廢水對淡水魚產(chǎn)量影響的研究

李雯蕊+李明

摘 要：本文以全國31個地區(qū)2004年至2012年的廢水排放量、廢水中的化學需氧量、廢水中的氨氮量和淡水魚捕撈量作為研究對象，運用多元統(tǒng)計分析方法分析四者之間的關系。首先，利用SPSS軟件分別繪出每年廢水排放量、化學需氧量、氨氮量和淡水魚捕撈量的散點圖矩陣，觀察散點圖得到4變量兩兩之間都具有正的線性相關關系；然后，對廢水排放量和淡水魚捕撈量做Pearson相關性檢驗，發(fā)現(xiàn)除2005年外，其余八年廢水排量與淡水魚捕撈量的Pearson相關系數(shù)均大于0.5，表示兩者之間相關性很強，2005年廢水量與淡水魚捕撈量中等相關；最后，利用SPSS軟件運用逐步回歸分析法分析化學需氧量和氨氮量對淡水魚產(chǎn)量的影響程度，發(fā)現(xiàn)排入水體的污水量和廢水中的氨氮含量對淡水魚產(chǎn)量的影響都比較大。

關鍵詞：廢水量；淡水魚捕撈量；多元回歸分析；SPSS

中圖分類號：S185 文獻標識碼：A

1. 引言

隨著現(xiàn)代化建設進程的不斷加速，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品和飲料行業(yè)的迅猛發(fā)展，人們的生活水平越來越高，各種大量未經(jīng)處理或處理不合格的廢水排入天然水體。據(jù)《2012年環(huán)境統(tǒng)計年報》報道，2012年全國廢水排放情況如下表1所示：

表1 2012年全國廢水排放情況表

從我國的實際情況和發(fā)展情況來看，水體污染己相當嚴重，阻礙了我國經(jīng)濟的發(fā)展，也對人民的健康帶來了巨大的隱患。本文通過采用多元統(tǒng)計分析的辦法研究污水量對自然條件下淡水魚產(chǎn)量的影響程度，對污水量與自然條件下淡水魚產(chǎn)量的關系進行了客觀分析與評價，以便為有關部門提供相關信息，為水資源保護措施的建立與實施提供依據(jù)。

2 數(shù)據(jù)和方法

2.1數(shù)據(jù)的收集

根據(jù)國家環(huán)保部官網(wǎng)上2004年至2012年的《中國環(huán)境統(tǒng)計年報》，計算整理得到北京、天津、河北等31個地區(qū)2004年至2012年間每年的廢水排出情況，其中包括廢水量、化學需氧量和氨氮量三個指標。

分別在小木蟲網(wǎng)站和百度文庫上搜索出2004年到2012年的《中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒》，從中整理得到北京、天津、河北等31個地區(qū)各年的淡水魚捕撈量（因為淡水資源相比海水資源較為有限，并且大多數(shù)廢水是排入淡水水體，因此這里選擇了淡水魚的捕撈量，也就是說在自然條件下成長起來的，基本無人工介入，可以客觀反映廢水對它的影響。）

2.2 數(shù)據(jù)分析方法

首先，將每年的廢水量、化學需氧量、氨氮量和淡水魚捕撈量四個指標作為變量，繪制散點圖，通過觀察散點圖各點散布的整體趨勢和密集程度，判斷變量間協(xié)變關系的類型及線性相關程度。

然后，為進一步判斷廢水量與淡水魚捕撈量的關系，將這兩個指標作為兩個變量進行雙變量的Pearson相關性檢驗得到Pearson相關系數(shù)，利用Pearson相關系數(shù)來衡量兩個變量是否成線性關系。

最后，本文選用淡水魚捕撈量作為因變量，化學需氧量和氨氮量作為備選自變量，進行逐步回歸分析，以得到對淡水魚捕撈量影響最大的因素。

3 結果

3.1 31個地區(qū)各年度四個變量的散點圖矩陣結果

從圖1可以看出，2012年31個地區(qū)的化學需氧量、氨氮量和淡水魚捕撈量變量兩兩之間都具有正的線性相關關系?；瘜W需氧量和淡水魚捕撈量之間的相關程度略低于其他幾變量之間的相關程度。

圖1 2012年31個地區(qū)廢水量、化學需氧量、氨氮量、淡水魚捕撈量散點圖矩陣

從圖2可以看出，2013年31個地區(qū)的廢水量、化學需氧量、氨氮量和淡水魚捕撈量變量兩兩之間都具有正的線性相關關系。同2012年一樣，化學需氧量和淡水魚捕撈量之間的相關程度略低于其他幾變量之間的相關程度。

圖2 2011年31個地區(qū)廢水量、化學需氧量、氨氮量、淡水魚捕撈量散點圖矩陣

圖3 2010年31個地區(qū)廢水量、化學需氧量、氨氮量、淡水魚捕撈量散點圖矩陣

從圖3可以看出，2010年31個地區(qū)的廢水量、化學需氧量、氨氮量和淡水魚捕撈量變量兩兩之間都具有正的線性相關關系。2004年至2009年的全國31個地區(qū)的廢水量、化學需氧量、氨氮量、淡水魚捕撈量的散點圖矩陣和2012年、2011年以及2010年規(guī)律十分相似，均表現(xiàn)出來廢水量、化學需氧量、氨氮量和淡水魚捕撈量變量兩兩之間都具有正的線性相關關系。所以在此就不一一列舉。

