基于主成分分析法的现有水质评价体系改进探讨

针对中国现行的单因子评价法存在水体过保护问题,在系统分析765个国控河流断面水质状况的基础之上,提出利用主成分分析法(PCA)首先识别河流主要污染指标、再以单因子评价法对主要指标进行水质评价的联合应用方法。将单因子评价法、PCA-单因子评价法的评价结果进行比较,两种方法对河流主要污染指标的识别较一致;将PCA和单因子评价法联合应用于水质评价,能更真实、客观地反映河流水质状况,有利于作出科学管理决策。     

灰色聚类法在地面水质综合评价中的应用

应用灰色聚类法对１９９５年南通市濠河水质进行单因子污染等级评价，评价结果表明灰色聚类法用于地面水质综合评价具有计算简便，能客观反映水质的污染状况，是一种较好的评价方法。     

太仓市饮用水水源污染现状和对策

根据太仓市饮用水地表水源和地下水的监测数据，分别采用单因子评价和综合评价方法，对饮用水源的水质进行评价。结果认为地表水水源已受到轻度污染，属Ⅲ类水；地下水的水质较差，已不适合于直接饮用。饮用水水源的主要污染物为COD、氨氮、挥发酚、硝酸盐氮和高锰酸盐指数。对饮用水水源的污染成因进行了全面分析，并从四个方面提出了水源安全保护对策：法律法规与行政手段、技术支撑、经济支持和宣传教育.     

基于分类别评价方法的水源地水质污染特征分析

根据《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中水质指标分类控制要求,对其中的基本项目采用灰色关联加权法,对水源地补充、特定项目应用单因子评价法,由此提出一种水源地水质污染变化特征综合分析的新方法,并以贵州省盘县白河沟水库饮用水源地2005、2008、2011、2013年水质监测数据进行综合评价和污染变化特征实证分析。采用分类别法评价的结果表明:2005—2013年,白河沟水库基本项目所有监测因子和超标因子均表现为水质持续提高的趋势;2005、2008、2011、2013年所有监测因子的水质综合评价结果分别处于GB 3838—2002的Ⅱ、Ⅱ、Ⅱ和Ⅰ类,超标因子分别处于Ⅴ、Ⅳ、Ⅳ和Ⅲ类;水源地补充、特定项目中,硝酸盐氮、铁、锰污染经治理后达标,而苯并芘超标2.5~1.0×10~3倍,仍然是白河沟水库的污染特征因子。     

模糊综合评价在天然水体水质评价中的应用研究

采用模糊数学方法,对河网地区面源污染影响较大的代表性河流的水质状况进行综合评价研究。根据监测断面水质污染特点,确定了8个指标作为评价因子,建立了评价因素矩阵,计算出影响因子的权重。在此基础上,提出了模糊综合评价的水质级别,证明该河网地区的污染物主要是氮、磷和有机物。     

基于支持向量机的白云湖水质评价

利用支持向量机模型良好的推广和泛化能力,以及在处理分类问题及小样本问题方面的优势,构建了湖泊水质评价模型,并运用此模型对白云湖的水质评价进行了研究。于2011年对广州市白云湖进水口A和出水口E以及湖区内B、C、D共5点分别进行了3次水质监测(1月份、4月份和8月份)。分析结果表明,A、B、C、D、E 5点1月份的水质除B点为Ⅳ类水外其余4点均为Ⅴ类水,4月份除A点为Ⅴ类水外其余4点均为Ⅳ类水,8月份除A为Ⅳ类水外其余4点均为Ⅱ类水,白云湖在经过开始的不稳定状态后,正在逐渐实现其净化水质的设计作用。相对于常规的评价方法,所得结果更为科学、合理。     

秋季艾比湖流域水质综合分析与评价

河流综合水质评价是水环境治理中的基础性工作。于2014年10月在艾比湖流域的55个采样点采集地表水样,将pH、COD、溶解氧(DO)作为评价因子,采用单因子污染指数法、内梅罗污染指数法和综合污染指数法进行了水质评价,并探讨了艾比湖流域的总体污染状况。结果表明:(1)艾比湖流域4种水体污染程度为河流裸露湖床水库农田灌溉水;(2)艾比湖流域中部区域的水质污染最严重,西部和东部区域的水质仍处于清洁状态。本研究为干旱区流域地表水资源的治理与保护提供参考依据。     

