竇祥洲，錢秀紅，潘維艷，徐 華，渠群英，徐征和*

（1.濟(jì)南大學(xué)，濟(jì)南 250022；2.山東省海河淮河小清河流域水利管理服務(wù)中心，濟(jì)南 250014）

0 引 言1

【研究意義】隨著小清河流域沿岸經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)、農(nóng)業(yè)面源污染日益嚴(yán)重。工業(yè)廢水、生活垃圾、農(nóng)業(yè)化肥等污染物排入河道，導(dǎo)致入?？诤佣嗡|(zhì)呈Ⅴ類狀況，水污染問題突出。同時(shí)，入海口河段受潮水位頂托的作用，水體中的污染物會(huì)隨著潮汐往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)感潮河段水質(zhì)造成影響，進(jìn)一步增加了水環(huán)境污染的復(fù)雜性。研究表明，攜帶大量有機(jī)物和營養(yǎng)鹽的小清河入海徑流使萊州灣水環(huán)境受到了嚴(yán)重破壞[1]。入海河流作為海洋水環(huán)境污染最突出的陸地污染源受到廣泛關(guān)注，成為污染治理的重點(diǎn)對(duì)象。查明小清河入?？诤佣嗡h(huán)境質(zhì)量及污染現(xiàn)狀對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和水資源開發(fā)利用意義重大。

【研究進(jìn)展】目前，常用的水質(zhì)評(píng)價(jià)方法有單因子水質(zhì)評(píng)價(jià)法[2]、綜合污染指數(shù)法[3]、內(nèi)梅羅指數(shù)評(píng)價(jià)法[4]、主成分分析法[5]和綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法[6]等。其中，綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法既能定量分析水質(zhì)，又能對(duì)水質(zhì)是否達(dá)標(biāo)做出合理判斷，適用于劣Ⅴ類水體質(zhì)量評(píng)價(jià)，應(yīng)用較為廣泛。馬京久等[7]將綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法應(yīng)用于漢江中下游河段的水質(zhì)評(píng)價(jià)，闡明了漢江中下游河段的水質(zhì)變化規(guī)律，但未能考慮各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)的主觀權(quán)重和信息熵。為此，大量學(xué)者對(duì)權(quán)重進(jìn)行了改進(jìn)。以往研究分別采用層次分析法和熵權(quán)系數(shù)法的組合、變異系數(shù)法、主成分分析法和超標(biāo)倍數(shù)法的組合對(duì)權(quán)重進(jìn)行了改進(jìn)[8-10]，但這些改進(jìn)方法缺少對(duì)主觀權(quán)重、超標(biāo)倍數(shù)權(quán)重以及原始數(shù)據(jù)熵值權(quán)重的綜合考慮。

【切入點(diǎn)】綜上所述，對(duì)于水質(zhì)評(píng)價(jià)方法尤其是權(quán)重確定方法仍需要進(jìn)一步分析。目前，對(duì)小清河入?？诤佣蔚乃|(zhì)分析較少，入?？谖挥诤?、海交界地帶，受到強(qiáng)烈的海陸作用且水動(dòng)力條件多變。入?？诤佣紊嫌闻c桓臺(tái)縣工業(yè)區(qū)銜接，下游入?？谂彶澈＃匕兜貐^(qū)工業(yè)類型多為大型石油化工、煉油廠及造紙廠，農(nóng)村人口眾多且農(nóng)業(yè)活動(dòng)頻繁，這些將加劇入?？谏鷳B(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。因此，研究入海口河段水質(zhì)現(xiàn)狀并進(jìn)行水污染治理具有重要意義。【擬解決的關(guān)鍵問題】鑒于此，本研究基于入?？诤佣?019—2021 年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，運(yùn)用熵權(quán)系數(shù)法、超標(biāo)倍數(shù)法以及二者的組合集成法對(duì)綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法的權(quán)重進(jìn)行改進(jìn)[11]，應(yīng)用于小清河入海口河段的水質(zhì)評(píng)價(jià)，同時(shí)結(jié)合主成分分析法查明主要污染物來源。對(duì)比分析各水質(zhì)評(píng)價(jià)方法的適用性和合理性，為入?？诟谐焙佣蔚乃廴局卫砗退h(huán)境保護(hù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

