废水对淡水鱼产量影响的研究

李雯蕊+李明

摘 要：本文以全国31个地区2004年至2012年的废水排放量、废水中的化学需氧量、废水中的氨氮量和淡水鱼捕捞量作为研究对象，运用多元统计分析方法分析四者之间的关系。首先，利用SPSS软件分别绘出每年废水排放量、化学需氧量、氨氮量和淡水鱼捕捞量的散点图矩阵，观察散点图得到4变量两两之间都具有正的线性相关关系；然后，对废水排放量和淡水鱼捕捞量做Pearson相关性检验，发现除2005年外，其余八年废水排量与淡水鱼捕捞量的Pearson相关系数均大于0.5，表示两者之间相关性很强，2005年废水量与淡水鱼捕捞量中等相关；最后，利用SPSS软件运用逐步回归分析法分析化学需氧量和氨氮量对淡水鱼产量的影响程度，发现排入水体的污水量和废水中的氨氮含量对淡水鱼产量的影响都比较大。

关键词：废水量；淡水鱼捕捞量；多元回归分析；SPSS

中图分类号：S185 文献标识码：A

1. 引言

随着现代化建设进程的不断加速，工业、农业、食品和饮料行业的迅猛发展，人们的生活水平越来越高，各种大量未经处理或处理不合格的废水排入天然水体。据《2012年环境统计年报》报道，2012年全国废水排放情况如下表1所示：

表1 2012年全国废水排放情况表

从我国的实际情况和发展情况来看，水体污染己相当严重，阻碍了我国经济的发展，也对人民的健康带来了巨大的隐患。本文通过采用多元统计分析的办法研究污水量对自然条件下淡水鱼产量的影响程度，对污水量与自然条件下淡水鱼产量的关系进行了客观分析与评价，以便为有关部门提供相关信息，为水资源保护措施的建立与实施提供依据。

2 数据和方法

2.1数据的收集

根据国家环保部官网上2004年至2012年的《中国环境统计年报》，计算整理得到北京、天津、河北等31个地区2004年至2012年间每年的废水排出情况，其中包括废水量、化学需氧量和氨氮量三个指标。

分别在小木虫网站和百度文库上搜索出2004年到2012年的《中国渔业统计年鉴》，从中整理得到北京、天津、河北等31个地区各年的淡水鱼捕捞量（因为淡水资源相比海水资源较为有限，并且大多数废水是排入淡水水体，因此这里选择了淡水鱼的捕捞量，也就是说在自然条件下成长起来的，基本无人工介入，可以客观反映废水对它的影响。）

2.2 数据分析方法

首先，将每年的废水量、化学需氧量、氨氮量和淡水鱼捕捞量四个指标作为变量，绘制散点图，通过观察散点图各点散布的整体趋势和密集程度，判断变量间协变关系的类型及线性相关程度。

然后，为进一步判断废水量与淡水鱼捕捞量的关系，将这两个指标作为两个变量进行双变量的Pearson相关性检验得到Pearson相关系数，利用Pearson相关系数来衡量两个变量是否成线性关系。

最后，本文选用淡水鱼捕捞量作为因变量，化学需氧量和氨氮量作为备选自变量，进行逐步回归分析，以得到对淡水鱼捕捞量影响最大的因素。

3 结果

3.1 31个地区各年度四个变量的散点图矩阵结果

从图1可以看出，2012年31个地区的化学需氧量、氨氮量和淡水鱼捕捞量变量两两之间都具有正的线性相关关系。化学需氧量和淡水鱼捕捞量之间的相关程度略低于其他几变量之间的相关程度。

图1 2012年31个地区废水量、化学需氧量、氨氮量、淡水鱼捕捞量散点图矩阵

从图2可以看出，2013年31个地区的废水量、化学需氧量、氨氮量和淡水鱼捕捞量变量两两之间都具有正的线性相关关系。同2012年一样，化学需氧量和淡水鱼捕捞量之间的相关程度略低于其他几变量之间的相关程度。

图2 2011年31个地区废水量、化学需氧量、氨氮量、淡水鱼捕捞量散点图矩阵

图3 2010年31个地区废水量、化学需氧量、氨氮量、淡水鱼捕捞量散点图矩阵

从图3可以看出，2010年31个地区的废水量、化学需氧量、氨氮量和淡水鱼捕捞量变量两两之间都具有正的线性相关关系。2004年至2009年的全国31个地区的废水量、化学需氧量、氨氮量、淡水鱼捕捞量的散点图矩阵和2012年、2011年以及2010年规律十分相似，均表现出来废水量、化学需氧量、氨氮量和淡水鱼捕捞量变量两两之间都具有正的线性相关关系。所以在此就不一一列举。

3.2 废水量与淡水鱼捕捞量的相关分析结果

将2004年至2012年每年的废水排量与淡水鱼捕捞量做Pearson相关性检验，结果如下表2所示：

表2 废水排量与淡水鱼捕捞量Pearson相关性检验结果

从表2可知：（1）除了2005年，其余八年废水排量与淡水鱼捕捞量的Pearson相关系数均大于0.5，表示两者之间相关性很强；（2）2005年的Pearson相关系数为0.492，小于0.5表示05年的废水排量与淡水鱼捕捞量中等相关。综上所述，可以认为废水排量与淡水鱼捕捞量两变量之间有很强的相关性，也就是说，排入水体的污水量对自然条件下淡水鱼的生存有着很大的影响。