洪湖水质时空特征及污染驱动力分析

运用主成分分析法和聚类分析法,对2016年洪湖8个常规监测点的8项水质指标进行数据分析,识别洪湖主要污染因子,判别洪湖水质的时空差异性,揭示洪湖水质与污染源的内在联系,分析污染成因。结果表明,2016年洪湖8个监测点均出现超标现象,且入湖断面水质浓度大于出湖断面水质浓度,超标因子主要为COD、TP、TN、氨氮,超标最严重的监测点位为蓝田。丰水期有机污染严重,污染源主要为洪湖内水产围网养殖;枯水期氮磷超标严重,污染主要来源于洪湖流域农业种植及畜禽养殖等;平水期湖体内外源污染都占较大比重。因此,为提高洪湖水质保护水生态环境,应拆除洪湖内围网,并加强对外源污染的控制。     

模糊综合评价在天然水体水质评价中的应用研究

采用模糊数学方法，对河网地区面源污染影响较大的代表性河流的水质状况进行综合评价研究。根据监测断面水质污染特点，确定了8个指标作为评价因子，建立了评价因素矩阵，计算出影响因子的权重。在此基础上，提出了模糊综合评价的水质级别，证明该河网地区的污染物主要是氮、磷和有机物。     

基于熵权法的松河矿水环境质量评价研究

根据松河矿水文条件对5个断面(W1~W5)水质进行监测,采用标准指数法对各断面水质的监测数据进行处理,并用熵权法确定各断面的指标权重,由各指标权重得出各断面的污染综合评分。结果表明,松河矿地表水水质中污染指数较高的是石油类,其次是SS、氨氮、BOD、COD,最后是硫化物。其中,影响各断面水质权重最大的是SS,其权重为0.2。综合污染指数和基于熵权法的断面评分排序一致,均为W1W2W3W4W5,表明基于熵权法的松河矿水环境质量评价结果准确可信。     

油田回注水水质恶化成因的研究

为分析水质达标的处理站回注水在注水管线流动的过程中水质逐渐变差的原因,通过现场实际运行过程,分别获取了水处理站、注水站和注水井底各段的水样,进而测定了各水样的相关水质指标,并且分析了水中悬浮物的元素组成。实验结果表明,回注水在注水管线中引起管线腐蚀,腐蚀产生的Fe2+、Fe3+进一步导致溶解性油含量和悬浮固体的增加,最终得出管线的腐蚀是引起水质变差的主要原因。     

万家寨引黄北干线桑干河道输水水质模拟与控制

主要对采用河道输水方案的山西万家寨引黄北干线桑干河道水质进行模拟与控制研究,依据各水体特性建立河流水质数值模型和水库数值模型,运用系统分解方法将整个研究河道分解为若干个河段,并采用情景分析方法生成3个水质模拟情景,分析模拟结果表明,在山阴取水口和怀仁取水口水质达地表水Ⅲ类标准条件下,册田水库的入水水质不达标。应用反演思想生成2个水质控制情景和3个子情景,在水库出水口水质达标的情况下,分析确定沿河各排污口的污染物排放控制量,给出了保证册田水库水质安全的控制方法。     

因子分析及其在河网水质综合评价中的应用研究

对因子分析方法在天然水体水质评价中的应用进行研究,证明在数据较为缺乏的情况下,使用因子分析方法可以损失较少信息,减少评价指标,针对主因子进行分析,使水质评价结果更为合理和有效。同时,利用因子的得分值还可以将不同地区进行比较分析。应用因子分析对河网地区典型河流的水质状况进行分析,发现了增长潜力较大的主要因子,并对该地区的水质状况做出了符合实际的总体评价,表明因子分析在水质评价中具有重要应用价值。     

Antibiotic contamination in a typical water-rich city in southeast China: a concern for drinking water resource safety

