巢湖入湖河流分類及污染特征分析

1、巢湖入湖河流分類及污染特征分析王書(shū)航姜霞金相燦(中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院北京100012)摘要：為識(shí)別巢湖入湖河流主要污染特征和來(lái)源以2008年入湖河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)參數(shù)和河流入湖區(qū)藻類生物量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)采用多元統(tǒng)計(jì)方法對(duì)入湖河流進(jìn)行了聚類和污染等級(jí)分級(jí)并判別了湖區(qū)藻類生物量與河流營(yíng)養(yǎng)鹽輸入負(fù)荷的關(guān)系.結(jié)果表明，入湖河流可分為3組其水質(zhì)分別受城市污染、水土保持和面源污染影響其中城市污染控制河流輸入到巢湖中高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮、總磷量分別占全部入湖

2、河流污染負(fù)荷的41.29%、89.49%、72.27%和60.14%；因子分析顯示有機(jī)污染是入湖河流主要污染來(lái)源9條環(huán)湖河流污染分級(jí)排序?yàn)椋耗箱呛樱臼謇锖樱九珊樱倦p橋河＞柘皋河＞裕溪河＞白石山河＞兆河＞杭埠河；河流入湖區(qū)藻類生物量與入湖河流NH4N、TN、TP的輸入量呈正相關(guān).關(guān)鍵詞：入湖河流；聚類；因子分析；巢湖；湖泊中圖分類號(hào)：X524文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：02503301（2011）ClassificationPollutio

3、nacteristicAnalysisfInflowRiversofChaohuLakeWANGShuhangJIANGXiaJINXiangcan(1.ChineseResearchAcademyofEnvironmentalSciencesBeijing100012China)Abstract:IndertoidentifythemainpollutionresourceacteristicfinflowriversofChaohu

4、LaketheinflowriversareclusteredthepollutionlevelsareclassifiedbystatisticalmethodsinadditionthecrelationbetweenalgalbiomasstherivernutrientsinputloadsarederivedbasedontheinflowriverwaterqualitymonitingparameterstheChlaco

5、ncentrationsininlakeareas.ResultsshowsthattheInflowRiverscouldbeclassifiedintothreegroupsurbanpollutionriverssoilwaterconservationnonpointsourcepollutionaremajfactswhichinfluencedwaterqualityrespectively.Theinputloadsofp

6、ermanganateindex，NH4N，TN，TPfromurbanpollutionriverstothewholelakeare41.29%，89.49%，72.27%60.14%toallinflowriversrespectively.ganicpollutionisthemainpollutionresourceofInflowRiversbyfactanalysis.Thepollutionrankofnineinflo

7、wriversareasfollows:NanfeiRiverShiwuliRiverPaiheRiverShuangqiaoRiverZhegaoRiverYuxiRiverBaishishanRiverZhaoheRiverHangbuRiver.ThealgalbiomasstheNH4NTNTPinputsofinflowriversarepositivelycrelated.Keywds:inflowriverscluster

8、analysisfactanalysisChaohuLakelake湖泊富營(yíng)養(yǎng)化已成為一個(gè)世界性問(wèn)題在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的發(fā)展中國(guó)家尤為嚴(yán)重[1，2].防治湖泊富營(yíng)養(yǎng)化首先要對(duì)入湖營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的來(lái)源做出分析然后才能控制進(jìn)入湖泊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的負(fù)荷量[3~5].河流是陸地生態(tài)系統(tǒng)和湖泊生態(tài)系統(tǒng)之間進(jìn)行物質(zhì)交換的通道通過(guò)接納大量的生活污水、工業(yè)廢水和農(nóng)業(yè)余水已成為湖泊富營(yíng)養(yǎng)化最大的驅(qū)動(dòng)力[6].研究表明通過(guò)入湖河流進(jìn)入巢湖的TN、TP分別占TN、TP輸入量

9、的76.9%和68.5%[7]而太湖25條主要入湖河流2002年3月～2003年2月共向湖體輸入COD19.28萬(wàn)t、總磷1769.7t、總氮3.03萬(wàn)t[8].針對(duì)湖泊富營(yíng)養(yǎng)現(xiàn)狀近年來(lái)已經(jīng)進(jìn)行大量工程和科技投入但局部區(qū)域的水污染問(wèn)題依然嚴(yán)重湖泊富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)仍未得到根本性改觀[9~11].2008年8月巢湖西半湖葉綠素a(Chla)平均值為241.04mgm3東半湖Chla收稿日期:20101104；修訂日期:20110328基金項(xiàng)目:

10、國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)(2008ZX07101010)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(21077097)作者簡(jiǎn)介:王書(shū)航(1985～)男碩士主要研究方向?yàn)楹此矱mail:shuhang125126@通訊聯(lián)系人，Email:jiangxia@craes.式中x為參數(shù)的實(shí)測(cè)值為各參數(shù)的平均x值SD為標(biāo)準(zhǔn)差xnm為標(biāo)準(zhǔn)化后值.聚類法（CA）采用系統(tǒng)聚類即先把N個(gè)變量看成n種分類然后把性質(zhì)相近的兩類逐步合并相似度計(jì)算采用歐式平方距離.因

11、子分析先計(jì)算變量方差和協(xié)方差矩陣的特征量將多個(gè)變量通過(guò)降維轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個(gè)綜合變量使我們能夠從眾多水質(zhì)指標(biāo)種中識(shí)別出對(duì)河流水質(zhì)影響較大的成分因子提取方法為主成分法.2結(jié)果與分析2.1環(huán)湖河流在不同水期水質(zhì)參數(shù)變化巢湖環(huán)湖河流的水文特征主要受大氣降水影響河流流量季節(jié)性變化很大同時(shí)不同水期（平水期、枯水期、豐水期）各個(gè)河流水質(zhì)參數(shù)有所不同.各環(huán)湖河流CODMn濃度在2.4～19.10mgL之間平均值為6.23mgL；NH4N濃度在0.03～3

12、5.70mgL之間平均值為3.77mgL；TN濃度在0.42～38.80mgL之間平均值為4.63mgL；TP濃度在0.03～2.24mgL之間平均值為0.34mgL；從地理位置上看位于湖體西部的十五里河、南淝河、派河污染較為嚴(yán)重.南十派杭白兆柘裕雙0246810121416CODMnmgL1平水期枯水期豐水期a南十派杭白兆柘裕雙05101520253035NH4NmgL1平水期枯水期豐水期b南十派杭白兆柘裕雙0510152025303

13、5TNmgL1平水期枯水期豐水期c南十派杭白兆柘裕雙0.00.51.01.52.02.5TPmgL1平水期枯水期豐水期d圖2巢湖環(huán)湖河流不同水期水質(zhì)參數(shù)變化Fig.2VariationsofwaterqualityparametersofinflowriverswithdifferentwaterperiodsinChaohuLake南:南淝河十:十五里河派:派河杭:杭埠河白:白石山河兆:兆河柘:柘皋河裕:裕溪河雙:雙橋河將2008年巢