3.3 废水中化学需氧量与氨氮量对淡水鱼捕捞量的影响程度

由表2可以得出废水排量与淡水鱼捕捞量之间有着很强的相关性，为进一步研究废水中化学需量与氨氮量对淡水鱼捕捞量的影响程度，通过利用SPSS软件逐步回归分析法得到以下结果（设淡水鱼捕捞量为Z），如表3所示：

表3 废水中化学需氧量与氨氮量对淡水鱼捕捞量的影响程度结果表

根据表3可以知道：

（1）2012年、2011年、2007年、2006年以及2004年这5个年度中，废水中氨氮的含量对淡水鱼产量的影响比较大，估计在这几年中，污水中氨氮的含量远超水体自净解决氨氮的含量，从而让水中生物受到较大影响，其中鱼类则首当其中；

（2）2005年以及2008—2010年这4个年度中，废水中化学需氧量对淡水鱼的影响比较大，查阅每年水体污染事件时发现2008—2010年间水体污染事件较多，并且绝多数均为工厂偷排废水引起，所以导致这几年废水中化学需氧量大大增加，成为主要影响因素。

综上所述，废水中的氨氮含量和化学需氧量均对淡水鱼有较大影响，必须采取有效措施进一步降低污水中的氨氮含量和化学需氧量。有5个年度均显示废水中氨氮的含量对淡水鱼的产量影响比较大，并且其余4个废水中化学需氧量对淡水鱼产量影响比较大的年度中，观察各自的散点图矩阵发现化学需氧量和淡水鱼产量的拟合度不是很高，所以认为废水中的氨氮含量对淡水鱼产量的影响比较大。

4 废水控制措施

4.1控制废水中氨氮含量的措施

氨氮废水的处理技术主要包括：生物硝化法、泥土灌溉法、吹脱法、液膜法、氯化、循环冷却水系统脱氨法、离子交换法、吸附和湿式催化氧化法等。对于含有不同氨氮浓度的废水选用不同的处理方法。除此之外，可以寻找从生产前到生产中产生氨氮的主要原因，研究改变工艺条件是否可以减少废水中的氨氮含量；探究是否可以采用其它不含氮元素的物质取代原材料中含氮元素的物质；还可以为高含氮废水寻找“新出路”，实现循环使用，既节约了资源，又减少了废水中的含氮量。

4.2 控制废水中化学需氧量的措施

与生化需氧量相比，化学需氧量的去除比较困难，很难达到理想标准。当化学需氧量不是很高时，可以采用臭氧氧化法、活性炭吸附法、反渗透法等方法处理，但是有处理成本很高和难以去除生物难降解的有机物质等缺点。化学需氧量很高时可以采用酸性凝聚—化学氧化法消除活性污泥中难降解的有机物质，此法简单高效。此外，可以寻找高化学需氧量废水的利用之路，实现减排计划；也可以采取可行措施在生产过程中减少化学需氧量的产生，将清洁生产运用于整个生产线。

4.3 水体保护措施

首先，需要提高人们保护环境的观念意识，使人们能约束自己的行为，并且还能带动身边的人一起保护环境。政府有关部门需要加大宣传力度，并且定期在电视里播出环保宣传片尤为重要。其次，现在是知识科技时代，用节能的新生产方式取代传统的生产方式，将清洁生产运用于生产前、生产中以及生产后，贯穿于整个生产过程，能大大提高节能减排的效果。还可以建立生态生产园，提高废物的回收利用率。再次，我国环境污染治理现行政策为“谁污染，谁付费”，虽与社会化大生产的要求相适应，但是因为惩处力度不够，所以有的企业情愿被罚款也不愿意做排污处理，因为排污处理费用高于罚款费用。建议加大罚款力度，对偷排者除了相关的罚款还要采取如“停业整顿”之类的惩处措施。最后，积极发展环保产业。我国环保产业起步较晚，总体基础相对薄弱，高技术含量较低，所以要大力改造现有环保产业，注入高科技技术，逐步形成高科技环保产业链。加强高素质高技术的“十”型人才的培养，打造由专业知识过硬、科研能力强、肯吃苦耐劳的环保专业人才组成的环保高科技技术研发和应用团队；同时培养一支具有严格执法、廉洁奉公、行为规范等品质的高效率执法队伍。

参考文献：

[1] 中华人民共和国环境保护部.2012年环境统计年鉴[EB/OL]. http：//www.mep.gov.cn/zwgk/hjtj/nb/，2013-12-25.

[2] 中国污水处理工程网.废水的危害与处[EB/OL]. http：//www.dowater.com/jishu/2012-04-21/81968.html. ，2014-5-1.

[3] 牛新征.化学需氧量测定结果影响因素分析[J].石油化工环保技术，2010（1）.

[4] 冯力.回归分析方法原理及SPSS实际操作[M].北京：中国金融出版社，2004.

[5] 李卫东.应用多元统计分析[M].北京：北京大学出版社，2008.

[6] 国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法[M].北京：中国环境科学出版社，2002.

[7] 吴湛辉，戴玉勇，林国明.氨氮对海湾扇贝幼体毒性的研究[J]河北渔业，2010.

（本文审稿 万红）