基于韋伯-費(fèi)希納定律的寧波海域水質(zhì)評價(jià)

楊耀芳，何琴燕，劉艷云，魏永杰，唐德富

（國家海洋局寧波海洋環(huán)境監(jiān)測中心站，浙江寧波　315040）

·研究簡報(bào)·

基于韋伯-費(fèi)希納定律的寧波海域水質(zhì)評價(jià)

楊耀芳，何琴燕，劉艷云，魏永杰，唐德富

（國家海洋局寧波海洋環(huán)境監(jiān)測中心站，浙江寧波315040）

基于韋伯費(fèi)希納定律（W-F）的基本原理，以表征海水水質(zhì)濃度因子等參數(shù)作為評價(jià)指標(biāo)，通過確定海域水環(huán)境質(zhì)量等級與綜合影響指數(shù)ki間關(guān)系，綜合評價(jià)寧波海域各個(gè)區(qū)域的水環(huán)境質(zhì)量。評價(jià)結(jié)果表明2013年寧波北部、三門灣北岸及象山縣西南部海域水質(zhì)最差，均為劣四類海水，主要污染因子為PO4-P和DIN，其主要來源為陸源排污。趨勢性分析表明2001-2013年寧波海域近岸海域水質(zhì)基本維持在高濃度水平上波動(dòng)，水質(zhì)未見明顯改善，遠(yuǎn)岸領(lǐng)?；€至外緣線附近海域2001-2010年均為一類水質(zhì)，2011年和2012年二類和三類水質(zhì)污染有東擴(kuò)現(xiàn)象，而2013年則又恢復(fù)為一類海水。將WF法評價(jià)結(jié)果與綜合模糊評價(jià)、單因子評價(jià)結(jié)果進(jìn)行比較，表明W-F法與其結(jié)果基本相似，說明W-F法是評價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確，計(jì)算過程簡便，是一種新穎的海水水質(zhì)綜合評價(jià)方法。本文更客觀、全面地分析了寧波海域水環(huán)境質(zhì)量狀況，并提出容量控制和紅線劃定的建議，為政府制定環(huán)保措施提供依據(jù)。

韋伯-費(fèi)希納定律（W-F）；水質(zhì)綜合評價(jià)；分布特征；變化趨勢

寧波地處我國東南沿海，海域總面積為9 758 km2，岸線總長為1 562 km，是長三角五大區(qū)域中心之一，長三角南翼經(jīng)濟(jì)中心，浙江省經(jīng)濟(jì)中心、現(xiàn)代化國際港口城市。而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展寧波沿岸陸源污染物的徑流量和各種污染物通量巨大，再加上海上養(yǎng)殖、海上運(yùn)輸、海上傾倒以及大型海岸或海洋工程的影響，使得寧波近岸海域成為全國水質(zhì)污染最嚴(yán)重的地區(qū)之一。為了更好的保護(hù)寧波海域水質(zhì)環(huán)境，需要對寧波海域進(jìn)行全面的調(diào)查并進(jìn)行評價(jià)，了解其污染現(xiàn)狀及主要污染物，為海洋主管部門控制污染物排放總量、治理及修復(fù)水質(zhì)環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)。目前海域水質(zhì)評價(jià)方法以單因子指數(shù)評價(jià)法和綜合污染指數(shù)法最為常見，其中綜合評價(jià)方法主要有模糊綜合評判法、模糊聚類法、灰色聚類法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、物元分析法［1-2］，這些方法存在各自的優(yōu)點(diǎn)與不足。

韋伯一費(fèi)希納定律（Webe-Fischna記作W-F）是研究刺激的物理特性與感覺經(jīng)驗(yàn)之間關(guān)系的物理學(xué)分支。其主要任務(wù)是確定各種感覺閾限和測量刺激的物理量和心理學(xué)的關(guān)系等，它是19世紀(jì)中期由G．T．費(fèi)希納創(chuàng)始的由心理物理實(shí)驗(yàn)證明并推導(dǎo)出的，能確切地表達(dá)人體產(chǎn)生的反應(yīng)量k與客觀環(huán)境刺激量C之間的函數(shù)關(guān)系［3］。李祚泳等［4］最先將韋伯-費(fèi)希納定律及其拓廣應(yīng)用于環(huán)境質(zhì)量評價(jià)過程中，薛文博［5］首次將韋伯一費(fèi)希納定律建成定量化的環(huán)境質(zhì)量評價(jià)模型，為環(huán)境質(zhì)量評價(jià)提出了一種全新的評價(jià)方法，接著W-F也被用于地下水環(huán)境質(zhì)量、區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、水庫水環(huán)境預(yù)警、湖泊富營養(yǎng)化［3，6-8］等評價(jià)，但在海洋水質(zhì)評價(jià)方面鮮有報(bào)道。同時(shí)，近年來對寧波海域的水質(zhì)的評價(jià)多集中在局部海域，比如大榭島附近海域、杭州灣海域、象山港海域［9-11］，未有對寧波海域整體水質(zhì)情況進(jìn)行分析，尤其對寧波長時(shí)間序列的綜合水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)。因此，本文將W-F定律應(yīng)用在寧波海域綜合水質(zhì)現(xiàn)狀評價(jià)中，計(jì)算出ki值，從而評價(jià)其綜合水質(zhì)質(zhì)量狀況，并采用模糊綜合評價(jià)及單因子評價(jià)法的結(jié)果與其進(jìn)行對比，探討了該方法評價(jià)結(jié)果的科學(xué)合理性。同時(shí)，采用W-F法對2001年-2013年寧波海域各區(qū)域的水質(zhì)進(jìn)行綜合評價(jià)，分析其變化趨勢。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)域及觀測時(shí)序

