校园水环境质量评价指标体系的构建及实证研究

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(山东科技大学 矿业工程国家级实验教学示范中心，山东 青岛 266590)

随着我国高等教育的发展与普及，绿色生态校园理念受到广泛关注并在高校逐步推广实施。但是伴随着高校师生人数的不断增长和社会周围环境不断恶化，作为绿色生态校园建设的一个重要组成部分——校园水环境质量问题日益得到人们的关注[1-2]。因此保障校园水环境安全，符合绿色校园建设标准，是高校创建绿色生态校园亟待解决的问题。为实现校园水环境的良好生态，对校园水环境进行科学、合理的评价就显得尤为重要。

国内专家学者对校园水环境进行了一定的研究。仲倩[3]针对泰山医学院的校园地表水环境质量评价问题，测定校园地表水的CODcr、BOD、DO等水质指标，构建层次结构模型，判断水质；李晖[4]以广西师范大学为例，对学生宿舍和食堂生活污水进行水质监测，发现氨氮、总磷等五项指标存在超标，通过分析污染原因，提出加强污水处理系统和中水利用系统建设的建议；雷玉新等[5]以三峡大学的校内河道为研究对象，利用综合水质标识指数法确定水质类型，利用对应分析法得到对水体整体污染程度影响最大的污染因子，又加入对其水质时空变化规律的研究，为学校水环境治理研究提供基础依据和参考；姚彩云等[6]构建了基于多因子综合评价法的生态校园评价体系，从环境质量、污染排放、资源配置与利用等五个方面对三所学校进行生态化水平的评价和比较；姜新佩等[7]运用模糊层次综合评判法构建高等学校生态校园评价指标体系，运用层次分析法结合专家经验确定指标体系的权重，结合模糊评判法进行最终的评价定级; Nahid Khalifa等[8]分析了美国沙迦大学瓶装水消费趋势和塑料瓶循环利用情况，并给出一定建议以保护校园水生态。这些方法也为生态校园综合评价提供依据。

目前国内外关于校园水环境质量评价的研究仍处于探索阶段，构建评价体系还不够完善。对校园水环境质量评价对象的选取不够全面，有些只是对校园水环境采用几个简单的指标就对所有类型的水进行评价，忽略了特殊性，使评价不具备全面性；评价等级划分不详尽，只是简单地与国家或地方标准对比，得到合格与不合格的二元结果。本文充分考虑多方面指标、构建较为完善的评价体系，运用层次分析法确定体系中每一项指标的权重，运用专家打分法建立五级等级表，得出校园水环境质量等级。

1 校园水环境质量评价指标体系构建

1.1 校园水环境分类

校园水环境作为与校园师生生活联系极为密切的自然资源，应当成为生态校园建设的重点。校园水环境质量指标体系是一种监测、评估和管理水环境系统的有效方法和工具[9]，它由一系列有层次结构的指标构成，用来表征水环境系统复杂的成分、结构和功能及其之间的联系。本文的水环境质量评价围绕校园给水和校园排水两个方面展开。校园给水包括饮用水、生活用水和景观用水三部分，校园排水包括生活污水和实验室污(废)水两部分。

1.2 校园水环境质量指标选取

根据国家和地方的相关法律与规定，对五类水质量选取若干评价指标，构建起校园水环境质量指标体系，如表1。

表1 校园水环境质量指标体系

1.3 构建校园水环境质量评价体系

本文主要运用层次分析法算出各指标的相对权重，运用专家打分法划定分值，实现不同量纲的统一，后依据计算公式和判定表得出校园水环境的质量水平。

为使任意两个风险关于某一准则的相对重要程度得到定量描述，采取九级标度法。假设i元素与j元素的比较结果在判断矩阵中为αij。采用方根法计算相对权重，将各层判断矩阵的行向量求几何平均后归一化，可近似作为权重。即：

