國外湖泊營養(yǎng)物基準(zhǔn)向標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化方法對我國的啟示

紀(jì)丹鳳，蘇婧，席北斗，霍守亮，陳艷卿，王月

1.中國環(huán)境科學(xué)研究院水環(huán)境系統(tǒng)工程研究室，北京 100012

2.北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院，北京 100875

國外湖泊營養(yǎng)物基準(zhǔn)向標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化方法對我國的啟示

紀(jì)丹鳳1，2，蘇婧1*，席北斗1，霍守亮1，陳艷卿1，王月1

1.中國環(huán)境科學(xué)研究院水環(huán)境系統(tǒng)工程研究室，北京 100012

2.北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院，北京 100875

由于我國現(xiàn)行水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)的制定缺乏基于營養(yǎng)物基準(zhǔn)的研究，急需通過借鑒國外經(jīng)驗，建立適宜我國社會經(jīng)濟現(xiàn)狀的營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)體系。介紹了美國和其他發(fā)達國家的營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)體系，回顧了美國國家環(huán)境保護局(US EPA)及各州采用的不同營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)的制定程序和技術(shù)方法，重點分析國外營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的選取和確定標(biāo)準(zhǔn)值的方法。從湖泊營養(yǎng)物基準(zhǔn)入手，探討制定我國湖泊營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)的方法及技術(shù)。

湖泊營養(yǎng)物基準(zhǔn);標(biāo)準(zhǔn);結(jié)構(gòu)方程模型;專家系統(tǒng)

1 國內(nèi)外湖泊營養(yǎng)物基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)研究現(xiàn)狀

近年來，湖泊富營養(yǎng)化已成為中國最為突出的環(huán)境問題之一［1］。而我國對湖泊營養(yǎng)物基準(zhǔn)的相關(guān)研究剛剛起步，現(xiàn)行水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)缺乏基于營養(yǎng)物基準(zhǔn)的營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)體系，因此，從湖泊營養(yǎng)物基準(zhǔn)入手，制定切實可行的湖泊營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)頗為迫切，防治湖泊富營養(yǎng)化已成為我國湖泊水環(huán)境污染控制與管理的主要問題。

湖泊營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)是水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的一部分。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是以水質(zhì)基準(zhǔn)為依據(jù)，在考慮自然條件以及國家或地區(qū)的社會、經(jīng)濟、技術(shù)等條件的基礎(chǔ)上，經(jīng)過一定綜合分析后制定的，由國家有關(guān)管理部門或機關(guān)頒布，一般具有法律強制性;而水質(zhì)基準(zhǔn)是指環(huán)境中污染物對特定對象(人或其他生物)不產(chǎn)生不良或有害影響的最大劑量(無作用劑量)或濃度［2］，不具有法律效力，但其是制定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)依據(jù)。

美國是較早開始研究水質(zhì)基準(zhǔn)的國家，其關(guān)于區(qū)域性營養(yǎng)物基準(zhǔn)的制定工作開始于1998年，至今已頒布了14個生態(tài)區(qū)河流、湖泊的營養(yǎng)物水質(zhì)基準(zhǔn)，并先后完成了湖泊水庫(2000年4月)、河流(2006年7月)、河口海岸(2001年10月)和濕地(2006年12月，草案)的營養(yǎng)物基準(zhǔn)技術(shù)指南［3］。歐盟等國家和地區(qū)根據(jù)不同使用功能將水體劃分為不同類型，分別制定相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)［4］。日本的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要是《水污染防治法》和《湖泊水質(zhì)保全特別措施法》［5］。