研究區(qū)域位于寧波所屬海域（121°-123°E，28°-30.5°N），站位如圖1所示。分析評價(jià)數(shù)據(jù)采用2001-2013年數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)均來源于國家海洋局寧波海洋環(huán)境監(jiān)測中心。

1.2評價(jià)要素及分析方法

監(jiān)測項(xiàng)目包括溶解氧（DO）、亞硝酸鹽（NO2-N）、硝酸鹽（NO3-N）、氨氮（NH3-N）、活性磷酸鹽（PO4-P）、化學(xué)需氧量（CODMn）、石油類（oil）、汞（Hg）、銅（Cu）、鉛（Pb）、鉻（Cr）、鋅（Zn）、砷（As）等13項(xiàng)；各水質(zhì)因子樣品的采集、保存與分析按《海洋監(jiān)測規(guī)范》和《海洋調(diào)查規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

圖1　寧波海域水質(zhì)監(jiān)測站位圖Fig.1　The distribution of seawater quality survey stations in Ningbo sea area

1.3評價(jià)方法

1.3.1W-F定律

Weber-Fischna通過心理物理實(shí)驗(yàn)證明并推導(dǎo)出對于中等強(qiáng)度刺激，人體產(chǎn)生的反應(yīng)量k和外界環(huán)境刺激量c之間滿足以下的函數(shù)關(guān)系：

式中：k為人體產(chǎn)生的反應(yīng)量；c為外界環(huán)境刺激量；α為韋伯常數(shù)。

1.3.2構(gòu)造海水水質(zhì)質(zhì)量評價(jià)數(shù)學(xué)模型

該模型假設(shè)為［5］：①把W-F定律中外界環(huán)境刺激量c視為海水水質(zhì)質(zhì)量環(huán)境中某評價(jià)指標(biāo)的量；②把W-F定律中人體產(chǎn)生的反應(yīng)量k視為該指標(biāo)對人體的危害程度；③α是由該指標(biāo)的性質(zhì)所決定的，對于同一指標(biāo)而言，α為常數(shù)，而區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價(jià)過程中涉及到多個(gè)指標(biāo)，因此可把韋伯常數(shù)α視為各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重。

在以上三條假設(shè)的基礎(chǔ)上，可以將W-F定律推廣到海水水質(zhì)質(zhì)量環(huán)境評價(jià)領(lǐng)域，得到推廣后的W-F定律：

式中：kif為第i個(gè)監(jiān)測點(diǎn)第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)對人體的危害程度；c′if為第i個(gè)監(jiān)測點(diǎn)第j個(gè)污染指標(biāo)的監(jiān)測濃度標(biāo)準(zhǔn)化值，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的目的是消除不同指標(biāo)在單位、量級上的差異（信息），它是多指標(biāo)綜合的前提和基礎(chǔ)；c′if+1的目的在于使lg（c′if+1）＞0，通過數(shù)學(xué)證明不影響評價(jià)結(jié)果；αij為第i個(gè)監(jiān)測點(diǎn)第j個(gè)污染指標(biāo)的權(quán)重，以指標(biāo)危害貢獻(xiàn)率法計(jì)算，計(jì)算公式如下：

式中cij為第i個(gè)監(jiān)測點(diǎn)第j個(gè)污染指標(biāo)的原始監(jiān)測數(shù)據(jù)；sj4為第j項(xiàng)污染指標(biāo)四級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值（海水水質(zhì)參照《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB3097-1997）進(jìn)行）；p為評價(jià)過程所選取評價(jià)指標(biāo)的個(gè)數(shù)。綜合評價(jià)指標(biāo)計(jì)算如下：

顯然ki綜合性地反映了第i個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的外界環(huán)境對人體的危害程度，從側(cè)面反映了海水水質(zhì)質(zhì)量的優(yōu)劣，所以ki可以作為海水水質(zhì)質(zhì)量評價(jià)的依據(jù)。下文基于W-F定律建立的水質(zhì)模型綜合評方法簡稱為W-F法。