小清河起源于濟(jì)南市區(qū)的四大泉群，全長(zhǎng)為229 km，流域控制面積為10 433 km2，流域地勢(shì)南高北低，支流大部分由南岸匯入干流。選擇小清河干流東營市廣饒石村站至壽光市羊角溝站的入?？诟谐焙佣螢檠芯亢佣?，該河段全長(zhǎng)為45 km，多為平原地區(qū)，地勢(shì)平緩，河道比降約為1/6 000～1/8 000，研究區(qū)位置見圖1。小清河流域?qū)儆谂瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，年內(nèi)四季分明，年平均氣溫為12～14 ℃，年平均降水量為620 mm，主要集中在每年的汛期（6—9 月）。

圖1 小清河位置及監(jiān)測(cè)斷面分布示意Fig.1 Distribution diagram of monitoring stations at Xiaoqing river estuary

小清河流域是連接省會(huì)城市群與半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)、黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)的紐帶，對(duì)山東省社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。隨著流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加速，小清河干支流接納了來自工業(yè)、生活排污以及農(nóng)業(yè)活動(dòng)產(chǎn)生的大量污染物，嚴(yán)重影響流域水環(huán)境質(zhì)量，制約了萊州灣地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。盡管山東省政府加大了對(duì)小清河流域生態(tài)環(huán)境的綜合治理力度，但水污染形勢(shì)依然嚴(yán)峻。

1.2 樣品采集及數(shù)據(jù)來源

在小清河干流選取石村、王道閘、侯辛莊和羊角溝4 處布置水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面，斷面信息見表1，監(jiān)測(cè)時(shí)段為2019—2021 年，監(jiān)測(cè)頻率為每月1 次。因小清河流域綜合治理工程的實(shí)施，2020 年王道閘站和羊角溝站的水質(zhì)數(shù)據(jù)存在缺測(cè)。水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括TN、NO3-、溶解氧（DO）、化學(xué)需氧量（COD）、總磷（TP）、氨氮（NH3-N）、亞硝酸鹽（NO2-）和氯離子（Cl-）。其中，TN 量采用UV752N 紫外分光光度法測(cè)定，TP量采用722G 分光光度計(jì)測(cè)定，COD 量采用重鉻酸鹽-硫酸亞鐵銨滴定法測(cè)定，NH3-N 量采用納氏試劑比色法測(cè)定，NO3-量采用UV752N 紫外分光光度計(jì)測(cè)定，NO2-量采用722G 分光光度計(jì)測(cè)定，Cl-量采用50 mL滴定管測(cè)定，DO 由便攜式多參數(shù)水質(zhì)檢測(cè)儀測(cè)定。氣象數(shù)據(jù)來源于國家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心，數(shù)字高程（DEM）和流域水系分布數(shù)據(jù)來源于山東省海河淮河小清河流域水利管理服務(wù)中心。

表1 監(jiān)測(cè)斷面信息Table 1 Monitoring section information

1.3 研究方法

1.3.1 單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)

單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)（Pi）是綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)的基礎(chǔ)，由1 位整數(shù)、小數(shù)點(diǎn)后2 位有效數(shù)字組成，可表示為[12]：

式中：X1表示第i項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)的水質(zhì)類別；X2為監(jiān)測(cè)指標(biāo)數(shù)據(jù)在X1類水質(zhì)變化區(qū)間內(nèi)所處的位置，取值越大表示在同一類水質(zhì)指標(biāo)中的污染程度越高。X1、X2的具體計(jì)算方法詳見文獻(xiàn)[6]。

水質(zhì)目標(biāo)根據(jù)《山東省水功能區(qū)劃》中水功能類別劃分要求確定，小清河干流自東營市農(nóng)高區(qū)至壽光市羊角溝站被劃定為農(nóng)業(yè)用水區(qū)，該區(qū)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求為Ⅳ類。因此，本文以Ⅳ類水質(zhì)作為水質(zhì)目標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)[13]。水質(zhì)目標(biāo)的具體數(shù)值參考《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）確定，依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》選取DO、COD、TN、TP 和NH3-N 共5 項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)用于水質(zhì)評(píng)價(jià)。