我國對水質(zhì)基準(zhǔn)的研究起步較晚，早期主要是對國外資料的收集和整理。近年來對美國及其他一些地區(qū)和國家保護水生生物水質(zhì)基準(zhǔn)的制定方法和數(shù)據(jù)進行了概括［6-7］，如周忻等［8］研究了美國 2000年發(fā)布的方法學(xué)［9］。目前，越來越多的研究者開始致力于我國富營養(yǎng)化基準(zhǔn)的研究，如張彤等［10-12］參照美國國家環(huán)境保護局(US EPA)推薦的《推導(dǎo)保護水生生物及其用途的國家水質(zhì)基準(zhǔn)的技術(shù)指南》，根據(jù)我國水生生物區(qū)系特點和相關(guān)試驗，推導(dǎo)了一些物質(zhì)的水生態(tài)基準(zhǔn);一些學(xué)者［13-20］根據(jù) US EPA的方法分別獲得了我國不同營養(yǎng)物基準(zhǔn)的連續(xù)濃度，并分別研究了河口、湖泊、海岸、水庫的營養(yǎng)物基準(zhǔn)的制定方法、指標(biāo)體系及參照狀態(tài)的建立方法。但是國內(nèi)關(guān)于湖泊營養(yǎng)物基準(zhǔn)的研究仍然比較零散，至今還沒有由國家主管部門頒布的湖泊富營養(yǎng)物基準(zhǔn)規(guī)范，也沒有在水環(huán)境基準(zhǔn)的基礎(chǔ)上形成的水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系。筆者從湖泊營養(yǎng)物基準(zhǔn)入手，探討制定我國湖泊營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)的方法，以期為現(xiàn)階段我國營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)體系的制定提供技術(shù)參考。

2 美國營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)制定方法

水質(zhì)基準(zhǔn)是水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是在水質(zhì)基準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，綜合考慮社會、環(huán)境、經(jīng)濟等因素后制定的，區(qū)域內(nèi)技術(shù)經(jīng)濟可行的，具有法律效力的水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值。以美國為例，US EPA將美國全國分為14個生態(tài)分區(qū)，分別給出由US EPA制定的營養(yǎng)物基準(zhǔn)。各州在US EPA發(fā)布的水質(zhì)基準(zhǔn)基礎(chǔ)上，結(jié)合其自然、經(jīng)濟、社會、技術(shù)等條件，經(jīng)過綜合分析，制定對于不同指定用途水體的具有法律效力的營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)。美國的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)體系包括反降級政策、指定用途、基準(zhǔn)值三部分?；鶞?zhǔn)向標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化有兩個關(guān)鍵問題:1)水體的用途是不能被直接測量的，需要用一個可度量的標(biāo)準(zhǔn)來代表某種用途，當(dāng)水質(zhì)達到這一標(biāo)準(zhǔn)，就說明其可以滿足該用途;2)標(biāo)準(zhǔn)的制定需要在水質(zhì)最優(yōu)、污染物排放最小和污染治理費用最小三者之間權(quán)衡利弊。目前對于水質(zhì)基準(zhǔn)如何向水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化，并沒有標(biāo)準(zhǔn)化的方法。

截至2008年，美國《各州采納的數(shù)字化營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)》發(fā)布針對湖泊水庫的營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)，美國50個州中，19個州有一項或以上的數(shù)字性標(biāo)準(zhǔn)［21］。US EPA及各州制定營養(yǎng)物基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)的方法主要有以下幾種。

2.1 US EPA基于參照水體制定營養(yǎng)物基準(zhǔn)

參照狀態(tài)是指未受損的、原始狀態(tài)的或者受影響較小的水體狀態(tài)。US EPA按照相似的地理、土壤、水文、氣候、植物和野生動物環(huán)境把美國全國劃分為14個生態(tài)分區(qū)，基于每個生態(tài)分區(qū)內(nèi)的湖泊和水庫的參照狀態(tài)制定營養(yǎng)物基準(zhǔn)。US EPA認為，可以用參照狀態(tài)來設(shè)定給定的生態(tài)分區(qū)的湖泊、水庫保持達到天然狀態(tài)或者可達到的上界［7，22］。

US EPA期望水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)能同時反映水體富營養(yǎng)化的原因和反應(yīng)變量狀況，推薦采用總氮(TN)濃度、總磷(TP)濃度、葉綠素 a(Chl-a)濃度和透明度(SD)四個指標(biāo)。通過每個生態(tài)分區(qū)內(nèi)所有湖泊和水庫各季節(jié)的頻率分布，對四個指標(biāo)分別進行排序，選取其營養(yǎng)物變量頻數(shù)分布的25%，作為基準(zhǔn)值［23］。US EPA認為，采用該參照狀態(tài)法制定的基準(zhǔn)值可以保護水體的指定用途，并給管理者一定的靈活性。該標(biāo)準(zhǔn)值不是直接與指定用途相聯(lián)系的，因為它沒有解釋基準(zhǔn)指標(biāo)和基準(zhǔn)值指定的理由［24］。

