水质综合评价方法研究——以海拉尔河为例

王瑞东 君珊 李魁 白凯 王腾

（呼伦贝尔市环境监测中心站内蒙古海拉尔021008）

水质综合评价方法研究
——以海拉尔河为例

王瑞东 君珊*李魁 白凯 王腾

（呼伦贝尔市环境监测中心站内蒙古海拉尔021008）

基于主成分分析法和水质标识指数法对海拉尔河水质进行综合评价。结果表明，“十二五”时期海拉尔河水质处于良好状态，水质相对稳定；海拉尔河主要污染物为COD、TN和NH3-N，属于有机无机复合型污染。

海拉尔河流域；评价指标体系；水质

河流水质评价是水环境管理的基础，评价结果有助于明确河流水环境质量现状及存在的主要环境问题。河流水质评价方法的客观性、科学性将会直接影响评价结果，只有在科学合理评价的基础上，才能制定有针对性、适用性的水污染防治对策和措施，从而达到改善水环境质量的目的，为河流污染控制及水资源利用系统工程方案的制定提供依据[1,2]。

海拉尔河流域位于我国东北部边陲，夏季温热短促，冬季寒冷漫长，已有的河流水质评价研究对海拉尔河流域关注较少，套用通用的评价指标体系不能客观反映海拉尔河流域河流水质状况。本次将主成分分析法和水质表示指数法进行耦合[3]，构建海拉尔河流域水质综合评价方法。

图1 水质评价体系研究流程

1 评价指标体系构建

评价指标体系应能全面、真实的反映生态系统的外部特征、内部间的相互联系和对目标的实现程度，科学合理的评价指标体系是开展区域环境管理的最基本要求。目前，主成分分析法已广泛应用于评价指标筛选及水质评价中[4]。海拉尔河流域中河流均发源于大兴安岭，有机物含量以及营养物质含量较高。本次选取2011-2015年各监测断面DO、CODMn、CODCr、BOD5、NH3-N、TN、TP、F和Pb的年均值进行主成分分析。根据分析结果，前3个主成分方差贡献率达95.335%，已经能够反映全部数据的大部分信息。

表1 海拉尔河流域水质数据主成分分析因子载荷值

其中，第1主成分包含的信息最多，对水质变化影响最大。根据主成分因子载荷值，与第1主成分关系密切的是溶解氧、氨氮、化学需氧量、总氮和砷，主要表征有机污染指标、营养物质污染指标以及重金属污染指标；第2主成分关系密切的是五日生化需氧量和氟化物，主要表征有机污染指标和重金属污染指标。综上分析，根据避免信息重叠并以较少指标最大程度反映全部信息的原则，选取溶解氧、氨氮、化学需氧量、五日生化需氧量、总氮、氟化物和砷作为海拉尔河流域水质评价指标体系。

2 水质评价

综合水质标识指数是以单因子标识指数为基础的河流水质综合分析评价指数。通过综合水质标识指数的整数位和小数点后第一位判断综合水质级别[5,6]。

表2 综合水质标识指数的水质级别判定

根据2011-2015年海拉尔河流域各监测断面的数据，计算各年份海拉尔河单因子和综合水质标识指数。

表3 海拉尔河单因子及综合水质标识指数

3 结果与分析

3.1 水质现状

根据综合水质标识指数计算结果，“十二五”期间海拉尔河水质均为良好。综合水质标识指数2011年和2012年相同，2013年最高，2014年和2015年最低。其中2013年与2014年相比，水质有轻微变化，其余年份海拉尔河水质基本不变。

3.2 主要污染物分析

根据2011-2015年海拉尔河单因子水质标识指数，可以看出COD和TN的指数最高，其次为NH3-N，主要表现为有机无机复合型污染，与已有研究相似[7]。但是，单因子水质标识指数均未超过Ⅴ类，说明海拉尔河水质相对较好。

4 结语

（1）通过主成分分析法和水指标识指数法对海拉尔河水质进行综合评价，结果客观合理，与实际情况较为吻合。（2）评价结果表明，海拉尔河水质整体属于良好状态，“十二五”期间海拉尔河水质较为稳定。（3）海拉尔河的主要污染物为COD、TN和NH3-N，表现为有机无机复合型污染。

[1]尹海龙,徐祖信.河流综合水质评价方法比较研究[J].长江流域资源与环境,2008,17(5):729-733.

[2]胡成,苏丹.综合水质标识指数法在浑河水质评价中的应用[J].生态环境学报,2011,20(1):186-192.

[3]李国锋,刘宪斌,刘占广,等.基于主成分分析和水质标识指数的天津地区主要河流水质评价[J].生态与农村环境学报,2011,27(4): 27-31.

[4]方红卫,孙世群,朱雨龙,等.主成分分析法在水质评价中的应用及分析[J].环境科学与管理,2009,34(12):152-154.

[5]徐祖信.我国河流单因子水质标识指数评价方法研究[J].同济大学学报:自然科学版,2005,33(3):321-325.

[6]徐祖信.我国河流单因子水质标识指数评价方法研究[J].同济大学学报:自然科学版,2005,33(3):321-325.

[7]白凯,崔鹏,张宣,等.模糊层次标识指数法在海拉尔河水质评价中的应用[J].资源节约与环保,2015(2):80.

呼伦贝尔市科技支撑项目“海拉尔河流域地表水体污染防治技术研究”。

王瑞东（1981—）,男,汉族,内蒙古呼伦贝尔人,助理工程师,主要从事环境污染防治、环境影响评价、环境规划研究。

君珊（1972—）,女,内蒙古呼伦贝尔人,硕士,高级工程师。