1.3.2 權(quán)重系數(shù)

1）熵權(quán)系數(shù)法[14]。熵權(quán)系數(shù)法考慮各污染物指標(biāo)之間的內(nèi)在聯(lián)系對(duì)結(jié)果的影響，通過對(duì)水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理確定熵權(quán)值，計(jì)算式如下：

式中：Zij為第i個(gè)指標(biāo)在第j個(gè)水樣中的標(biāo)準(zhǔn)值；n為水質(zhì)指標(biāo)評(píng)價(jià)總數(shù)；m為水樣總數(shù)；ei為第i個(gè)水質(zhì)指標(biāo)的熵權(quán)值；為第i個(gè)水質(zhì)指標(biāo)的熵權(quán)系數(shù)法的權(quán)重。

2）超標(biāo)倍數(shù)法[15]。超標(biāo)倍數(shù)法是根據(jù)污染物實(shí)測(cè)值與標(biāo)準(zhǔn)值之間的差距進(jìn)行賦權(quán)，突出指標(biāo)的重要性及其對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，計(jì)算式如下：

3）組合集成法。組合集成法是對(duì)熵權(quán)系數(shù)法和超標(biāo)倍數(shù)法進(jìn)行整合，各取優(yōu)點(diǎn)并進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算式如下：

式中：wi為第i個(gè)水質(zhì)指標(biāo)的綜合權(quán)重。

1.3.3 改進(jìn)權(quán)重的綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)

通過熵權(quán)系數(shù)法、超標(biāo)倍數(shù)法以及組合集成法對(duì)綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法的權(quán)重進(jìn)行改進(jìn)，以期得到更全面、可靠的評(píng)價(jià)結(jié)果。綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法既能反映綜合水質(zhì)類別，又可反映同一水質(zhì)類別中綜合水質(zhì)污染程度，其計(jì)算式如式（6）、式（7）所示，綜合水質(zhì)類別的端點(diǎn)值和評(píng)價(jià)指標(biāo)見表2[11]。

表2 綜合水質(zhì)類別判定Table 2 Comprehensive water quality grade determination

1.3.4 主成分分析法

主成分分析法（PCA）通過研究原始變量矩陣內(nèi)部的結(jié)構(gòu)關(guān)系，識(shí)別影響水質(zhì)的主要指標(biāo)，刪除次要指標(biāo)，從而確定造成水質(zhì)污染的主要原因。在進(jìn)行主成分分析之前，首先需參考KMO 與Bartlett’s 檢驗(yàn)確定是否適合進(jìn)行主成分分析[16-17]，KMO 檢驗(yàn)是指對(duì)方差進(jìn)行抽樣適合性檢驗(yàn)，對(duì)于因子分析，其值應(yīng)在0.5 以上；Bartlett’s 檢驗(yàn)用于驗(yàn)證各變量是否獨(dú)立[18]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)計(jì)算

利用單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法對(duì)入?？诤佣胃鞅O(jiān)測(cè)斷面進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)，不同年份單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)平均值如表3 所示。2019—2021 年，各斷面TN 的單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)為9.15～10.79，平均值為9.72，屬于劣Ⅴ類水體；TP、NH3-N 的單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)在2.23～3.80 范圍內(nèi)，達(dá)到II 或III 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；DO、COD 的評(píng)價(jià)結(jié)果在不同斷面差異較大。其中，2021年王道閘斷面的水質(zhì)最優(yōu)，達(dá)到I 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，2019年侯辛莊斷面的水質(zhì)最差，屬于V 類水。對(duì)比各水質(zhì)指標(biāo)在不同年份的單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)發(fā)現(xiàn)，2019—2021 年各斷面水質(zhì)整體呈改善趨勢(shì)。利用不同水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行單因子評(píng)價(jià)時(shí)，評(píng)價(jià)結(jié)果差異較大，入?？诤佣胃鲾嗝鎀N 污染尤為嚴(yán)重，其余指標(biāo)基本達(dá)到Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