3.2 廢水量與淡水魚捕撈量的相關分析結果

將2004年至2012年每年的廢水排量與淡水魚捕撈量做Pearson相關性檢驗，結果如下表2所示：

表2 廢水排量與淡水魚捕撈量Pearson相關性檢驗結果

從表2可知：（1）除了2005年，其余八年廢水排量與淡水魚捕撈量的Pearson相關系數(shù)均大于0.5，表示兩者之間相關性很強；（2）2005年的Pearson相關系數(shù)為0.492，小于0.5表示05年的廢水排量與淡水魚捕撈量中等相關。綜上所述，可以認為廢水排量與淡水魚捕撈量兩變量之間有很強的相關性，也就是說，排入水體的污水量對自然條件下淡水魚的生存有著很大的影響。

3.3 廢水中化學需氧量與氨氮量對淡水魚捕撈量的影響程度

由表2可以得出廢水排量與淡水魚捕撈量之間有著很強的相關性，為進一步研究廢水中化學需量與氨氮量對淡水魚捕撈量的影響程度，通過利用SPSS軟件逐步回歸分析法得到以下結果（設淡水魚捕撈量為Z），如表3所示：

表3 廢水中化學需氧量與氨氮量對淡水魚捕撈量的影響程度結果表

根據(jù)表3可以知道：

（1）2012年、2011年、2007年、2006年以及2004年這5個年度中，廢水中氨氮的含量對淡水魚產(chǎn)量的影響比較大，估計在這幾年中，污水中氨氮的含量遠超水體自凈解決氨氮的含量，從而讓水中生物受到較大影響，其中魚類則首當其中；

（2）2005年以及2008—2010年這4個年度中，廢水中化學需氧量對淡水魚的影響比較大，查閱每年水體污染事件時發(fā)現(xiàn)2008—2010年間水體污染事件較多，并且絕多數(shù)均為工廠偷排廢水引起，所以導致這幾年廢水中化學需氧量大大增加，成為主要影響因素。

綜上所述，廢水中的氨氮含量和化學需氧量均對淡水魚有較大影響，必須采取有效措施進一步降低污水中的氨氮含量和化學需氧量。有5個年度均顯示廢水中氨氮的含量對淡水魚的產(chǎn)量影響比較大，并且其余4個廢水中化學需氧量對淡水魚產(chǎn)量影響比較大的年度中，觀察各自的散點圖矩陣發(fā)現(xiàn)化學需氧量和淡水魚產(chǎn)量的擬合度不是很高，所以認為廢水中的氨氮含量對淡水魚產(chǎn)量的影響比較大。

4 廢水控制措施

4.1控制廢水中氨氮含量的措施

氨氮廢水的處理技術主要包括：生物硝化法、泥土灌溉法、吹脫法、液膜法、氯化、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)脫氨法、離子交換法、吸附和濕式催化氧化法等。對于含有不同氨氮濃度的廢水選用不同的處理方法。除此之外，可以尋找從生產(chǎn)前到生產(chǎn)中產(chǎn)生氨氮的主要原因，研究改變工藝條件是否可以減少廢水中的氨氮含量；探究是否可以采用其它不含氮元素的物質(zhì)取代原材料中含氮元素的物質(zhì)；還可以為高含氮廢水尋找“新出路”，實現(xiàn)循環(huán)使用，既節(jié)約了資源，又減少了廢水中的含氮量。

4.2 控制廢水中化學需氧量的措施

與生化需氧量相比，化學需氧量的去除比較困難，很難達到理想標準。當化學需氧量不是很高時，可以采用臭氧氧化法、活性炭吸附法、反滲透法等方法處理，但是有處理成本很高和難以去除生物難降解的有機物質(zhì)等缺點?；瘜W需氧量很高時可以采用酸性凝聚—化學氧化法消除活性污泥中難降解的有機物質(zhì)，此法簡單高效。此外，可以尋找高化學需氧量廢水的利用之路，實現(xiàn)減排計劃；也可以采取可行措施在生產(chǎn)過程中減少化學需氧量的產(chǎn)生，將清潔生產(chǎn)運用于整個生產(chǎn)線。

4.3 水體保護措施

首先，需要提高人們保護環(huán)境的觀念意識，使人們能約束自己的行為，并且還能帶動身邊的人一起保護環(huán)境。政府有關部門需要加大宣傳力度，并且定期在電視里播出環(huán)保宣傳片尤為重要。其次，現(xiàn)在是知識科技時代，用節(jié)能的新生產(chǎn)方式取代傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，將清潔生產(chǎn)運用于生產(chǎn)前、生產(chǎn)中以及生產(chǎn)后，貫穿于整個生產(chǎn)過程，能大大提高節(jié)能減排的效果。還可以建立生態(tài)生產(chǎn)園，提高廢物的回收利用率。再次，我國環(huán)境污染治理現(xiàn)行政策為“誰污染，誰付費”，雖與社會化大生產(chǎn)的要求相適應，但是因為懲處力度不夠，所以有的企業(yè)情愿被罰款也不愿意做排污處理，因為排污處理費用高于罰款費用。建議加大罰款力度，對偷排者除了相關的罰款還要采取如“停業(yè)整頓”之類的懲處措施。最后，積極發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)。我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)起步較晚，總體基礎相對薄弱，高技術含量較低，所以要大力改造現(xiàn)有環(huán)保產(chǎn)業(yè)，注入高科技技術，逐步形成高科技環(huán)保產(chǎn)業(yè)鏈。加強高素質(zhì)高技術的“十”型人才的培養(yǎng)，打造由專業(yè)知識過硬、科研能力強、肯吃苦耐勞的環(huán)保專業(yè)人才組成的環(huán)保高科技技術研發(fā)和應用團隊；同時培養(yǎng)一支具有嚴格執(zhí)法、廉潔奉公、行為規(guī)范等品質(zhì)的高效率執(zhí)法隊伍。

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（本文審稿 萬紅）