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航姜霞金相燦(中國環(huán)境科學研究院北京100012)摘要：為識別巢湖入湖河流主要污染特征和來源以2008年入湖河流水質(zhì)監(jiān)測參數(shù)和河流入湖區(qū)藻類生物量數(shù)據(jù)為基礎采用多元統(tǒng)計方法對入湖河流進行了聚類和污染等級分級并判別了湖區(qū)藻類生物量與河流營養(yǎng)鹽輸入負荷的關系.結果表明，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、河流污染負荷的41.29%、89.49%、72.27%和60.14%；因子分析顯示有機污染是入湖河流主要污染來源9條環(huán)湖河流污染分級排序為：南淝河＞十五里河＞派河＞雙橋河＞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.關鍵詞：入湖河流；聚類；因子分析；巢湖；湖泊中圖分類號：X524文獻標識碼：A文章編號：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湖泊富營養(yǎng)化已成為一個世界性問題在經(jīng)濟快速發(fā)展的發(fā)展中國家尤為嚴重[1，2].防治湖泊富營養(yǎng)化首先要對入湖營養(yǎng)物質(zhì)的來源做出分析然后才能控制進入湖泊營養(yǎng)物質(zhì)的負荷量[3~5].河流是陸地生態(tài)系統(tǒng)和湖泊生態(tài)系統(tǒng)之間進行物質(zhì)交換的通道通過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養(yǎng)化最大的驅動力[6].研究表明通過入湖河流進入巢湖的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t、總磷1769.7t、總氮3.03萬t[8].針對湖泊富營養(yǎng)現(xiàn)狀近年來已經(jīng)進行大量工程和科技投入但局部區(qū)域的水污染問題依然嚴重湖泊富營養(yǎng)化趨勢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基金項目:

10、國家水體污染控制與治理科技重大專項(2008ZX07101010)；國家自然科學基金項目(21077097)作者簡介:王書航(1985～)男碩士主要研究方向為湖泊水境Email:shuhang125126@通訊聯(lián)系人，Email:jiangxia@craes.式中x為參數(shù)的實測值為各參數(shù)的平均x值SD為標準差xnm為標準化后值.聚類法（CA）采用系統(tǒng)聚類即先把N個變量看成n種分類然后把性質(zhì)相近的兩類逐步合并相似度計算采用歐式平方距離.因

11、子分析先計算變量方差和協(xié)方差矩陣的特征量將多個變量通過降維轉化為少數(shù)幾個綜合變量使我們能夠從眾多水質(zhì)指標種中識別出對河流水質(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)性變化很大同時不同水期（平水期、枯水期、豐水期）各個河流水質(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