数学建模大赛 - 图文

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多环芳烃总量的80％以上。所检测点位中多环芳烃总量为0．7029----5．219 mg／Kg，受污染最轻的是西半湖的湖心，受污染最重的是南淝河入湖区。南淝河断面监测到的PAHs总量是30．6lmg／Kg，可见南淝河受到较严重的污染，这反映了南淝河周边的冶金、化工、焦化、航运及大量的城市生活污水对其水体质量的影响，而南淝河水体的质量直接影响着巢湖的环境质量。

5.巢湖西半湖沉积物受到一定程度的PAHs的污染，在几条主要河流的入湖区，能够检测到明显的多环芳烃的存在，湖区的污染与主要入湖河流的污染有关。南淝河断面与入湖区的监测结果比较：其污染物组成相似，但随着环数增多，分子量增大，入湖区的比例降低，这与PAHs的水溶性和迁移规律有关，分子量越小，水溶性大，越容易迁移。

6.巢湖西半湖受到石油输入和煤、石油、木材及有机高分子化合物的不完全燃烧，即热解成因的复合PAHs污染，其中以高温裂解为主。

三、巢湖水系的富营养化分析

（一）布点与特征污染物的监测方法

1.采样布点根据巢湖西半湖的形态特点，选用5个国控断面作为调查采样点，点位为：南淝河人湖区、十五里河人湖区、塘西、派河人湖区和西半湖湖心。

2.特征污染物 根据湖库富营养化的特点，确定高锰酸盐指数、总氮和总磷作为主要分析指标。

3.监测分析方法及频次水样用试剂固定后带回实验室测定。分析方法参照文献『11。从1994年1月到2003年12月连续10年，各点每月监测1次，取各年均值进行分析。

（二）特征污染物的监测结果及变化情况

1.高锰酸盐指数富营养化水体中强烈的光合作用产生大量的有机体，使水体的化学需氧量明显增高，所以高锰酸盐指数是反映水质的重要指标。由表1可知：近10年来，巢湖西半湖各国控断面的高锰酸盐指数均有明显的变化，主要在4_40～10．0 ml／L，5个断面高锰酸盐指数大体上都成抛物线形分布，其中南淝河人湖区和十五里河人湖区断面1997年达到最大值， 只满足地表水V类水体标准要求；1997年以后，下降趋势明显；塘西、西半湖湖心和派河人湖区3个断面2000年达到最大值，达到地表水Ⅳ类水体标准；2000年以后有所下降。

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2.总氨水体中氮过量存在易使藻类大量繁殖、富集，引起水体发臭，水中的溶解氧被大量消耗，造成鱼、虾等水生生物大量死亡。所以控制水体中总氮的含量是保护水质的必要措施。由表2可以看出，巢湖西半湖总氮污染严重，国控断面中南淝河人湖区、十五里河人湖区和塘西3个断面10年的均值全都超过地表水V类水体标准；以1997年超过最多，分别达到2～3倍。西半湖湖心和派河人湖区断面总氮的含量相对小一些，但除了3个年次小于地表水V类水体标准以外，其他均超过地表水V类水体标准值；只是超标值都在1倍以内。

3.总磷对太湖、滇池等水体的研究结果表明，营养负荷量增加是湖泊富营养化的主要原因，同时研究结果认为营养物质“磷”是湖泊富营养化的限制因子，因而，磷的控制已成为我国当前湖泊富营养化治理的首选措施之一。表3表明：巢湖西半湖总磷污染较为严重。1999年以前，5个国控断面的年均值全都超过地表水V类水体标准限值，从1999年以后，除南淝河人湖区外，其他4个断面总磷的含量有所下降，但也还是V类水体。尤其需要注意的是，2003年各断面总磷污染明显加重。

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（三）富营养化变化趋势

在适宜的光照、温度、DH值和具备营养物质的条件下，天然水体中藻类进行光合作用，合本身的原生质 ，其总反应式为：106C02+16NO3-+HP04-+122H20+18H++能源+微量元索—+Cl06H捣OlloNl6P+13802由反应式可见：氮、磷是藻类生长的主要营养元素。而由表2、3可以看出：巢湖西半湖水体中氮、磷含量丰富。在夏、秋高温季节，铜绿囊藻得到充足的能量后，大量繁殖，形成蓝藻“水华”，从而导致水质明显恶化，影响了供水、渔业、娱乐等多种功能。通过巢湖西半湖1994～2003年的高锰酸盐指数、总氮和总磷的统计数据与地表水环境质量标准限值(表4)及水体营养类型评价标准(表5)的对比可以得出：近10年来，巢湖西半湖污染严重，一直属于劣V类水体，处于重度富营养化状态，1999年巢湖流域工业污染源达标排放后，富营养化程度有一定的改善。但2003年各断面的总磷、总氮含量都显著增大，水质进一步恶化，富营养化程度再次加重。因而，加强巢湖西半湖的综合治理已刻不容缓。

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1.调查方法

根据巢湖东半湖的自然形态及生态特点设采样点(如图1)，巢湖闸(闸中部距闸1 m处)、龟山(湖心处)、忠庙(湖心处)自东向西设3个采样点。2007年1～12月，每月中旬采样1次，用有机玻璃采水器和13号、25号浮游生物网，每站点采样6瓶，每瓶1 L，分别用于浮游生物的活体观察、叶绿素a的测定、浮游植物和浮游动物的定性和定量分析，并对水质总氮和总磷进行实验室测定。

2.巢湖水质现状评价在水库富营养化的预测和评价中，其评价参数及指标主要包括水质的营养指标与水生生物结构组成的生物指标2大类。 (四)营养状况指标法

湖泊富营养化的水质营养指标主要指总氮、总磷2项指标。对巢湖东半湖3个采样点进行总氮、总磷的测定全年平均值作为该采样点的平均值，3个采样点的平均值作为东半湖的总氮、总磷的平均浓度，监测评价结果见表1。

表1 2007年巢湖东半湖主要营养元素监测结果评

根据湖水中总氮、总磷的含量计算出综合营养状态指数。可以看出，巢湖闸和忠庙处于中度富营养化状态，龟山处于轻度营养化状态，整个东半湖区处于轻度营养化状态。与2006年中国环境状况公报中东半湖区总氮、总磷的含量相比，总氮比2006年下降了9．48％ ，总磷上升了4．24％(国家环保局，2007)。由于磷的浓度上升，蓝藻随时有大面积爆发的可能性。近年来在春夏之交都出现了藻类爆发的现象。

1.生物多样性的评价

(1)浮游植物

浮游植物多样性评价从巢湖东半湖的3个采样点采集水样，并分析了浮游植物的群落结构。

结果表明，巢湖东半湖有藻类207种，其中绿藻门73种、蓝藻门各58种、硅藻门39种、裸藻门16种、黄藻门9种、金藻门6种、隐藻门4种、甲藻门2种。藻类平均密度5．46 X 10 个／m 。

详见表2。表2 2007年巢湖东半湖的浮游植物种类及数量分布。

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