關(guān)鍵詞：水質(zhì)采樣點(diǎn)；選取優(yōu)化；水污染源；危害性；分級處理

中圖分類號：X832 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

前言

工業(yè)企業(yè)是主要的污染源，因?yàn)楣I(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢水、廢氣、廢渣等污染物。這些污染物對水體造成嚴(yán)重的污染，對人類生存和發(fā)展造成了嚴(yán)重影響。因此，對水質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測，科學(xué)選取采樣點(diǎn)，進(jìn)而對水污染源進(jìn)行危害性分級與防治，已成為當(dāng)前環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域亟待解決的問題。

國內(nèi)外很多專家對水污染問題展開了大量研究與分析，并取得了很多有效的技術(shù)成果。然而，現(xiàn)有的水質(zhì)采樣點(diǎn)選取方法仍存在一定的不足。一方面，傳統(tǒng)方法往往基于經(jīng)驗(yàn)或固定模式進(jìn)行采樣點(diǎn)的選擇，缺乏科學(xué)性和針對性，導(dǎo)致監(jiān)測結(jié)果可能無法真實(shí)反映水質(zhì)狀況。如文獻(xiàn)提到的水質(zhì)評價方法，該方法依據(jù)水文地質(zhì)條件，采用多元統(tǒng)計(jì)的方式分析水污染源的危害性，比較依靠固有經(jīng)驗(yàn)。另一方面，現(xiàn)有方法對于水污染源的危害性分級不夠精準(zhǔn)，難以為后續(xù)的防治工作提供有效指導(dǎo)。如文獻(xiàn)提到的多層次風(fēng)險(xiǎn)評估方法，該方法利用wex-ler溶質(zhì)遷移模型統(tǒng)計(jì)出水污染源的時空特征，并按照水污染的不同層次開展風(fēng)險(xiǎn)等級劃分。因此，文章旨在通過優(yōu)化水質(zhì)采樣點(diǎn)的選取方法，提高水質(zhì)監(jiān)測的準(zhǔn)確性和針對性，進(jìn)而對水污染源進(jìn)行更為精準(zhǔn)的危害性分級。

1水質(zhì)采樣點(diǎn)選取優(yōu)化下的水污染源危害性分級方法設(shè)計(jì)

1.1水污染源探查定位

對于水體污染的情況，由于不同企業(yè)所產(chǎn)生的污染物也存在很大的差異，因此對于水體污染的防治也要針對不同企業(yè)所產(chǎn)生的污染物進(jìn)行有針對性地防治措施。因此，在對水體污染進(jìn)行防治時，首先需要對水體污染情況進(jìn)行探查定位，以便針對不同企業(yè)所產(chǎn)生的污染物進(jìn)行有針對性地治理。探查定位包括兩方面內(nèi)容：一是對水體污染企業(yè)進(jìn)行探查定位；二是對水體污染企業(yè)進(jìn)行探查定位后，選取水質(zhì)采樣點(diǎn)進(jìn)行污染物濃度測定。對水體污染企業(yè)進(jìn)行探查定位時，對水體污染企業(yè)所產(chǎn)生的污染物進(jìn)行探查，以便在不破壞水質(zhì)采樣點(diǎn)或者減少水污染源危害性的情況下，確定污染源位置。

針對現(xiàn)有的污染源追蹤定位方法中的問題，采用基于機(jī)器仿生魚的定位算法追蹤水污染源，并獲得污染數(shù)據(jù)。在水污染源的探查定位中，默認(rèn)水域空間為二維水域，使用機(jī)器仿生魚探查過程中，默認(rèn)其移動步長相對固定，并且在探查每個位置時，各個機(jī)器仿生魚之間共享位置信息和水質(zhì)信息，再尋找污染源濃度最大點(diǎn)。機(jī)器仿生魚主要根據(jù)污染濃度來更新位置信息素濃度，計(jì)算公式如式（1）：

