葛躍浩 陳佳佳 王鈺翔 莊 健(. 國(guó)家海洋局南通海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，江蘇 南通 600；.江蘇正丹化學(xué)工業(yè)股份有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 000)

基于灰色關(guān)聯(lián)法分析長(zhǎng)江口海域汞和砷的分布及影響因素

葛躍浩1陳佳佳2王鈺翔2莊 健2
(1. 國(guó)家海洋局南通海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，江蘇 南通 226002；2.江蘇正丹化學(xué)工業(yè)股份有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000)

通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析法，對(duì)2012年5月和8月長(zhǎng)江口汞、砷與鹽度、水溫和懸浮物的關(guān)聯(lián)程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析長(zhǎng)江口汞、砷含量的主要影響因子。結(jié)果表明：汞的含量與鹽度和懸浮物的聯(lián)系較為緊密，與水溫的聯(lián)系度最?。簧榕c水溫的聯(lián)系度最緊密，與鹽度的聯(lián)系最不緊密。

灰色關(guān)聯(lián)分析法，長(zhǎng)江口；影響因素

1 引言

由于自然演變和沿江人類活動(dòng)的影響發(fā)展，長(zhǎng)江口水體中各污染物逐年升高。長(zhǎng)江口水環(huán)境問(wèn)題，現(xiàn)已引起人們的普遍重視和高度關(guān)注[1-3]。對(duì)長(zhǎng)江口水質(zhì)進(jìn)行合理的綜合評(píng)價(jià)，變顯得尤為重要。長(zhǎng)江口有水質(zhì)涉及諸多因素，單指標(biāo)評(píng)價(jià)方法[4]較難發(fā)現(xiàn)主要矛盾和主要特性。長(zhǎng)江口地處江河與海洋的交界處，水文、水動(dòng)力、物理化學(xué)條件復(fù)雜，各種要素間的相互關(guān)系十分復(fù)雜，特別是表面現(xiàn)象與變化的隨機(jī)性會(huì)掩蓋事情本質(zhì)，眾多因素之間的關(guān)系是模糊不清的，無(wú)法準(zhǔn)確判斷哪些因素之間的關(guān)系，所以較難發(fā)現(xiàn)尋求主要矛盾和主要特性。而灰色關(guān)聯(lián)分析法是對(duì)一種對(duì)系統(tǒng)因素間作用與關(guān)聯(lián)程度進(jìn)行序化和量化的方法，它能計(jì)算待評(píng)價(jià)水體的各指標(biāo)值與不同水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)聯(lián)度，將關(guān)聯(lián)度排序所得的序列即能反映待評(píng)價(jià)水體與各級(jí)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)之間的相似程度，并最終得到待評(píng)價(jià)水體的水質(zhì)級(jí)別[5-7]。本文將采用通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析法，對(duì)長(zhǎng)江口汞、砷與河口的主要水文要素鹽度、水溫和懸浮物聯(lián)系程度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，分析了長(zhǎng)江口汞、砷含量的主要影響因子。

2 長(zhǎng)江口各指標(biāo)的分布狀況

長(zhǎng)江口2012年5月和8月鹽度、水溫、懸浮物、汞和砷含量的平面分布情況見(jiàn)圖1。

圖1 2012年5月和8月長(zhǎng)江口鹽度、水溫、懸浮物、汞和砷含量的平面分布

監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)，2012年5月和8月表層水溫均表現(xiàn)為北港口附近出現(xiàn)最低值，近岸高，外海低的分布，這與鹽度分布相吻合。鹽度的分布受長(zhǎng)江口徑流和潮流的共同作用，總體表現(xiàn)為近岸低，外海高。在同一經(jīng)度上，表現(xiàn)為長(zhǎng)江口北槽的鹽度最低，南槽和北港相對(duì)高些；且由于監(jiān)測(cè)時(shí)刻的不同，5月和8月的鹽度分布微形態(tài)有所不同。懸浮物分布表現(xiàn)為在橫沙島東側(cè)的促淤潛堤、北槽丁壩和丁壩附近海域出現(xiàn)高值區(qū)，東經(jīng)122度30分向東海域下降趨勢(shì)明顯。汞的分布南港南槽的含量相對(duì)較高；砷分布表現(xiàn)為近岸高，外海低。

從鹽度、水溫、懸浮物、汞和砷的含量平面分布圖看，它們的總體表現(xiàn)為受潮流、徑流以及長(zhǎng)江口沿岸的排污的影響，但濃度的等值線分布形態(tài)的走向明顯不同。這些指標(biāo)間含量分布有哪些關(guān)聯(lián)？關(guān)聯(lián)性如何？?jī)H從含量分布圖上很難定性描述，本文將使用灰色關(guān)聯(lián)法分析之間的關(guān)聯(lián)度。