2.2 明尼蘇達州營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)的制定方法

受US EPA生態(tài)分區(qū)參照水體狀態(tài)的影響，明尼蘇達州將州內(nèi)湖泊和水庫按照生態(tài)分區(qū)和參照狀態(tài)分類，此外還在各分類之下按照指定用途、深度、湖泊/水庫進行二級分類。由于湖泊和水庫有著多種用途，選擇最敏感的用途作為受保護的指定用途。如果最敏感的用途控制得當(dāng)，則其余的用途也就得到了保護。

明尼蘇達州采用三項指標(biāo)(TP濃度、Chl-a濃度、SD)作為標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)。因為該州內(nèi)湖泊受磷的限制，所以未對TN濃度做出約束。同時該州內(nèi)Chl-a濃度和SD這兩個反應(yīng)變量與TP濃度的變化關(guān)系高度相關(guān)［24］。

明尼蘇達州的營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)制定方法經(jīng)多年研究，考慮了明尼蘇達州湖泊的營養(yǎng)狀態(tài)。然而其選擇的指標(biāo)，雖然旨在保護指定用途，但是并沒有明確地與特定的指定用途相關(guān)聯(lián)。

2.3 弗吉尼亞州營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)制定方法

浮游植物是弗吉尼亞州自然湖泊和絕大部分水庫的主導(dǎo)初級生產(chǎn)者，所以該州采用葉綠素a濃度作為確定營養(yǎng)物基準(zhǔn)的基礎(chǔ)。該州制定并公布了地方和全球湖泊的漁場生產(chǎn)力和初級生產(chǎn)力與磷濃度之間的經(jīng)驗關(guān)系。初級生產(chǎn)力與漁場生產(chǎn)力之間高度正相關(guān)，TP濃度與漁場生產(chǎn)力之間的相關(guān)性強度類似。根據(jù)文獻、湖泊資料和了解這些湖泊的研究者的專業(yè)判斷，確定了詳細而精確的湖泊營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)［24］。

弗吉尼亞州的營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)制定方法參考了大量的水質(zhì)和水生態(tài)數(shù)據(jù)，充分利用了專家判斷系統(tǒng)，找到最能影響湖泊營養(yǎng)狀態(tài)的因素及富營養(yǎng)化控制的關(guān)鍵指標(biāo)。然而該州選擇的指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)值的確定沒有與指定用途相聯(lián)系。

2.4 亞利桑那州營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)“變換量”方法

亞利桑那州采用變換量的方法，將敘述性營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)變成數(shù)字性標(biāo)準(zhǔn)［23］。通過分類與回歸樹(classification and regression tree)算法模型，將該州的湖泊和水庫分類成組，采用證據(jù)權(quán)重(weight of evidence)法對監(jiān)測數(shù)據(jù)和由文獻、該州營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)以及數(shù)據(jù)庫分析提供的目標(biāo)進行對比。

通過這種方法，亞利桑那州選擇了Chl-a濃度作為首要標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)。其次考慮SD、TP濃度、TN濃度和凱氏氮濃度。次級營養(yǎng)物指標(biāo)的制定以其與Chl-a濃度之間的相關(guān)性而定。

2.5 北卡羅萊納州專家小組制定營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)方法

Kenney［24］認為，生態(tài)分區(qū)湖泊參照狀態(tài)和專家組判斷的方法不能將湖泊營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)值與水體功能相聯(lián)系，提出通過專家系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)方程模型(SEM)結(jié)合的方法來篩選最能顯示水體達到指定用途可能性的營養(yǎng)物指標(biāo)，并判斷標(biāo)準(zhǔn)值的水體達到指定用途的可能性。

第一步，邀請對所研究湖泊非常熟悉的專家，請專家提出所調(diào)查湖泊的最適宜用途，以及最能反映這種用途是否能達到的營養(yǎng)物指標(biāo)，給出若干組該湖泊的監(jiān)測數(shù)據(jù)，請專家分別對各組數(shù)據(jù)進行打分，判斷其能達到所選用途的可能性。第二步，建立SEM，將專家打分結(jié)果輸入模型中，確定最能反映水體能夠滿足指定用途的變量作為營養(yǎng)物指標(biāo)［25］。將現(xiàn)行營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)輸入方程，即可得到該標(biāo)準(zhǔn)值達到指定用途的可能性。