式（3）中，w表示移動步長權(quán)重，R表示機(jī)器仿生魚移動的固定步長，e表示仿生魚的移動方向。當(dāng)機(jī)器仿生魚完成所有節(jié)點(diǎn)的信息素濃度更新后，確定污染源位置，選取水質(zhì)采樣點(diǎn)。在水質(zhì)采樣點(diǎn)選取優(yōu)化下，獲得采樣點(diǎn)的水質(zhì)信息，將信息上傳到服務(wù)器或云端，以待進(jìn)一步處理。

1.2建立水污染源危害性評價體系

將水污染源危害性分級與防治方法應(yīng)用于水體污染防治中的必要性。一方面可以通過對水體污染情況進(jìn)行全面評價，確定水體污染的類型，從而為水體污染治理提供有效指導(dǎo)；另一方面可以根據(jù)不同類型水體污染特點(diǎn)采取相應(yīng)的防治措施。同時在實(shí)踐中也可以發(fā)現(xiàn)，建立水污染源危害性分級與防治方法需要在理論指導(dǎo)下進(jìn)行，只有在理論指導(dǎo)下才能充分發(fā)揮水污染源危害性分級與防治方法的作用。由此建立的水污染源評價指標(biāo)體系，包括：排放量、排放位置、排放方式、影響面積比、污染源存在時間、防護(hù)措施以及污染因子綜合評價指數(shù)。

在影響水污染源危害性的因素中，污染因子包括毒性、遷移性和降解性。在水污染源評價指標(biāo)體系的支持下，計(jì)算出水污染源危害性評價指數(shù)，相關(guān)計(jì)算公式如式（4）-式（5）：

1.3水污染源危害性等級劃分

將水體污染物危害性分為五級，具體內(nèi)容見表1。

對于不同等級危害性的水污染源，在處理上需要采取不同的防治措施。對于危害性較弱的水污染源，可通過技術(shù)手段進(jìn)行消除；對于危害性較強(qiáng)的水污染源，采用一定技術(shù)手段來進(jìn)行針對性地處理；對于危害性極強(qiáng)的水污染源，需要綜合多種技術(shù)手段來處理，消除危害性。

2水污染源危害性分級防治措施分析

水污染源危害性分級防治措施主要有兩種，一是從源頭上預(yù)防，即通過改進(jìn)生產(chǎn)工藝和設(shè)備，減少污染物的產(chǎn)生。二是對已產(chǎn)生的污染物進(jìn)行治理。

源頭預(yù)防措施可以從減少污染物產(chǎn)生的源頭上進(jìn)行控制，主要包括使用清潔生產(chǎn)工藝，盡量減少污染物的產(chǎn)生量；使用先進(jìn)、高效、環(huán)保的生產(chǎn)設(shè)備，提高設(shè)備運(yùn)行效率；采用清潔能源，如太陽能、風(fēng)能等；采用先進(jìn)工藝和技術(shù)來提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。工業(yè)企業(yè)要加強(qiáng)管理，提高認(rèn)識，加強(qiáng)宣傳教育，充分發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)干部的模范帶頭作用。加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部管理工作，降低成本，減少廢水排放量。在進(jìn)行治理時要有針對性地制定治理方案，以達(dá)到最佳防治效果。

3實(shí)驗(yàn)研究

3.1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為了驗(yàn)證提出的水污染源危害性分級方法的性能，以某供水管網(wǎng)為例，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。管網(wǎng)內(nèi)包含多個節(jié)點(diǎn)，在水質(zhì)采樣點(diǎn)選取優(yōu)化下選取部分節(jié)點(diǎn)作為監(jiān)測點(diǎn)。