表2 校园水环境质量指标体系及其权重参数表

本文采用打分制的方法，查阅相关的国家标准，为了数据的单位一致，我们把指标值的范围进行平均区间划分，采用五级打分制，给每一个取值范围一个分值，分值越高代表水环境质量越好，具体的打分方式如表3。

综合评价值的计算公式为

(1)

式中：I为综合评价值；Pi为无量纲化指标值；Qi为各评价指标的权重值。

根据(1)式计算出校园水环境质量的综合评价值，对照校园水环境质量判定表，得出相应的结论。

2 校园水环境质量评价

为对上述校园水质量评价指标体系进行验证与应用，以山东科技大学为例进行。

2.1 校园水环境指标监测

山东科技大学是山东省规模较大的一所本科院校，占地面积2 821亩，在校生4万余人，日常水消耗量大，且学校给排水系统、雨水收集系统、景观用水系统比较完善，节水器具与措施都在积极使用，各项用水数据在校园水管理部分都有备案，是一个比较完整的水环境场所，以山东科技大学为例，进行校园水生态环境评价是可行的。

依照评价体系，对校区内水环境系统进行监测与评价，得到表5。

表3 检测项目标准限值

表4 校园水环境质量判定表

2.2 校园水环境质量评价与分析

(1)根据校园水环境质量综合评价，可求出综合评价值

I=5×9.72%+4×9.45%+5×4.59%+5×1.89%+5×1.35%+3×7.5%+4×3.75%+3×3.75%+4×5.12%+2×2.08%+3×0.8%+1×21.75%+4×10.875%+4×5.25%+3×7.125%+3×2.625%+2×1.375%+2×1.375%=1.2555+0.4875+0.2704+0.85875+0.3475=3.21965

参照判定表可得出山东科技大学的校园水环境质量为Ⅱ类，水质总体情况为“好”。

(2)校园给水系统中饮用水整体水质质量评价最高，这是由于校园的自来水水源来自引黄济青的水，但水质质量波动较大，因此学校给水系统设置两条不同的管网，推行分质供水：一条输送二次处理的饮用水，供全校师生饮用；另一条输送自来水，用于洗浴和食堂清洗等。这样“高质高用、低质低用”的用水原则，最大程度保证校园供水安全、卫生健康。校园景观水系统作为改善校园生态环境的重要组成部分，保证其水环境质量同样重要。目前，山东科技大学景观水系统由两个人工景观湖泊、墨水河及雨水收集池等构成，水域面积达5 000 m2。该景观水系统将雨水收集与景观水体建设、绿化灌溉有机结合，实现校园水生态循环。但从景观水质量监测分析中看出，化学需氧量、色度指标偏低，因此要提高水体的流动性，而且要加大在景观水体沿岸和水体中水生生态系统的构建，提高景观水整体质量。从校园实验室废水排水监测结果看，实验室废水处理也有待提高，因此要加强对实验室管理，使用污(废)水处理装置，做到达标后排放，从而保证校园水环境系统安全。

(3)建立一个经济适用的生态型排水系统。要建设生态校园，提高水资源利用率，需要改变现有的校园排水系统，建设双系统模式。从表6监测数据分析可以看出，生活污水水质整体还不错，但如果直接外排至市政污水管网，没有中水回用就会造成水资源极大的浪费。为此，一个子系统可以将生活废水中的洗浴排水、食堂排水输送至中水处理设施作为中水水源，实现水的回收利用；另一个子系统将粪便污水经化粪池外排至市政污水管网，或者循环利用改造化粪池为沼气池等。

表5 校园水环境检测值与对应评价分值表

3 结语

本研究依据校园水环境给水与排水系统构建了校园水质量评价指标体系，该体系基本涵盖校园水环境中不同类型的水体。在校园水环境质量评价过程中，运用层次分析法和打分制方法，将主观判定和理性约束相融合，使评价结果更加科学、更贴切实际。以山东科技大学为例对该校园水环境质量进行评价，评价结果可以看出校园水环境质量整体为“好”，但要构建生态校园，保障校园水生态安全，校园水环境系统中给水系统和排水系统都还有待于进一步提高。