對于標(biāo)準(zhǔn)值的確定，Kenney［24］認為需要考慮水體營養(yǎng)狀態(tài)和社會經(jīng)濟之間的利弊?；谏鲜鲅芯浚瑢I養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)進行效用分析，請決策者參與判斷水環(huán)境狀態(tài)和富營養(yǎng)化控制成本之間的權(quán)衡，通過兩個模型(水質(zhì)模型和多屬性效應(yīng)分析模型)求得合適的標(biāo)準(zhǔn)值。

該方法成功地建立了營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)與水體達到指定用途的可能性之間的關(guān)系，將水體的指定用途這一難以測量的概念用指標(biāo)和數(shù)值的方式表達出來，使對于水體達到指定用途可能性的判斷有據(jù)可依。同時，也成功地建立了如何在環(huán)境效益和控制成本之間權(quán)衡的量化方法，將決策者的價值傾向包含在標(biāo)準(zhǔn)值的制定當(dāng)中。

3 國外營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)制定方法評述及對我國的借鑒意義

美國水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的核心是基于生態(tài)分區(qū)的營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)。與美國情況類似，我國幅員遼闊，不同地區(qū)地理、生態(tài)、社會、經(jīng)濟環(huán)境情況差異相當(dāng)大，由于水生生物區(qū)系的地域性，目前全國范圍內(nèi)采用統(tǒng)一的營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)不能完全反映不同地區(qū)水生生物保護的要求，容易導(dǎo)致保護不夠或過分保護。所以我國營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)制定可以借鑒US EPA的生態(tài)分區(qū)方法，將我國按照不同的地理、氣候、生態(tài)條件，分成不同的分區(qū)，對各分區(qū)制定相應(yīng)的水質(zhì)基準(zhǔn)，并借鑒美國標(biāo)準(zhǔn)體系，結(jié)合不同分區(qū)的自然、經(jīng)濟、社會、技術(shù)等條件，在基準(zhǔn)基礎(chǔ)上制定出水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。

營養(yǎng)物基準(zhǔn)向標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵是找到一個可度量的指標(biāo)來反映水體達到指定用途的情況，以及在水質(zhì)保護和經(jīng)濟發(fā)展之間做出權(quán)衡，這兩點與美國標(biāo)準(zhǔn)制定的關(guān)鍵問題是一致的，所以基準(zhǔn)向標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化的方法可以借鑒美國的方法。

US EPA與各州分別采用不同的方法制定營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)值。但富營養(yǎng)化的影響很難由幾個營養(yǎng)物指標(biāo)來說明，因為任何一個指標(biāo)在一系列的水平中，都只是作為自然系統(tǒng)的一部分。此外，在營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)和指定用途之間應(yīng)該有種直接的關(guān)系，而US EPA推薦的四項指標(biāo)的營養(yǎng)物水平?jīng)]有顯示其與指定用途的關(guān)聯(lián)。與US EPA的方法不同，美國一些州在制定營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)時，采用專家判斷的方法，考慮了指定用途。但這其中大部分的方法沒能建立標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)和指定用途之間的直接關(guān)聯(lián)。

北卡羅萊納州［24］采用SEM與專家系統(tǒng)相結(jié)合的方法，建立了營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)值與達到指定用途的可能性之間的關(guān)系。該方法是制定營養(yǎng)物基準(zhǔn)的一種值得借鑒的方法，但是用該方法制定標(biāo)準(zhǔn)值過于依靠專家和決策者的經(jīng)驗和判斷。

由于國外富營養(yǎng)化治理的研究已經(jīng)進行了很多年，其水體富營養(yǎng)化狀況較好，同時其對環(huán)境保護的投入較多，民眾的環(huán)保意識較強，因此，其水體營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)值接近參照狀態(tài)。而我國正處于經(jīng)濟高速發(fā)展階段，粗獷型的生產(chǎn)方式致使水體富營養(yǎng)化嚴重，想要恢復(fù)其較好的營養(yǎng)狀態(tài)需要經(jīng)過較長的過程?，F(xiàn)階段，需從水體的功能出發(fā)，首先考慮滿足水體功能的指定用途，建立針對不同水體用途的營養(yǎng)物分級標(biāo)準(zhǔn)，使水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與指定用途相對應(yīng)，做到既不會因欠保護而損害水體功能，又不會因過保護而帶來超出我國社會經(jīng)濟承受能力的控制成本。