表3 單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法的評(píng)價(jià)結(jié)果Table 3 Evaluation results of single factor water quality identification index method

2.2 不同賦權(quán)方法權(quán)重計(jì)算

結(jié)合小清河入?？诤佣蔚乃|(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用不同賦權(quán)方法對(duì)權(quán)重進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見表4。其中，熵權(quán)系數(shù)法的權(quán)重是基于污染物濃度的熵權(quán)值得出；超標(biāo)倍數(shù)法的權(quán)重與各斷面污染物濃度的實(shí)測(cè)值有關(guān)；組合集成法的權(quán)重則是結(jié)合前兩者的權(quán)重得出，不同方法、不同年份和不同斷面之間的權(quán)重結(jié)果有所不同。

表4 不同方法指標(biāo)權(quán)重Table 4 Index weights of different methods

2.3 污染特征分析

各監(jiān)測(cè)斷面KMO 值與Bartlett’s檢驗(yàn)結(jié)果見表5。王道閘站KMO 值為0.465，略低于0.50，其余斷面KMO 值均大于0.50，且Bartlett 檢驗(yàn)的P＜0.05，表明可采用主成分分析法對(duì)4 個(gè)監(jiān)測(cè)斷面污染物濃度進(jìn)行分析。

表5 各斷面KMO 與Bartlett’s 檢驗(yàn)結(jié)果Table 5 KMO and Bartlett’s tests values for each section

各監(jiān)測(cè)斷面PC1 和PC2 主成分荷載見圖2，各水質(zhì)指標(biāo)對(duì)主成分（PC1—PC3）的方差貢獻(xiàn)以及累積方差貢獻(xiàn)見表6。各斷面PC1 和PC2 累積解釋了70%以上的方差，從解釋方差最大的PC1 指標(biāo)來看，石村斷面TN、DO、COD 貢獻(xiàn)較大，王道閘和羊角溝斷面TN、DO 貢獻(xiàn)較大，侯辛莊斷面TN、DO、TP 貢獻(xiàn)較大。各斷面PC1 的主要污染指標(biāo)為TN，與單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)的評(píng)價(jià)結(jié)果一致。

表6 各水質(zhì)斷面方差及累積方差Table 6 Variance and cumulative variance of each section

圖2 各斷面水質(zhì)指標(biāo)主成分荷載Fig.2 Principal component loadings for water quality indicators at each section

3 討 論

不同賦權(quán)方法的綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果見表7。2019 年各監(jiān)測(cè)斷面不同賦權(quán)法綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)的評(píng)價(jià)結(jié)果值在4.310～5.311 范圍內(nèi)。其中，侯辛莊斷面均為Ⅴ類水質(zhì)；2020—2021 年各監(jiān)測(cè)斷面不同賦權(quán)法綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)的評(píng)價(jià)結(jié)果值在3.810～5.211范圍內(nèi)，相比2019 年略有下降，表明水質(zhì)有所改善。綜合比較各監(jiān)測(cè)斷面發(fā)現(xiàn)，侯辛莊的綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)評(píng)價(jià)指數(shù)最高，水體污染程度尤為嚴(yán)重。

表7 綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果Table 7 Evaluation results of comprehensive water quality identification index method

