天津海域环境质量主控因子判别研究*

于 航张光玉彭士涛

(1.天津大学环境工程与科学系，天津 300072;2.交通部天津水运工程科学研究所，天津 300456)

天津海域环境质量主控因子判别研究*

于 航1，2张光玉2彭士涛2

(1.天津大学环境工程与科学系，天津 300072;2.交通部天津水运工程科学研究所，天津 300456)

增量趋势法是一种判别区域环境质量主控因子的常用方法。通过对增量趋势法的模型进行修订，并以天津海域的环境状况为例，对其2007年的环境质量主控因子进行了排序，提出目前天津海域的环境质量主控因子主要是无机氮和石油类物质，污染治理也应针对这两类物质进行，最后对新模型在实际应用中的意义进行了说明，为保证天津海域环境的可持续发展提供了实际依据。

主控因子;天津海域;增量趋势

为有效缓解天津海域环境压力，就必须对天津海域的污染物质进行系统分析。由于天津海域功能分区较为复杂［1］，污染物质较多，对环境的影响又各不相同，所以要确定出目前状况下对环境压力较大的主控因子;而且在贯彻IS14000的过程中，也涉及到环境质量主控因子的判别。通过研究掌握影响天津海域环境质量的关键因子，不但可得出客观的评价结果，而且还可以指导环境监测和治理工作［2］，增加海域环境治理工作的有效性，具有很强的应用价值。所以对于天津海域环境质量主控因子的判别具有很强的学术意义和现实意义。

1 主要判别方法分析

目前对于海洋环境质量的评价方法已经有大量的研究［3－5］，对于环境质量主控因子的判别方法也有了一定的认识，归纳起来大致可分别四类:

1.1 主观认定法

主要依赖分析者的主观认识，这类方法大都是通过经验或人为确定指标相对权重，虽然分析结果能够反应人为意愿和使得评价结果具有一定任意性，但没有具体分析方法作为支撑，结果准确程度不高。

1.2 直接寻找法

主要方法有两两比较法、层次分析法、主因素分析等。相比主观认定法，直接寻找关键因子的方法显得比较科学合理，也有一定的程序，但这些方法涉及较繁琐的数学演算，有些方法所用参数的物理意义也不易为常人理解，并掺入了一定的主观标准，可操作性不高。

1.3 间接推断法

间接推断法是较为常用的单因子分析方法，主要是通过分析污染因子的污染超标量倒数，间接反推主要因子，该方法考虑了污染因子的现状与标准值之间的差距，具有一定的科学性，但是没有考虑各类污染物的变化趋势，因此缺少说服力。

1.4 增量趋势法

此种方法判别主控因子，主要考虑各类因子的变化情况以及污染程度，通过分析污染变化程度与当前污染超标程度来判断各因子的重要性，并列出了四种不同情况，分别是治理环境污染时的关键因子、现实污染因子、潜在的关键因子以及非污染因子，具体计算方法杨士建［6］等人已经在相关研究中说明这种方法不仅考虑了环境背景与现状，还考虑了污染物的变化情形，计算结果能够反应各因子的变化趋势，准确程度较高。但是在分析较大范围区域时，具有一定的局限性，操作性不强。

2 天津海域环境质量主控因子筛选方法修订

由于在一般筛选环境质量主控因子的过程中，往往只考虑到污染物的现状水平，考虑其变化趋势的因素较少，不能反映污染物的变化水平，或因为样本信息有限，结论可靠性不高［7］。所以本文在判别天津海域的环境质量主控因子时重点考虑污染物的变化趋势，采用增量趋势法进行判别。但由于天津海域范围较大，一般的增量趋势法只适合性质较为单一的区域，并不适用于天津海域，所以要对该方法进行修订。

(1)对于整体天津海域来讲，由于其范围较大，水质标准也不同，一般的增量趋势法是将研究区域作为整体进行分析，没有考虑区域内部污染物状况的差别，不适用于大范围、污染物浓度差别较大的区域，而天津海域水质功能分区较多，所以要根据不同的功能区标准值分别对分区的关键因子进行判别，将各分区的结果以图表的形式记录下来并进行汇总。

(2)由于天津海域是分区域进行计算，得出的结果也较多，所以在增量趋势法中增加四种状态的权重，根据专家咨询的结果，按四种状态的关键程度将权重确定为0.4、0.3、0.2、0.1，每个区域的某种污染物重要性打分为该污染物对应的状态权重，通过将各区域的打分相加得出整体天津海域中某种污染物的得分。

(3)将多种污染物的得分进行综合排序，得出整体天津海域污染物的重要性顺序，选取得分较高的作为环境质量主控因子。

这种修订方法弥补了传统增量趋势法的缺陷，在考虑污染物动态变化的同时，又可分析天津海域这类较大区域的环境质量主控因子;另外根据污染的严重程度确定权重，避免了在确定权重过程中主观因素对判别过程的影响，结果也更为科学。

3 实例分析

利用修订的增量趋势法对2007年天津海域进行环境质量主控因子的判别，步骤与结果如下。

(1)按照环境功能分区的要求对天津海域进行划分，以天津近岸海域水质监测的数据位基础，将同一功能区的监测结果进行加和平均，作为分析依据。

(2)计算各分区的主控因子，通过打分排序确定海域的环境质量主控因子。

天津海域水质监测点位分布如图1所示。

2006、2007年对COD、无机氮、活性磷酸盐及石油类监测结果如图1—图4所示，数据来源于天津市环保局。

(3)根据2006年与2007年天津海域主要污染物变化情况，可得出各海区环境质量主控因子，其中:

一类海区:COD:yi1=62.33，yi2=－0.24，状态为(1.2)，现实污染因子;无机氮:yi1=45.67，yi2=－0.30，状态为(1.2)，现实污染因子;活性磷酸盐:yi1=－0.23，yi2=－0.30，状态为(2.2)，非污染因子;石油类:yi1=2.00，yi2=4.00，状态为(1.1)，关键污染因子二类海区:COD:yi1=－0.45，yi2=－0.03，状态为(2.2)，非污染因子;无机氮:yi1=2.67，yi2=0.33，状态为(1.1)，关键污染因子;活性磷酸盐:yi1=0.50，yi2=－0.25，状态为(1.2)，现实污染因子;石油类:yi1=－0.30;yi2=－0.08，状态为(2.2)，非污染因子

三类海区:COD:yi1=－0.60，yi2=0.28，状态为(2.1)，潜在关键因子;无机氮:yi1=1.50，yi2=1.50，状态为(1.1)，关键污染因子;活性磷酸盐:yi1=－0.52，yi2=0.61，状态为(2.1)，潜在关键因子;石油类:yi1=－0.85，yi2=－1.37，状态为(2.1)，潜在关键因子

四类海区:COD:yi1=0.00，yi2=1.00，状态为(2.1)，潜在关键因子;无机氮:yi1=6.60，yi2=2.80，状态为(1.1)，关键污染因子;活性磷酸盐:yi1=－0.80，yi2=－0.68，状态为(2.2)，非污染因子;石油类:yi1=－0.38，yi2=4.17，状态为(2.1)，潜在关键因子

(4)按照各种污染物的得分进行排序，得出2007年整体天津海域的环境质量主控因子排序如下:

表1 天津海域环境质量主控因子排序

利用修订的增量趋势法可分析天津海域这类大区域环境主控因子，而传统的单因子分析方法仅能对小区域进行分析，所以修订的方法扩大了传统方法的应用范围。

4 结论

(1)根据环境质量主控因子分析可以看出，目前天津海域主要污染物中还是以无机氮污染最为严重，其次是石油类物质。无机氮污染一直是天津海域的主要环境问题，同时无机氮的污染问题也同样是天津湿地的主要环境问题［8］。而石油类物质作为港口地区的主要污染物，也能反映出整体天津海域的污染水平［9］。可见修订的增量趋势法准确程度较高，在现实中具有可操作性。

(2)修订的增量趋势法弥补了传统方法的缺陷，可对大区域的环境质量主控因子进行筛选，提高了计算的可靠性和科学性，对在评价大区域的环境状况时具有较高的实用价值。

(3)天津海域依托海洋的区位优势和资源优势，使海洋经济成为天津国民经济发展新的增长点。这就要求在开发过程中注重对海洋资源的保护，认清关键污染问题，合理配置水资源［10］。而利用修订的增量趋势法能够较好的反应海域的污染现状和发展趋势，所以该方法在海洋环境保护中将会发挥越来越重要的作用。

(4)由于数据限制，本文只对天津海域四种典型的污染物进行了排序，分析结果能够反应天津海域的基本特点，但是对于其他一些污染物质还没有进行分析，相信随着其他数据资料的补充，计算结果能够更全面的反应天津海域的污染状况。

(编辑:于杰)

［1］李瑾，侯学曾.天津海洋功能区划与实践［J］.综合管理.1993，(3):62－66.

［2］王顺久，张欣莉，丁晶等.环境质量评价中关键因子识别的方法研究［J］.中国环境监测.2002，18(5):43－47.

［3］马媛，魏巍，夏华永等.珠江口伶仃洋海域营养盐的历史变化及影响因素研究［J］.海洋学报.2009，31(2):69－77.

［4］孟伟，万峻，雷坤.渤海湾潮间带湿地物质交换功能的历史比较［J］.海洋通报.2009，28(5):7－12.

［5］苏伟.广西近海环境与经济可持续发展水平及协调性分析［J］.海洋环境科学.2007，26(6):591－593.

AbstractIncremental tendency method is used to discriminate master factors of regional environmental quality.In this paper，incremental tendency method has been revised.Taken Tianjin sea area as an example，the collation of environmental quality master factors in 2006 has been listed.It shows that environmental quality master factors of Tianjin sea area are mainly inorganic nitrogen and petroleum substances，and pollution management should also aim at these types of substances.Finally the significance of new model in application has been explained.It provided practical basis for sustainable development of Tianjin sea area.

Key wordsmaster factor;Tianjin sea area;incremental tendency

Research on Discriminating Environmental Quality Master Factors of Tianjin Sea Area

YU Hang1，2ZHANG Guang-yu2PENG Shi-tao2
(1.Department of Environmental Science and Engineering of Tianjin University，Tianjin 300072，China; 2.Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering，Tianjin 300456，China)

X322

C

1002－2104(2010)05专－0151－03

2010-06-20

于航，博士，主要研究方向为海洋环境。

*国家自然科学基金“水环境污染控制的价值总量管理机制研究”(项目批准号:70773048);海洋公益性行业可研专项项目“渤海湾区域综合承载力预测评估及集成示范研究”(项目批准号:200805080)。