在實(shí)驗(yàn)過程中，選取不同的侵入點(diǎn)注入污染物，設(shè)計(jì)不同的污染事件。以污染事件1為例，模擬時長為24h，注入污染物質(zhì)量恒定為50000 mg，設(shè)置污染物衰減系數(shù)為0，水質(zhì)步長5 min，水力步長為1h。污染事件在實(shí)驗(yàn)的假定模式下，各個監(jiān)測點(diǎn)以此發(fā)出污染信號，在此條件下，采用不同的分級方法處理水污染源。實(shí)驗(yàn)污染事件相關(guān)設(shè)置見表2。

采用不同的水污染源危害性分級方法進(jìn)行處理，分別是基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的分解方法、基于模糊綜合評判的分級方法以及提出的分級方法。

3.2適應(yīng)度值實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

對于不同的污染事件，確定污染范圍后，采用不同的水污染源危害性分級方法處理目標(biāo)，由于每個污染事件對應(yīng)多個候選污染源節(jié)點(diǎn)，在分級處理上，使用第三方軟件計(jì)算出污染源候選節(jié)點(diǎn)集內(nèi)各個節(jié)點(diǎn)到監(jiān)測點(diǎn)的最短時間，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)出各個分級方法的適應(yīng)度值。如圖1所示的方法1表示提出的分級方法，方法2表示基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的分級方法，方法3表示基于模糊綜合評判的分級方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖1。

由圖1可知，面對不同的污染事件，各個分級方法的適應(yīng)度值有明顯的波動變化，其中提出的分級方法的適應(yīng)度值始終處于比較高的水平，面對污染事件2時，該方法的適應(yīng)度值有些許下降，另外兩種分級方法面對此污染事件，適應(yīng)度值也有所下降，并且基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的分級方法的適應(yīng)度值變化趨勢與方法1類似，但是整體水平較低?；谀：C合評判的分級方法適應(yīng)度值變化較大，在實(shí)際應(yīng)用上可能存在較強(qiáng)的不穩(wěn)定性。綜合分析可知，提出的水污染源危害性分級方法更穩(wěn)定。

3.3分級準(zhǔn)確率實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

通過上面的分析可知，對于一個突發(fā)的污染事件，監(jiān)測點(diǎn)會發(fā)出污染信號，由此可以快速確定污染源所在區(qū)域，為了進(jìn)一步了解水污染源危害性分級方法的穩(wěn)定性，統(tǒng)計(jì)各個方法分級信息的準(zhǔn)確率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2中顯示的各個方法編號與上一實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對應(yīng)，通過各個分級方法顯示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以明顯看出，隨著監(jiān)測時間的增加，各個分級方法的準(zhǔn)確率也在不斷變化，分級準(zhǔn)確率也始終保持在較高的水平，均在70%以上，綜合對比可知，提出的分級方法準(zhǔn)確率更高，在4h后，分級準(zhǔn)確率在90%以上，而基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的分級方法和基于模糊綜合評判的分級方法的準(zhǔn)確率約在80%左右。

4結(jié)束語

文章圍繞水質(zhì)采樣點(diǎn)的優(yōu)化選取，進(jìn)行了水污染源危害性分級與防治的深入探討。通過整合地理信息系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)學(xué)以及環(huán)境科學(xué)等多學(xué)科的理論與方法，嘗試為水質(zhì)監(jiān)測與污染源管理提供一套更為科學(xué)、合理的方案。在研究中，綜合考慮了水體的自然特征、人類活動的影響以及監(jiān)測需求等多個維度，建立了水污染源危害性評價體系，并根據(jù)采樣數(shù)據(jù)，對水污染源的危害性進(jìn)行了科學(xué)分級，為后續(xù)的防治工作提供了明確的方向。文章通過實(shí)驗(yàn)可以得知，文章方法的適應(yīng)度值始終處于比較高的水平，提出的水質(zhì)采樣點(diǎn)選取優(yōu)化下的水污染源危害性分級方法能夠適應(yīng)復(fù)雜的水質(zhì)污染情況，保證分級結(jié)果的準(zhǔn)確可靠，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。