綜上所述，我國營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)制定可以借鑒美國北卡羅萊納州的專家系統(tǒng)與SEM結(jié)合的方法，篩選出最能反映水體指定用途的指標(biāo)，同時基于該模型判斷水體的營養(yǎng)狀態(tài)。但由于該方法偏于主觀，在我國營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)研究中可以采用統(tǒng)計分析的方法，尋找營養(yǎng)狀態(tài)與不同水體功能之間的關(guān)系，確定不同用途下的營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)的閾值，再通過專家系統(tǒng)與SEM結(jié)合的方法去驗證該閾值達到指定用途的可能性。圖1為我國湖泊營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)的制定技術(shù)路線。

圖1 我國湖泊營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)的制定技術(shù)路線Fig.1 Research technique route of transforming nutriment criterion to standard in China

由圖1可以看出，我國湖泊營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)的制定分為四步。

(1)基于不同水體功能的分級體系。將水體按用途分為:1)自然保護區(qū);2)飲用水水源地、珍貴魚類保護區(qū)、魚蝦產(chǎn)卵場;3)一般漁業(yè)用水區(qū)、直接接觸的娛樂用水區(qū);4)非直接接觸的娛樂用水區(qū)、航運、防洪;5)農(nóng)業(yè)灌溉用水及一般景觀水域。與之對應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為Ⅰ～Ⅴ級。

通過分級體系，將水體按照不同的功能需要分為不同等級，在我國富營養(yǎng)化現(xiàn)象嚴重，環(huán)保力度有限的情況下，可以滿足從水體的功能出發(fā)，首先滿足水體功能指定用途的現(xiàn)狀。在未來湖泊富營養(yǎng)化情況得到改善之后，再進一步制定更加嚴格的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

(2)湖泊營養(yǎng)物指標(biāo)的篩選。TP濃度和TN濃度是引起湖泊富營養(yǎng)化的原因變量，建議選取TP濃度和TN濃度作為基本控制指標(biāo)。其他的控制指標(biāo)，需要針對不同用途的水體，通過專家系統(tǒng)篩選出最能影響達到指定用途的可能性的關(guān)鍵指標(biāo)。

由于不同的水體功能的限制因素不同，篩選關(guān)鍵指標(biāo)可以在現(xiàn)階段快速有效地找到控制的關(guān)鍵因子，提高水環(huán)境治理效率，節(jié)約治理成本。

(3)不同水體功能標(biāo)準(zhǔn)閾值的確定。以大量歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進行統(tǒng)計學(xué)分析，結(jié)合不同水體用途對水質(zhì)的要求，以水體用途對水質(zhì)要求為上限，確定不同用途水體功能對應(yīng)級別的閾值。

由于基準(zhǔn)向標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化采用專家判斷與SEM結(jié)合的方法，為避免過于依靠專家的主觀判斷，閾值的確定采用統(tǒng)計學(xué)、調(diào)研和試驗的方法得到，以彌補這一不足。

(4)標(biāo)準(zhǔn)建議值的確定。利用專家系統(tǒng)與SEM相結(jié)合確定不同功能湖泊的主要控制指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)值:1)將敘述性的指定用途轉(zhuǎn)變成可定量的標(biāo)準(zhǔn)，在該步驟中，選擇對所研究湖泊情況非常了解的專家和學(xué)者進行咨詢，請他們判斷所研究湖泊的營養(yǎng)狀態(tài)、湖泊的適宜用途、該用途最重要的營養(yǎng)物指標(biāo);2)給專家提供多組湖泊水質(zhì)數(shù)據(jù)(選自所研究湖泊的監(jiān)測數(shù)據(jù))，由專家對每組數(shù)據(jù)進行打分，判斷每組數(shù)據(jù)達到所選功能用途的可能性。通過SEM，建立環(huán)境參數(shù)與達到指定用途可能性之間的關(guān)系，篩選出對水體達到指定用途可能性影響最大的營養(yǎng)物指標(biāo)，得到所定閾值達到功能的可能性，給出標(biāo)準(zhǔn)建議值。

