于 航張光玉彭士濤

(1.天津大學環(huán)境工程與科學系，天津 300072;2.交通部天津水運工程科學研究所，天津 300456)

天津海域環(huán)境質(zhì)量主控因子判別研究*

于 航1，2張光玉2彭士濤2

(1.天津大學環(huán)境工程與科學系，天津 300072;2.交通部天津水運工程科學研究所，天津 300456)

增量趨勢法是一種判別區(qū)域環(huán)境質(zhì)量主控因子的常用方法。通過對增量趨勢法的模型進行修訂，并以天津海域的環(huán)境狀況為例，對其2007年的環(huán)境質(zhì)量主控因子進行了排序，提出目前天津海域的環(huán)境質(zhì)量主控因子主要是無機氮和石油類物質(zhì)，污染治理也應針對這兩類物質(zhì)進行，最后對新模型在實際應用中的意義進行了說明，為保證天津海域環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供了實際依據(jù)。

主控因子;天津海域;增量趨勢

為有效緩解天津海域環(huán)境壓力，就必須對天津海域的污染物質(zhì)進行系統(tǒng)分析。由于天津海域功能分區(qū)較為復雜［1］，污染物質(zhì)較多，對環(huán)境的影響又各不相同，所以要確定出目前狀況下對環(huán)境壓力較大的主控因子;而且在貫徹IS14000的過程中，也涉及到環(huán)境質(zhì)量主控因子的判別。通過研究掌握影響天津海域環(huán)境質(zhì)量的關鍵因子，不但可得出客觀的評價結果，而且還可以指導環(huán)境監(jiān)測和治理工作［2］，增加海域環(huán)境治理工作的有效性，具有很強的應用價值。所以對于天津海域環(huán)境質(zhì)量主控因子的判別具有很強的學術意義和現(xiàn)實意義。

1 主要判別方法分析

目前對于海洋環(huán)境質(zhì)量的評價方法已經(jīng)有大量的研究［3－5］，對于環(huán)境質(zhì)量主控因子的判別方法也有了一定的認識，歸納起來大致可分別四類:

1.1 主觀認定法

主要依賴分析者的主觀認識，這類方法大都是通過經(jīng)驗或人為確定指標相對權重，雖然分析結果能夠反應人為意愿和使得評價結果具有一定任意性，但沒有具體分析方法作為支撐，結果準確程度不高。

1.2 直接尋找法

主要方法有兩兩比較法、層次分析法、主因素分析等。相比主觀認定法，直接尋找關鍵因子的方法顯得比較科學合理，也有一定的程序，但這些方法涉及較繁瑣的數(shù)學演算，有些方法所用參數(shù)的物理意義也不易為常人理解，并摻入了一定的主觀標準，可操作性不高。

1.3 間接推斷法

間接推斷法是較為常用的單因子分析方法，主要是通過分析污染因子的污染超標量倒數(shù)，間接反推主要因子，該方法考慮了污染因子的現(xiàn)狀與標準值之間的差距，具有一定的科學性，但是沒有考慮各類污染物的變化趨勢，因此缺少說服力。

1.4 增量趨勢法

此種方法判別主控因子，主要考慮各類因子的變化情況以及污染程度，通過分析污染變化程度與當前污染超標程度來判斷各因子的重要性，并列出了四種不同情況，分別是治理環(huán)境污染時的關鍵因子、現(xiàn)實污染因子、潛在的關鍵因子以及非污染因子，具體計算方法楊士建［6］等人已經(jīng)在相關研究中說明這種方法不僅考慮了環(huán)境背景與現(xiàn)狀，還考慮了污染物的變化情形，計算結果能夠反應各因子的變化趨勢，準確程度較高。但是在分析較大范圍區(qū)域時，具有一定的局限性，操作性不強。

2 天津海域環(huán)境質(zhì)量主控因子篩選方法修訂

由于在一般篩選環(huán)境質(zhì)量主控因子的過程中，往往只考慮到污染物的現(xiàn)狀水平，考慮其變化趨勢的因素較少，不能反映污染物的變化水平，或因為樣本信息有限，結論可靠性不高［7］。所以本文在判別天津海域的環(huán)境質(zhì)量主控因子時重點考慮污染物的變化趨勢，采用增量趨勢法進行判別。但由于天津海域范圍較大，一般的增量趨勢法只適合性質(zhì)較為單一的區(qū)域，并不適用于天津海域，所以要對該方法進行修訂。

