鄭州大學眉湖水質評價

□李 坤

（鄭州大學水利與環(huán)境學院 河南 鄭州 450001）

鄭州大學眉湖水質評價

□李 坤

（鄭州大學水利與環(huán)境學院 河南 鄭州 450001）

眉湖是鄭州大學的一個人工景觀湖。是校區(qū)內飼養(yǎng)魚和鵝的地方。通過對鄭州大學新校區(qū)眉湖水質監(jiān)測，以掌握水質現(xiàn)狀及對眉湖水質進行質量評價，提出改善措施或保持措施。

水質監(jiān)測；水質評價；單因子指數(shù)評價；模糊綜合評價

1 眉湖的基本概況

眉湖水域面積為800m2，長度800m左右，寬度從窄處的30m到寬處的100m左右。眉湖由南向北流動，采用的是循環(huán)水系統(tǒng)，包括局部的噴泉和上揚式曝氣管的循環(huán)和整體的南北循環(huán)，水面和水位基本穩(wěn)定。湖面較大，春夏秋蒸發(fā)量較大，在雨水較少的季節(jié)里，學校管理部門每三天會根據(jù)具體情況進行補水以保持湖面維持在一定水位。通過現(xiàn)場觀測，眉湖水深度最大處小于2m，養(yǎng)魚和鵝處水深約為0.9m，水面呈綠色。

2 監(jiān)測項目

選取的監(jiān)測項目有：水溫、pH值、電導率、溶解氧、化學需氧量、總鉻、生化需氧量、銅、氨氮、總磷。

3 監(jiān)測點的布設

將眉湖分為兩個區(qū)上游的魚、鵝養(yǎng)殖區(qū)和下游湖區(qū)，分別命名為A區(qū)和B區(qū)。相應的在兩個區(qū)各取一個監(jiān)測點，分別命名為A點和B點。A點位于培英路橋中間南側，位于水面以下二分之一處；B點位于毓秀路橋中間南側，位于水面以下二分之一處。兩點間距200米。

4 監(jiān)測結果

表4.1 眉湖基本項目測定結果（單位：mg/L）

5 水質評價

5.1 單因子指數(shù)法

水質的單因子污染指數(shù)Pi的計算公式為：

根據(jù)單因子指數(shù)法，判斷A區(qū)水質屬于Ⅴ類水，B區(qū)水質屬于Ⅴ類水，眉湖總體水質屬于Ⅴ類水。

5.2 模糊綜合評價

應用模糊綜合評價法，對鄭州大學眉湖水質作現(xiàn)狀評價。

(1)建立因子集。根據(jù)《地表水環(huán)境指量標準》（GB 3838—2002）的有關規(guī)定，確定水質影響因素共7項，即因子集為：

u=（DO，COD，鉻，BOD5，銅，氨氮，總磷）

(2)建立評價集。《地表水環(huán)境質量標準》把湖按功能高低分為五類，見 表（6）。因此，評價集V=（Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ）。

作為電器和各種機械的動力源，電動機是一種把電能轉化成機械能的設備。它主要是依據(jù)電磁感應定律和電磁力定律實現(xiàn)機電能量轉換的。從結構來看，電動機主要是由定子和轉子組成的。受定子繞組旋轉磁場的作用，電動機在電樞鼠籠式鋁框中有電流通過并在磁場的作用下轉動。當我們環(huán)顧四周時，機械的運動基本都是由交流電動機或直流電動機產生的。所以，電動機無處不在。

(3)建立隸屬度函數(shù)。水質污染程度是一個模糊概念，水質分類標準也是模糊的，用隸屬度來描述分類界線較為合理。

DO對5個類別的隸屬度函數(shù)：

其他六項指標對5個類別的隸屬度函數(shù)與DO類同，這里不再贅述。

(4)單因子模糊評價。將實際監(jiān)測數(shù)值x帶入相應的隸屬函數(shù)，計算其隸屬度。

其他項目類同。

由此得到單因子模糊評價矩陣R為：

(5)建立權重集。由于DO、BOD5等的污染物對水質影響程度不同，因此，對他們應該賦予不同的權重αi。確定權重有許多方法，以污染物的超標情況確定權重較為合理，其計算式為：

注意：對于DO，其權重取上式的倒數(shù)。

式中：

ai、ρi、ρs,i分別為第 i種污染物的權重、 質量濃度實測值和多級質量濃度標準值的平均值，ρs,ij為第i種污染物第j級質量濃度標準值，m為級別數(shù)。

表5.1 多級質量濃度標準值的平均值

表5.2 污染物的權重

為了進行模糊復合運算，各單因子權重必須歸一化，即

表5.3 污染物的權重（歸一化）

應用上述方法確定權重集A為：

(6)模糊綜合評價。

同理：對A、B兩處各指標值取平均數(shù)進行評價得：

故對A區(qū)而言，對Ⅴ類的隸屬度為0.5845，由于對Ⅴ類的隸屬度最大，故A區(qū)水質為Ⅴ類水；對B區(qū)而言，對Ⅴ類的隸屬度為0.5677，由于對Ⅴ類的隸屬度最大，故B區(qū)水質為Ⅴ類水；故眉湖水質為Ⅴ類水。

6 結果分析

（1）由單因子指數(shù)法評價眉湖水，我們可以看到：A區(qū)為Ⅴ類水的水質水平。B區(qū)為Ⅴ類水的水質水平。對于眉湖水質的總體水平為Ⅴ類水的水質水平。

（2）由模糊綜合評價法評價眉湖水，我們可以看到：A區(qū)為Ⅴ類水的水質水平。B區(qū)為Ⅴ類水的水質水平。對于眉湖水質的總體水平為Ⅴ類水的水質水平。

結合以上兩種方法，判定眉湖水為Ⅴ類水，這是因為總鉻這一指標含量超過Ⅴ類水的標準限值導致的。而出現(xiàn)這個情況則是由于對于地表水的評價指標中沒有總鉻的標準限值，我們以六價鉻的標準限值替代之的緣故。

7 水質改善建議

根據(jù)本實驗的測定結果（其中總鉻一項筆者認為可能是由于實驗試劑等的原因造成的，且眉湖處于鄭大校園內并無工廠等的點污染源的存在，其來源只能是空氣或者是鍍鉻鋼管中的鉻），除總鉻外 ，其他指標均為Ⅲ類水或優(yōu)于Ⅲ類水，故無需特別的深度處理。但是由于眉湖是一個人工湖，其生態(tài)系統(tǒng)脆弱，其水體自凈能力較差。所以平時應注意避免垃圾進入眉湖，也應避免秋季落葉大量進入眉湖。建議學校秋季加強對落入眉湖的垃圾以及秋季的落葉進行清理以免造成眉湖水質變壞。

[1]奚旦立，孫裕生.環(huán)境監(jiān)測[M].4版.北京：高等教育出版社，2010.

[2]環(huán)境保護部.HJ 493—2009，水質樣品的保存和管理技術規(guī)定[S].

[3]國家環(huán)境保護總局.HJ/T91—2002，地表水和污水監(jiān)測技術規(guī)范[S].

1004-7026（2016）18-0113-03

TU991.215

A

DOI：10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2016.18.084