3 灰色關(guān)聯(lián)法運(yùn)用實(shí)例

灰色關(guān)聯(lián)法在水質(zhì)評(píng)價(jià)的模型構(gòu)建主要有以下幾步：1.列出系統(tǒng)的行為序列；2.求各序列的初值像；3.求差序列；4.求兩級(jí)最大差和最小差；5.求關(guān)聯(lián)系數(shù)；6.計(jì)算關(guān)聯(lián)度。以2012年8月長(zhǎng)江口45個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的鹽度(Salt)、懸浮物(SS)、總汞(Hg)、砷(As)溫度(T)數(shù)據(jù)為例利用灰色關(guān)聯(lián)法分析各指標(biāo)的相關(guān)性。根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)法獲得的2012年5月和8月以汞和砷為特征指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度列表如下：

表1 2012年5月和8月以汞和砷為特征指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度

根據(jù)關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果，2012年5月汞與鹽度的聯(lián)系最緊密，與砷的聯(lián)系次之，與懸浮物的聯(lián)系較次之，與水溫的聯(lián)系最不緊密；2012年8月汞與懸浮物的聯(lián)系最緊密，與鹽度聯(lián)系次之，與砷聯(lián)系較次之，與水溫的聯(lián)系最不緊密。2012年5月砷與水溫聯(lián)系最緊密，與懸浮物聯(lián)系次之，與汞聯(lián)系較次之，與鹽度的聯(lián)系最不緊密；2012年8月砷與水溫的聯(lián)系最緊密，與懸浮物的聯(lián)系次之，與汞的聯(lián)系較次之，與鹽度的聯(lián)系最不緊密，與5月份各指標(biāo)間的聯(lián)系相吻合。綜上，汞的含量與鹽度和懸浮物的聯(lián)系較為緊密，與水溫的聯(lián)系度最??；砷與水溫的聯(lián)系度最緊密，與鹽度的聯(lián)系最不緊密。

4 結(jié)果討論

隨著自然演變和沿江社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 長(zhǎng)江口水體中各污染物逐年升高。對(duì)長(zhǎng)江口水質(zhì)進(jìn)行合理的綜合評(píng)價(jià)尤為重要。長(zhǎng)江口地處江河與海洋的交界處，水文、水動(dòng)力、物理化學(xué)條件復(fù)雜，各種要素間的相互關(guān)系十分復(fù)雜，特別是表面現(xiàn)象與變化的隨機(jī)性會(huì)掩蓋事情本質(zhì)，眾多因素之間的關(guān)系是模糊不清的，無(wú)法準(zhǔn)確判斷哪些因素之間的關(guān)系，所以較難發(fā)現(xiàn)尋求主要矛盾和主要特性。而灰色關(guān)聯(lián)分析法是對(duì)一種對(duì)系統(tǒng)因素間作用與關(guān)聯(lián)程度進(jìn)行序化和量化的方法，它能計(jì)算待評(píng)價(jià)水體的各指標(biāo)值與不同水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)聯(lián)度，將關(guān)聯(lián)度排序所得的序列即能反映待評(píng)價(jià)水體與各級(jí)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)之間的相似程度，并最終得到待評(píng)價(jià)水體的水質(zhì)級(jí)別。本文將采用通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析法，對(duì)長(zhǎng)江口汞、砷與河口的主要水文要素鹽度、水溫和懸浮物聯(lián)系程度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，分析了長(zhǎng)江口汞、砷含量的主要影響因子。

本文的研究結(jié)果是基于灰色關(guān)聯(lián)分析得出，從分析過(guò)程中可知，該方法較好地采用數(shù)學(xué)定量手段確定了各指標(biāo)間的親疏關(guān)系，具有不受個(gè)別指標(biāo)影響和不受人的主觀的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)干擾等優(yōu)點(diǎn)，比較能客觀地反映實(shí)際情況，能較好分析各研究對(duì)象的相關(guān)性。

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Distribution of Mercury and Arsenic in Yangtze River Estuary Waters Based on Grey Correlation Degree Analysis and Its Influencing Factors

GE Yuehao1CHEN Jiajia2WANG Yuxiang2ZHUANG Jian2
(1.Nantong Marine Environmental Monitoring Center of the State Oceanic Administration，Jiangsu Nantong，226002； 2.Jiangsu Zhengdan Chemical Industry Co.，Ltd，Jiangsu Zhenjiang，212000)

The revelance between mercury，arsenic and salinity，water temperature and suspended matter in the Yangtze River estuary in May and August of 2012 was evaluated based on grey correlation degree analysis method. The main influencing factors of mercury and arsenic content in the Yangtze River estuary were analyzed.Results indicated that the content of mercury was closely related to salinity and suspended matter，water temperature was the least. The content of arsenic was closely related to water temperature，salinity was the least.

grey correlation degree analysis methods；Yangtze River Estuary；influencing factors

葛躍浩，學(xué)士，助理工程師，主要從事海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)工作

X83

A

1673-288X(2017)01-0129-02

引用文獻(xiàn)格式：葛躍浩 等.基于灰色關(guān)聯(lián)法分析長(zhǎng)江口海域汞和砷的分布及影響因素[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(1)：129-130.