對(duì)比不同賦權(quán)方法的評(píng)價(jià)結(jié)果可知，超標(biāo)倍數(shù)法的評(píng)價(jià)結(jié)果數(shù)值整體上最大，組合集成法、熵權(quán)系數(shù)法的評(píng)價(jià)結(jié)果值次之。超標(biāo)倍數(shù)法突出超標(biāo)污染物對(duì)水質(zhì)等級(jí)的貢獻(xiàn)，而往往超標(biāo)污染物（TN）權(quán)重占比大，超標(biāo)污染物的單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)評(píng)價(jià)指數(shù)較高（表3 中的TN），易導(dǎo)致最終評(píng)價(jià)結(jié)果偏大（表7）。傳統(tǒng)方法將各指標(biāo)的單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行了均衡化處理，但均衡化處理權(quán)重的賦權(quán)方法并未考慮入?？诟鲾嗝鎀N 濃度超標(biāo)嚴(yán)重及其余指標(biāo)均符合Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的客觀情況，從而使得傳統(tǒng)方法得到的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果較為樂觀。熵權(quán)系數(shù)法在進(jìn)行各水質(zhì)指標(biāo)濃度信息熵求解的過程中可以降低異常值對(duì)于水質(zhì)等級(jí)的影響，但過度考慮指標(biāo)之間相關(guān)性，導(dǎo)致DO、NH3-N 等水質(zhì)指標(biāo)的權(quán)重賦值不合理，與實(shí)際情況不符[19]。組合集成法綜合考慮了超標(biāo)污染物指標(biāo)的貢獻(xiàn)與極值對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，同時(shí)客觀反映了各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)賦權(quán)的重要性。組合集成法的評(píng)價(jià)結(jié)果整體上介于超標(biāo)倍數(shù)法和熵權(quán)系數(shù)法的評(píng)價(jià)結(jié)果值之間（表7），這與林濤等[11]采用改進(jìn)綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法在珠江口水系水質(zhì)評(píng)價(jià)中的結(jié)果一致。同時(shí)，組合集成法得到的年際間水質(zhì)等級(jí)的變化趨勢(shì)符合小清河入海口河段水質(zhì)變化的實(shí)際情況。因此，將該方法應(yīng)用于小清河入?？诤佣蔚乃|(zhì)評(píng)價(jià)準(zhǔn)確且合理。

TN 是影響入?？诤佣嗡|(zhì)等級(jí)的主要因素，TN由有機(jī)氮和無機(jī)氮組成，無機(jī)氮主要包括NO3-、NO2-和NH3-N。以監(jiān)測(cè)序列較長(zhǎng)的石村和侯辛莊斷面為例，分析各形態(tài)氮素的百分比情況。石村和侯辛莊斷面2019—2021 年各形態(tài)氮素濃度的平均百分比情況如表8 所示，NO3-濃度的百分比最高，2 個(gè)斷面NO3-濃度百分比的年平均值分別為68.22%和66.30%，有機(jī)氮次之，NH3-N 和NO2-百分比較低，可見NO3-是石村和侯辛莊斷面地表水中氮素的主要存在形式。

表8 石村和侯辛莊斷面NO3-、NO2-、NH3-N 及有機(jī)氮濃度百分比Table 8 Percentage of NO3-, NO2-, NH3-N and organic nitrogen concentrations at Shicun and Houxinzhuang

Cl-在生物、物理和化學(xué)意義上具有惰性，不會(huì)受到物理、化學(xué)和微生物過程的影響，只有在與其他水源混合時(shí)才會(huì)發(fā)生改變[20]。因此，n（NO3-）、n（NO3-）/n（Cl-）和n（Cl-）之間的關(guān)系被廣泛用于判斷流域中NO3-的主要來源或混合過程[21-22]。以往研究指出，n（NO3-）/n（Cl-）高，n（Cl-）低，表明NO3-主要來源于農(nóng)業(yè)面源污染；n（NO3-）/n（Cl-）低，n（Cl-）高，則表明NO3-主要來源于生活污水及糞肥；n（NO3-）和n（Cl-）較低，表明NO3-主要來源于土壤氮素[23]。