Abstract

The occurrence and distribution in the aquatic environment of Nanjing of 49 antibiotics from seven therapeutic classes were investigated using an improved analytical method developed for multiclass target analysis. The results showed that these antibiotics are widely present in the water bodies of this city, with a total concentration of up to 1.958?μg L^?1. The most abundant class was tetracyclines, contributing 43.7% to the total antibiotic burden. Lincomycin was detected in all samples, and the detection rate of clindamycin was 90.5%. An exploratory analysis of the data points was performed by unsupervised pattern recognition (hierarchical cluster analysis, HCA) in an attempt to clarify the pollution level in different sampling areas, and robust cluster solutions grouped the data according to their different antibiotic contaminant profiles. The safety of drinking water resources was emphasized, and the rivers, as the main receiving water body for treated and untreated wastewater in this city, were more seriously contaminated than the surrounding lakes and reservoir, not only in concentration but also in detection frequency, in our study as well as in similar research studies. A correlation analysis between the presence of antibiotics and the environmental factors was conducted, and it was found that antibiotic contamination and water quality were closely connected; the better the water quality, the lower the antibiotic contamination. Positive correlations existed between the antibiotics and tested heavy metals, as well as between antibiotics and boron and arsenic. However, whether these correlations resulted from their reaction or a common source was difficult to determine, and the mechanism requires further exploration.     

南苕溪支流锦溪水质时空变化特征分析

综合运用灰色聚类法、综合污染指数法、等级聚类法就南苕溪支流锦溪近年水质时空变化特征进行分析。结果表明,锦溪入青山水库断面水质2005—2009年逐年改善,2007年后达到灰色聚类等级Ⅲ类水质要求;2009年秋季至2010年夏季期间秋、冬两季的污染程度高于春、夏季节;枯水期综合污染指数最高,但TN、TP污染分指数在丰水期最高,表明污染源中面源污染已占相当比例。空间变化方面从玲珑桥到江桥锦溪水质的综合污染指数不断提升,到江桥时达到极值13.25,锦溪末端三眼桥断面水质较江桥断面有所改善;SPSS空间聚类分析可分为轻污染区(从玲珑桥到冬韵桥)、重污染区(从群利桥到江桥)和中度污染区(从江桥到三眼桥)。锦溪上游农业区对河水中的COD、TN和TP的贡献率分别为66%、54%和49%,农业面源污染已成为制约锦溪水质改善的主要因素。     

小型景观湖水质模拟及应用研究

由于小型景观水体的体量和再生水补水措施的施行，其水质随环境和入水水质的变化和富营养化过程较大型水体快。由EFDC模型和WASP模型耦合建立小型浅水景观湖生态动力学模型，用实测水质数据进行参数率定与验证，可实现小型景观水体水质变化趋势的模拟，为水质管理提供决策支持。在此基础上，对民主湖在几种水质保障方案下1年的水质变化进行了模拟预测和对比，结果表明，作为富营养化程度表征的叶绿素a在空间和时间分布上均存在一定的规律性，夏季由于温度升高，叶绿素a浓度较高，说明藻类等浮游植物迅速增殖，是水质恶化水华暴发的高发期，而采取加大湖水水力循环和改善入口水质的控制方案，可使水质得到良好保障。     

Biologically based water quality management

A method of reporting water quality and assessing compliance with targets, based on the Biological Monitoring Working Party score system, is proposed. The use of the technique enables biologists to present operations managers, and other professionals, with quality data from any freshwater habitat in the form of a simple index. Results obtained can be compared with predefined targets based on river use, National Water Council class, or both. It may also be used to assess the degree of pollution in specific cases. The method is currently being used throughout the Anglian Water Authority region for small stream monitoring and, in some Divisions, for the presentation of all biological results. The technique has the potential to fully integrate biological monitoring into an operational role.     

程序化的未确知测度模型用于水环境质量评价简

未确知测度模型用于水环境质量评价具有合理性。为使模型更加完善，提出将未确知测度模型建立过程标准化，使其具有通用性。并针对水质评价指标众多致评价过程复杂、计算量大的情况，利用MATLAB软件将标准化后的未确知测度模型设计为既定的程序，依靠计算机模拟来实现水质评价。通过对浮桥河水库水质的评价结果及与其他多种方法的对比，表现出标准化模型的客观性、合理性，MATLAB程序的实用性、快捷性。程序化的未确知测度模型标准化后可进行推广。     

程序化的未确知测度模型用于水环境质量评价

未确知测度模型用于水环境质量评价具有合理性。为使模型更加完善，提出将未确知测度模型建立过程标准化，使其具有通用性。并针对水质评价指标众多致评价过程复杂、计算量大的情况，利用MATLAB软件将标准化后的未确知测度模型设计为既定的程序，依靠计算机模拟来实现水质评价。通过对浮桥河水库水质的评价结果及与其他多种方法的对比，表现出标准化模型的客观性、合理性，MATLAB程序的实用性、快捷性。程序化的未确知测度模型标准化后可进行推广。