廢水排放量全年為0.253萬t，兩者之比為8∶1。溫瑞塘河沿岸有相當(dāng)數(shù)量的舊村落，由于這些舊村落市政基礎(chǔ)設(shè)施不完善，導(dǎo)致生活污水直接入河，成為塘河水環(huán)境的最大污染源。生活污水中磷的主要來源為洗滌劑，自2004年溫州市全面禁止使用含磷洗滌劑后，生活污水中磷的含量已大大減少，但塘河沿岸企業(yè)偷排的現(xiàn)象屢禁不止，尚未處理或處理不完全的工業(yè)污水成了磷的來源。

主成分分析可以很好地找出潛在污染源的類別，但對(duì)各污染源的貢獻(xiàn)率卻難以進(jìn)行量化。對(duì)主成分的得分進(jìn)行多元線性回歸，可以計(jì)算出污染源類型對(duì)各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的貢獻(xiàn)率（表4）。生活污水對(duì)氨氮的貢獻(xiàn)率高達(dá)98.35%，對(duì)總氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量的貢獻(xiàn)率分別為99.38%，88.15%和86.97%，此外，86.99%的溶解氧、82.44%的5 d生化需氧量、76.11%的石油類也來源于此污染源；工業(yè)廢水對(duì)總磷的貢獻(xiàn)率高達(dá)89.86%，說明溫瑞塘河的磷污染主要來源于沿岸的工廠企業(yè)。

表4 公因子對(duì)各個(gè)指標(biāo)的貢獻(xiàn)率

3 小結(jié)與討論

單因子評(píng)價(jià)法有一定片面性，不能反映環(huán)境要素及其綜合質(zhì)量；分級(jí)評(píng)價(jià)法將各污染項(xiàng)平均考慮，不能準(zhǔn)確反映真實(shí)水質(zhì)狀況；內(nèi)梅羅指數(shù)法和綜合污染指數(shù)都不能直觀地判斷綜合水質(zhì)類別；模糊綜合評(píng)價(jià)法能夠比較全面地評(píng)價(jià)水質(zhì)，但不能對(duì)劣Ⅴ類的河流水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)；綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法既結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定評(píng)價(jià)水質(zhì)類別，又能對(duì)水質(zhì)污染程度進(jìn)行比較，可以對(duì)河流水質(zhì)進(jìn)行定性和定量的評(píng)價(jià)，能夠?qū)α英躅愃M(jìn)行科學(xué)合理的評(píng)價(jià)。因此，在污染十分嚴(yán)重的溫瑞塘河的水質(zhì)評(píng)價(jià)中，可優(yōu)先選用此方法。

根據(jù)綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法的評(píng)價(jià)結(jié)果，2008年溫瑞塘河流域水質(zhì)污染十分嚴(yán)重。8個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)均達(dá)到劣Ⅴ類水平，其中總氮、氨氮尤其嚴(yán)重。17個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)中有11個(gè)水質(zhì)屬于劣Ⅴ類，其中有4個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)黑臭。位于工業(yè)區(qū)的2個(gè)站點(diǎn)（下灣、水潭）以及溫州主城區(qū)的站點(diǎn)（勤奮、灰橋）的水質(zhì)最為惡劣，而位于塘河上游的斷面如郭溪、瞿溪、西岙和新橋等站點(diǎn)水質(zhì)相對(duì)較好。

將各站點(diǎn)的監(jiān)測(cè)值進(jìn)行主成分分析和多元線性回歸分析，結(jié)果表明，生活污水和工業(yè)廢水是溫瑞塘河的主要污染源，分別貢獻(xiàn)了總污染物的71.867%和14.013%。因此，對(duì)溫瑞塘河進(jìn)行污染治理應(yīng)首先完善市政管網(wǎng)建設(shè)，將生活污水和工業(yè)廢水并入城市污水管網(wǎng)，禁止污水直排塘河；加強(qiáng)對(duì)工業(yè)企業(yè)污水排放行為的監(jiān)管，嚴(yán)厲打擊工業(yè)廢水偷漏排入河行為，徹底搬遷目前工業(yè)廢水無條件納管的企業(yè)。

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（責(zé)任編輯：張才德）

X 52 < class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

A

0528?9017（2014）01?0099?06

文獻(xiàn)著錄格式：侯志珍，張明華.溫瑞塘河流域水質(zhì)評(píng)價(jià)方法比較及污染特征分析［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（1）：99-105.

2013?11?15

浙江省科技廳重大專項(xiàng)（2008C03009）

侯志珍（1988-），女，河南洛陽人，碩士研究生，主要從事水資源利用與保護(hù)研究工作。E?mail：houzhizhen＿123＠163.com。

張明華。E?mail：mhzhang＠ucdavis.edu。