石村和侯辛莊斷面n（NO3-）、n（NO3-）/n（Cl-）與n（Cl-）之間的關(guān)系如圖3 所示。不同時(shí)期入?？诤佣蔚乇硭甆O3-的污染來源存在差異。在汛期，石村地表水樣點(diǎn)主要分布在n（Cl-）、n（NO3-）低，n（NO3-）/n（Cl-）高的區(qū)域，表明汛期石村地表水樣點(diǎn)NO3-的主要來源為農(nóng)業(yè)面源污染；侯辛莊地表水樣點(diǎn)主要分布在n（Cl-）高，n（NO3-）/n（Cl-）低的區(qū)域，可見汛期侯辛莊地表水樣點(diǎn)NO3-的主要來源為生活污水排放與糞肥排放。與汛期相比，非汛期石村地表水樣點(diǎn)n（Cl-）數(shù)值較高，且分布在n（NO3-）/n（Cl-）較高的區(qū)域，說明非汛期石村地表水樣點(diǎn)中NO3-來源的點(diǎn)源污染百分比增加；非汛期侯辛莊地表水樣點(diǎn)n（Cl-）數(shù)值也較高，且分布在n（NO3-）/n（Cl-）較低的區(qū)域，說明非汛期侯辛莊地表水樣點(diǎn)NO3-的主要來源仍為生活污水和糞肥排放。綜上，石村地表水樣點(diǎn)汛期與非汛期的n（Cl-）相近，而非汛期n（NO3-）/n（Cl-）略高于汛期，表明石村地表水NO3-受到農(nóng)業(yè)面源以及生活污水等點(diǎn)源的混合影響；侯辛莊汛期與非汛期地表水樣點(diǎn)n（Cl-）均較高，n（NO3-）/n（Cl-）均較低，表明侯辛莊地表水NO3-主要受生活污水及糞肥的影響。

圖3 石村和侯辛莊斷面n(NO3-)、n(Cl-)和n(NO3-)/n(Cl-)的關(guān)系Fig.3 Relationship between n(NO3-), n(Cl-) and n(NO3-)/n(Cl-) at Shicun and Houxinzhuang

氣候、水文等自然因素的變化通過影響流域內(nèi)的水文循環(huán)以及生物化學(xué)過程對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生間接影響[24]。選取廣饒縣、壽光市的降水量、氣溫、日照時(shí)間3 個(gè)指標(biāo)與相應(yīng)時(shí)段內(nèi)各污染物指標(biāo)濃度進(jìn)行相關(guān)分析，探討自然因素與入海口各水質(zhì)指標(biāo)濃度的相關(guān)程度，結(jié)果見表9。氣溫的變化會(huì)影響水體中的微生物活性，進(jìn)而影響生物反應(yīng)速率。氣溫與DO、TN、NO3-呈負(fù)相關(guān)，與其他指標(biāo)相關(guān)性不明顯。DO 濃度隨氣溫的升高而減小主要包括以下2 個(gè)方面的原因：一是隨著氣溫的升高，水中溶解的DO 量減少；二是水中微生物、浮游生物的呼吸作用增強(qiáng)，導(dǎo)致DO 濃度下降。隨著氣溫的升高，參與礦化與反硝化作用的微生物活性增強(qiáng)，從而導(dǎo)致地表水中TN 和NO3-濃度降低。降水量與各指標(biāo)濃度之間沒有明顯的相關(guān)性。這與降水—徑流過程對(duì)河道水質(zhì)產(chǎn)生的綜合作用有關(guān)。一方面，降水可以稀釋河道污染物濃度；另一方面，降水—徑流過程能夠攜帶更多的污染物進(jìn)入河道。研究表明，日照時(shí)間主要通過影響水體中藻類等水生植物的光合作用來影響水質(zhì)指標(biāo)的濃度變化[25]。日照時(shí)間與不同水質(zhì)指標(biāo)之間的相關(guān)程度差異較大，與DO、TN、NO3-濃度呈較好的負(fù)相關(guān)，與NH3-N 等指標(biāo)濃度沒有明顯相關(guān)性。

表9 水質(zhì)指標(biāo)與自然因素之間的相關(guān)性Table 9 Correlation results between water quality indicators and natural factors

4 結(jié) 論

1）小清河入海口河段水體超標(biāo)污染物為TN，同時(shí)TN 也是影響水質(zhì)等級(jí)的主要因子；NO3-是入?？诤佣沃械氐闹饕嬖谛螒B(tài)。

2）2019—2021 年，入?？诤佣嗡|(zhì)呈改善趨勢(shì)，2021 年各斷面水質(zhì)等級(jí)均達(dá)到Ⅳ類，符合農(nóng)業(yè)用水區(qū)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

3）組合集成法改進(jìn)的綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法更適用于小清河入?？诤佣蔚乃|(zhì)評(píng)價(jià)。

（作者聲明本文無實(shí)際或潛在的利益沖突）