2　評價(jià)結(jié)果與討論

2.1現(xiàn)狀評價(jià)結(jié)果

2.1.1標(biāo)準(zhǔn)的確定

選取DO、NO2-N、NO3-N、NH3-N、PO4-P、CODMn、oil、Hg、Cu、Pb、Cr、Zn、As等13項(xiàng)參與評價(jià)。將《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB3097-1997）中相對應(yīng)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，其中溶解氧因?yàn)槭欠聪蛑笜?biāo)，因此取倒數(shù)后進(jìn)行計(jì)算，NO2-N、NO3-N、NH3-N相加得到無機(jī)氮（DIN）后進(jìn)行計(jì)算。標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果列于表1中。然后依據(jù)公式（2）～（4）計(jì)算各級水質(zhì)的ki值。確定海水等級和ki值得對應(yīng)的關(guān)系，第一類：ki≤0.129；第二類：0.129＜ki≤0.178；第三類：0.178＜ki≤0.236；第四類：0.236＜ki≤0.301；劣四類：ki＞0.301。

表1　海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果Tab.1　The standard numerical results of seawater quality standards

2.1.2評價(jià)結(jié)果

（1）水質(zhì)質(zhì)量等級空間分布

對寧波市海域13個(gè)區(qū)域的40個(gè)站位的數(shù)據(jù)依據(jù)公式（2）～（4）進(jìn)行計(jì)算，得到相應(yīng)ki值（表2），根據(jù)海水等級和ki值對應(yīng)的關(guān)系得到各個(gè)站點(diǎn)的水質(zhì)評價(jià)等級。

從等級分布圖上來看（圖2），寧波海域近岸污染相對嚴(yán)重，離岸越遠(yuǎn)水質(zhì)相對越好，總體上東南部海域海水水質(zhì)質(zhì)量要好于西北部海域。主要污染因子是氮、磷。杭州灣南岸（慈溪、甬江口附近海域）、三門灣北岸及象山縣西南部海域ki值在0.35以上均為劣四類海水，污染最嚴(yán)重，鎮(zhèn)海海域、北侖附近海域、象山港及象山縣東北部海域次之，基本為為四類海水，韭山列島保護(hù)區(qū)附近海域?yàn)槎惡腿惡Ｋ瑵O山列島保護(hù)區(qū)和領(lǐng)?；€及其外緣線之間海域附近海水水質(zhì)最好，均為一類海水。該分布特征與2013年寧波市公報(bào)基本一致［12］。

（2）成因分析

圖2　2013年8月寧波海域水質(zhì)評價(jià)等級分布（W-F法）Fig.2　Distribution of seawater quality indifferent seasons in 2013（Weber-Fechner Law）

一般認(rèn)為，海洋環(huán)境污染物的來源主要包括陸地污染源、空中污染源、海上污染源等，其中，陸地污染源是海洋環(huán)境污染的主要來源，據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，目前進(jìn)入海洋的全部污染物中有80%以上來自陸地污染源［13］。根據(jù)2012年對寧波污染源（包括工業(yè)污染源、生活污染源、畜禽養(yǎng)殖污染源、農(nóng)業(yè)污染源和海水養(yǎng)殖源）的估算［15］，杭州灣南岸余姚、慈溪、鎮(zhèn)海和北侖的COD、總磷和總氮入海量為3.9萬t/年，占了寧波入海污染源的43%，象山縣有2萬t/年，占了寧波入海污染源23%，可見慈溪、象山沿岸污染物入海量較多的區(qū)域，周邊水質(zhì)相對比較差均為劣四類海水。

