本文關(guān)鍵詞：流域尺度水質(zhì)時(shí)空變異特征及污染源解析研究　出處：《浙江大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 水體污染 源解析 時(shí)空分布 多元統(tǒng)計(jì)分析 PMF模型

【摘要】：水污染已成為世界性的環(huán)境問(wèn)題,關(guān)系到人民群眾切身利益的飲用水安全狀況更令人堪憂,飲用水水源地保護(hù)問(wèn)題已成為關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重大問(wèn)題。因此,全面詳細(xì)了解飲用水源的污染特征、污染時(shí)空分布變化規(guī)律、污染來(lái)源顯得尤為重要和迫切。研究選擇浙江省長(zhǎng)興縣合溪水庫(kù)流域作為研究對(duì)象,在對(duì)合溪水庫(kù)流域全面的調(diào)查研究和全流域各時(shí)段的水樣分析的基礎(chǔ)上,運(yùn)用單因子及內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法等開展了水體污染特征評(píng)價(jià)分析,基于不同支流不同土地利用類型,通過(guò)綜合運(yùn)用水化學(xué)特征分析、地理信息空間分析和多元統(tǒng)計(jì)分析等技術(shù),全面評(píng)估了合溪水庫(kù)流域各支流水體污染的時(shí)間和空間分布規(guī)律及特征;同時(shí)分別采用主成分分析(PCA)和正定矩陣因子分解(PMF)受體模型進(jìn)行了來(lái)源識(shí)別和解析研究。主要取得如下研究結(jié)果:(1)合溪水庫(kù)流域水質(zhì)呈現(xiàn)一定程度的超標(biāo)現(xiàn)象,其中以氮素污染問(wèn)題最為突出。2015年11月至2016年11月隔月從合溪水庫(kù)流域32個(gè)采樣點(diǎn)共采集水樣224個(gè)(其中地表水203個(gè),地下水21個(gè)),根據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)規(guī)定的Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值,203個(gè)地表水樣中,總氮(TN)、溶解氧(DO)、化學(xué)需氧量(COD)、氟化物(以F-計(jì))及氯化物(以Cl-計(jì))分別有100%、72.9%、18.7%、81.8%和0.98%的樣點(diǎn)超標(biāo)。此外,有96.6%的樣點(diǎn)TN濃度超過(guò)地表水V類水質(zhì)限值,地表水TN超標(biāo)十分嚴(yán)重。根據(jù)地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 14848-93)規(guī)定的Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值,21個(gè)地下水樣中氨氮超標(biāo)率為33.3%。根據(jù)不同水體類型來(lái)分,河流水TN污染最為嚴(yán)重;水庫(kù)水污染程度其次;地下水污染相對(duì)較輕,但也受到了一定程度的氨氮污染。(2)流域水體水質(zhì)呈現(xiàn)明顯的時(shí)空分布特征和規(guī)律。從時(shí)間分布來(lái)看,河流水水質(zhì)內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)值1月份最高,7月份最低,但水庫(kù)水和地下水污染指數(shù)值的分布呈現(xiàn)明顯的時(shí)間滯后性;從TN的分布來(lái)看,也呈現(xiàn)枯水期(1月份)TN含量顯著高于豐水期(7月份)的類似時(shí)間分布規(guī)律。從TN含量空間分布來(lái)看,楊梅澗上游源頭林地區(qū)域TN普遍偏高,超標(biāo)嚴(yán)重;合溪北澗和合溪南澗的中游城鎮(zhèn)生活區(qū)域,TN濃度較高;合溪北澗的下游農(nóng)業(yè)種植區(qū)域TN濃度也較高。根據(jù)樣點(diǎn)周邊不同土地利用現(xiàn)狀來(lái)看,耕地周邊樣點(diǎn)TN濃度平均值最高,林地周邊樣點(diǎn)TN濃度平均值最低。河流水水質(zhì)綜合污染程度呈現(xiàn)(按不同利用現(xiàn)狀周邊樣點(diǎn)進(jìn)行分類):耕地居民區(qū)林地工礦區(qū);3條支流的綜合污染程度呈現(xiàn):楊梅澗合溪南澗合溪北澗。(3)基于合溪水庫(kù)流域污染物的排放量分析識(shí)別了流域主要的污染源,運(yùn)用PCA和PMF模型分別識(shí)別和解析了各個(gè)支流的污染源及污染貢獻(xiàn)率。從整個(gè)合溪水庫(kù)流域污染物排放量分析來(lái)看,農(nóng)業(yè)污染是合溪水庫(kù)流域河流水體污染的主要原因。農(nóng)業(yè)污染源和居民生活污水產(chǎn)生的污染物排放量較大,工業(yè)點(diǎn)源產(chǎn)生的污染物排放量相對(duì)較少。TN的主要來(lái)源為農(nóng)業(yè)污染源,包括種植業(yè)和畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染,其次為生活污水,工業(yè)污染源只占到很小一部分;氨氮的主要來(lái)源為畜禽養(yǎng)殖,其次為生活污水;COD的主要來(lái)源貢獻(xiàn):畜禽養(yǎng)殖生活污水工業(yè)污水。綜合運(yùn)用PCA識(shí)別和PMF模型解析并結(jié)合前面的分析研究,研究區(qū)域最終得到4個(gè)主要污染源:農(nóng)業(yè)污染源、工業(yè)污染源、生活污水和城鎮(zhèn)地表徑流。其中,農(nóng)業(yè)污染源對(duì)TN和氨氮貢獻(xiàn)較大,分別為75.26%和59.42%;工業(yè)污染源與F-密切相關(guān),貢獻(xiàn)率為71.87%;生活污水對(duì)COD和氨氮貢獻(xiàn)較大,分別為41.2%和34.33%;城鎮(zhèn)地表徑流主要與TOC和COD有關(guān),貢獻(xiàn)率分別為75.19%和 56.8%。通過(guò)PCA識(shí)別和PMF模型解析,合溪南澗的主要污染源為城鎮(zhèn)污水污染源、工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源和糞肥污水;合溪北澗主要污染源為生活污水污染、地表徑流、農(nóng)業(yè)污染。楊梅澗主要污染源為城鎮(zhèn)生活污水、交通污染、農(nóng)業(yè)污染和地表徑流。從PCA方法得到的共同度以及PMF模型的擬合情況來(lái)看,污染源解析的效果較好。本研究結(jié)果為合溪水庫(kù)流域水體的可持續(xù)利用、管理與保護(hù)提供了理論依據(jù)和技術(shù)支持,對(duì)水體的污染防治和風(fēng)險(xiǎn)管理具有一定的指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X52

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