經(jīng)過該方法，可以成功地建立營養(yǎng)物指標(biāo)與達到指定用途可能性之間的關(guān)系，使水體達到用一個或幾個簡單的指標(biāo)來度量用途這一抽象概念，即營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)論

我國對于湖泊富營養(yǎng)化的研究處于起步階段，特別是在湖泊營養(yǎng)物基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)研究與實踐方面，存在著嚴重的不足。目前我國尚未制定湖泊營養(yǎng)物基準(zhǔn)，鮮有可體現(xiàn)湖泊營養(yǎng)物基準(zhǔn)的營養(yǎng)物分級標(biāo)準(zhǔn)，給我國湖泊富營養(yǎng)化問題的識別、評價、管理帶來了很大難度?，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)值制定主要參考了歐美等發(fā)達國家的營養(yǎng)物基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)。但是由于生態(tài)系統(tǒng)的地域性，國外的標(biāo)準(zhǔn)不能完全反映我國水生態(tài)環(huán)境的需要，所以如果參考其他國家的水質(zhì)基準(zhǔn)來制定我國的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，將會降低我國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性，導(dǎo)致保護不夠或過分保護的可能性。因此，在我國開展基于營養(yǎng)物基準(zhǔn)的富營養(yǎng)化控制標(biāo)準(zhǔn)研究是保護湖泊水生態(tài)系統(tǒng)、完善和健全水環(huán)境基準(zhǔn)體系的要求。

由于我國處于經(jīng)濟發(fā)展高速時期，正在從粗獷型經(jīng)濟向集約型經(jīng)濟轉(zhuǎn)變，環(huán)境污染較嚴重，所以需要一套循序漸進的、分級分功能的標(biāo)準(zhǔn)體系，在保證水體功能的基礎(chǔ)上，不對經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生重大影響，逐步控制和改善湖泊富營養(yǎng)化狀況?；诖?，建立了基于“不同水體功能的分級體系—湖泊營養(yǎng)物指標(biāo)的篩選—不同水體功能標(biāo)準(zhǔn)閾值的確定—標(biāo)準(zhǔn)建議值確定”為思路的，基于統(tǒng)計學(xué)、專家系統(tǒng)和SEM相結(jié)合的基準(zhǔn)向標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化的湖泊營養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)制定方法。通過這種方法制定的標(biāo)準(zhǔn)，可以滿足現(xiàn)階段水體功能的保護，同時使經(jīng)濟發(fā)展不會受到很大的影響。

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The Method of Transforming Lake Nutrient Criteria into Standards in Foreign Countries and the Enlightenment to China

JI Dan-feng1，2，SU Jing1，XI Bei-dou1，HUO Shou-liang1，CHEN Yan-qing1，WANG Yue1
1.Laboratory of Water Environmental Systems Engineering，Chinese Research Academy of Environmental Science，Beijing 100012，China，
2.School of Environment，Beijing Normal University，Beijing 100875，China

The set of nutrient standard of current water quality standard in China is short of research on nutrient criterion.It is badly in need of establishing nutrient standard system appropriate to China's socioeconomic situations by reference to foreign experience.The nutrient standard systems of the USA and other developed countries were introduced，and the procedure and technical methods to develop lake nutrient standards of US EPA and several states reviewed.The methods to select the nutrient variables and to determine the standard levels in foreign countries were focus.Finally，the methods and techniques of nutrient standard establishment based on nutrient criteria in China were discussed.

lake nutrient criterion;standard;structural equation modeling;expert system

X524

A

10.3969/j.issn.1674-991X.2012.03.035

1674-991X(2012)03-0229-05

2012-01-13

國家水體污染控制與治理重大專項(2009ZX07106-001);國家自然科學(xué)基金項目(71103166)

紀(jì)丹鳳(1981—)，女，博士，主要從事環(huán)境管理相關(guān)研究，danfeng_j@163.com

*責(zé)任作者:蘇婧(1981—)，女，副研究員，博士，主要從事環(huán)境管理相關(guān)研究，sujing169@163.com