(1)對于整體天津海域來講，由于其范圍較大，水質(zhì)標準也不同，一般的增量趨勢法是將研究區(qū)域作為整體進行分析，沒有考慮區(qū)域內(nèi)部污染物狀況的差別，不適用于大范圍、污染物濃度差別較大的區(qū)域，而天津海域水質(zhì)功能分區(qū)較多，所以要根據(jù)不同的功能區(qū)標準值分別對分區(qū)的關鍵因子進行判別，將各分區(qū)的結果以圖表的形式記錄下來并進行匯總。

(2)由于天津海域是分區(qū)域進行計算，得出的結果也較多，所以在增量趨勢法中增加四種狀態(tài)的權重，根據(jù)專家咨詢的結果，按四種狀態(tài)的關鍵程度將權重確定為0.4、0.3、0.2、0.1，每個區(qū)域的某種污染物重要性打分為該污染物對應的狀態(tài)權重，通過將各區(qū)域的打分相加得出整體天津海域中某種污染物的得分。

(3)將多種污染物的得分進行綜合排序，得出整體天津海域污染物的重要性順序，選取得分較高的作為環(huán)境質(zhì)量主控因子。

這種修訂方法彌補了傳統(tǒng)增量趨勢法的缺陷，在考慮污染物動態(tài)變化的同時，又可分析天津海域這類較大區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量主控因子;另外根據(jù)污染的嚴重程度確定權重，避免了在確定權重過程中主觀因素對判別過程的影響，結果也更為科學。

3 實例分析

利用修訂的增量趨勢法對2007年天津海域進行環(huán)境質(zhì)量主控因子的判別，步驟與結果如下。

(1)按照環(huán)境功能分區(qū)的要求對天津海域進行劃分，以天津近岸海域水質(zhì)監(jiān)測的數(shù)據(jù)位基礎，將同一功能區(qū)的監(jiān)測結果進行加和平均，作為分析依據(jù)。

(2)計算各分區(qū)的主控因子，通過打分排序確定海域的環(huán)境質(zhì)量主控因子。

天津海域水質(zhì)監(jiān)測點位分布如圖1所示。

2006、2007年對COD、無機氮、活性磷酸鹽及石油類監(jiān)測結果如圖1—圖4所示，數(shù)據(jù)來源于天津市環(huán)保局。

(3)根據(jù)2006年與2007年天津海域主要污染物變化情況，可得出各海區(qū)環(huán)境質(zhì)量主控因子，其中:

一類海區(qū):COD:yi1=62.33，yi2=－0.24，狀態(tài)為(1.2)，現(xiàn)實污染因子;無機氮:yi1=45.67，yi2=－0.30，狀態(tài)為(1.2)，現(xiàn)實污染因子;活性磷酸鹽:yi1=－0.23，yi2=－0.30，狀態(tài)為(2.2)，非污染因子;石油類:yi1=2.00，yi2=4.00，狀態(tài)為(1.1)，關鍵污染因子二類海區(qū):COD:yi1=－0.45，yi2=－0.03，狀態(tài)為(2.2)，非污染因子;無機氮:yi1=2.67，yi2=0.33，狀態(tài)為(1.1)，關鍵污染因子;活性磷酸鹽:yi1=0.50，yi2=－0.25，狀態(tài)為(1.2)，現(xiàn)實污染因子;石油類:yi1=－0.30;yi2=－0.08，狀態(tài)為(2.2)，非污染因子

三類海區(qū):COD:yi1=－0.60，yi2=0.28，狀態(tài)為(2.1)，潛在關鍵因子;無機氮:yi1=1.50，yi2=1.50，狀態(tài)為(1.1)，關鍵污染因子;活性磷酸鹽:yi1=－0.52，yi2=0.61，狀態(tài)為(2.1)，潛在關鍵因子;石油類:yi1=－0.85，yi2=－1.37，狀態(tài)為(2.1)，潛在關鍵因子

四類海區(qū):COD:yi1=0.00，yi2=1.00，狀態(tài)為(2.1)，潛在關鍵因子;無機氮:yi1=6.60，yi2=2.80，狀態(tài)為(1.1)，關鍵污染因子;活性磷酸鹽:yi1=－0.80，yi2=－0.68，狀態(tài)為(2.2)，非污染因子;石油類:yi1=－0.38，yi2=4.17，狀態(tài)為(2.1)，潛在關鍵因子

(4)按照各種污染物的得分進行排序，得出2007年整體天津海域的環(huán)境質(zhì)量主控因子排序如下:

表1 天津海域環(huán)境質(zhì)量主控因子排序

利用修訂的增量趨勢法可分析天津海域這類大區(qū)域環(huán)境主控因子，而傳統(tǒng)的單因子分析方法僅能對小區(qū)域進行分析，所以修訂的方法擴大了傳統(tǒng)方法的應用范圍。

4 結論

(1)根據(jù)環(huán)境質(zhì)量主控因子分析可以看出，目前天津海域主要污染物中還是以無機氮污染最為嚴重，其次是石油類物質(zhì)。無機氮污染一直是天津海域的主要環(huán)境問題，同時無機氮的污染問題也同樣是天津濕地的主要環(huán)境問題［8］。而石油類物質(zhì)作為港口地區(qū)的主要污染物，也能反映出整體天津海域的污染水平［9］?？梢娦抻喌脑隽口厔莘蚀_程度較高，在現(xiàn)實中具有可操作性。

(2)修訂的增量趨勢法彌補了傳統(tǒng)方法的缺陷，可對大區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量主控因子進行篩選，提高了計算的可靠性和科學性，對在評價大區(qū)域的環(huán)境狀況時具有較高的實用價值。

(3)天津海域依托海洋的區(qū)位優(yōu)勢和資源優(yōu)勢，使海洋經(jīng)濟成為天津國民經(jīng)濟發(fā)展新的增長點。這就要求在開發(fā)過程中注重對海洋資源的保護，認清關鍵污染問題，合理配置水資源［10］。而利用修訂的增量趨勢法能夠較好的反應海域的污染現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，所以該方法在海洋環(huán)境保護中將會發(fā)揮越來越重要的作用。

(4)由于數(shù)據(jù)限制，本文只對天津海域四種典型的污染物進行了排序，分析結果能夠反應天津海域的基本特點，但是對于其他一些污染物質(zhì)還沒有進行分析，相信隨著其他數(shù)據(jù)資料的補充，計算結果能夠更全面的反應天津海域的污染狀況。

(編輯:于杰)

［1］李瑾，侯學曾.天津海洋功能區(qū)劃與實踐［J］.綜合管理.1993，(3):62－66.

［2］王順久，張欣莉，丁晶等.環(huán)境質(zhì)量評價中關鍵因子識別的方法研究［J］.中國環(huán)境監(jiān)測.2002，18(5):43－47.

［3］馬媛，魏巍，夏華永等.珠江口伶仃洋海域營養(yǎng)鹽的歷史變化及影響因素研究［J］.海洋學報.2009，31(2):69－77.

［4］孟偉，萬峻，雷坤.渤海灣潮間帶濕地物質(zhì)交換功能的歷史比較［J］.海洋通報.2009，28(5):7－12.

［5］蘇偉.廣西近海環(huán)境與經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展水平及協(xié)調(diào)性分析［J］.海洋環(huán)境科學.2007，26(6):591－593.

AbstractIncremental tendency method is used to discriminate master factors of regional environmental quality.In this paper，incremental tendency method has been revised.Taken Tianjin sea area as an example，the collation of environmental quality master factors in 2006 has been listed.It shows that environmental quality master factors of Tianjin sea area are mainly inorganic nitrogen and petroleum substances，and pollution management should also aim at these types of substances.Finally the significance of new model in application has been explained.It provided practical basis for sustainable development of Tianjin sea area.

Key wordsmaster factor;Tianjin sea area;incremental tendency

Research on Discriminating Environmental Quality Master Factors of Tianjin Sea Area

YU Hang1，2ZHANG Guang-yu2PENG Shi-tao2
(1.Department of Environmental Science and Engineering of Tianjin University，Tianjin 300072，China; 2.Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering，Tianjin 300456，China)

X322

C

1002－2104(2010)05專－0151－03

2010-06-20

于航，博士，主要研究方向為海洋環(huán)境。

*國家自然科學基金“水環(huán)境污染控制的價值總量管理機制研究”(項目批準號:70773048);海洋公益性行業(yè)可研專項項目“渤海灣區(qū)域綜合承載力預測評估及集成示范研究”(項目批準號:200805080)。