杭州灣污染物主要來源于長江、錢塘江等江河的徑流每年攜帶了大量的營養(yǎng)鹽類［14］以及沿岸的點(diǎn)源和面源污染物的輸入。由于面源較難控制，點(diǎn)源不斷增多，排污量遠(yuǎn)大于其自凈能力，再加上杭州灣內(nèi)水深較淺，導(dǎo)致杭州灣南岸中底部的慈溪、甬江口海域水質(zhì)均為劣四類，是寧波污染最為嚴(yán)重的海域。而同處于杭州灣南岸的北侖港附近海域，由于處在口門處，外海水的入侵及沿岸流的南下，使不同的水團(tuán)在灣中部和口門段海域交匯，海域水體中的污染物質(zhì)在灣中部及口門段的稀釋、擴(kuò)散以及生物、化學(xué)的降解過程加快，水體中的氮、磷含量通過海洋自身的凈化作用而明顯降低［14］，所以，水質(zhì)好于杭州灣內(nèi)和中部慈溪和甬江口區(qū)域。但是隨著北侖舟山港的發(fā)展，對北侖海域的水環(huán)境也不斷的增加水環(huán)境污染壓力，北侖附近海域水質(zhì)也基本為四類海水。象山港海域歷來是浙江省重要的水產(chǎn)養(yǎng)殖基地，沿岸相繼開展了多個(gè)電廠、港口、濱海工業(yè)區(qū)及象山港大橋的建設(shè)工作等，這些工農(nóng)業(yè)的發(fā)展進(jìn)一步加劇了海水污染物的排放，根據(jù)污染源的估算［16］，2012年環(huán)象山港入海污染總量（包括工業(yè)污染源、生活污染源、畜禽養(yǎng)殖污染源、農(nóng)業(yè)污染源和海水養(yǎng)殖源）約1.2萬t/年。再加上象山港為半日潮整體水交換能力比較差，污水在該港內(nèi)停留時(shí)間長，很難及時(shí)將污水帶出港灣，使得象山港水質(zhì)基本為四類，整體情況比較差。三門灣為典型的半封閉強(qiáng)潮海灣，三面環(huán)陸，僅有石浦水道與外海相通，海水交換一方面受潮汐流影響，另一方面又受到內(nèi)陸徑流影響，因?yàn)橛性S多支港深嵌內(nèi)陸，造成三門灣海域海水同外海交換能力較差，污染物主要依靠灣內(nèi)凈化。根據(jù)2008年對三門灣入海污染總量（包括工業(yè)企業(yè)污染、生活污染、畜禽養(yǎng)殖污染、農(nóng)田徑流污染）的估算［17］，2008年三門灣北岸的寧波寧?？h和象山縣入三門灣的COD、總磷和總氮污染物總量為1.4萬t/年，大量的污染物入海使得其海水水質(zhì)質(zhì)量處于四類和劣四類水平。而三門灣口的水交換能力較強(qiáng)，水質(zhì)略好于灣內(nèi)。離岸較近的檀頭山海域東側(cè)海域要好于西側(cè)和北側(cè)，北側(cè)水質(zhì)最差，為劣四類海水。韭山列島離岸較遠(yuǎn)，周邊海域開闊，海水水質(zhì)相對檀頭山附近海域要好。漁山列島附近海域和領(lǐng)?；€至外緣線海域離岸最遠(yuǎn)，周邊排污少，處于開闊海域，加上閩浙沿岸流、臺(tái)灣暖流和長江沖淡水的交匯作用，污染物得到快速的擴(kuò)散和降解，使得東部海域海水水質(zhì)質(zhì)量要好于寧波其他海域。

2.1.3與其它方法的評價(jià)結(jié)果對比

表2　W-F法評價(jià)海域水質(zhì)現(xiàn)狀評價(jià)結(jié)果及與單因子評價(jià)法、模糊綜合評價(jià)法對比結(jié)果Tab.2　The evaluation results with W-F Law and the comparison results with two other classical evaluation methods

分別采用常用的綜合評價(jià)（模糊綜合評價(jià)法）和單因子評價(jià)法，對2013年8月份寧波海域的水質(zhì)進(jìn)行評價(jià)（表2）。從評價(jià)結(jié)果來看，W-F法的評價(jià)結(jié)果與綜合評價(jià)（模糊綜合評價(jià)法）以及單因子評價(jià)法評價(jià)結(jié)果基本一致，趨勢也基本相同，都是近岸水質(zhì)最差，遠(yuǎn)岸水質(zhì)好。W-F法與模糊綜合評價(jià)法相比，有55%的站位評價(jià)結(jié)果一致，另外45%的站位評價(jià)結(jié)果W-F法略優(yōu)于模糊綜合評價(jià)法，差別最大的僅為北侖附近海域的10號站位、象山東部海域的32號站位和三門灣附近海域的35號站位，相差兩個(gè)等級，而其他的僅差一級。W-F法與單因子評價(jià)法相比，其中有35%的數(shù)據(jù)評價(jià)結(jié)果一致，65%的數(shù)據(jù)W-F法略優(yōu)于單因子法，差別最大的也為北侖附近海域的10號站位、象山東部海域的32號站位和三門灣附近海域的35號站位，相差兩個(gè)等級，而其他的也僅差一級。從相差兩級的三個(gè)站位之一的象山港東部的32站位來看，該站位除了無機(jī)氮為0.528 mg/L，略超劣四類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)外，還有PO4-P為0.0330 mg/L，略超三類但符合四類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，而其他DO、COD、oil、Hg、Hg、Cu、Pb、Cr、Zn、As等指標(biāo)則均符合一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，顯然，W-F法綜合評價(jià)結(jié)果三類才更為合理。其他站位比如9-17號、36號評價(jià)結(jié)果略優(yōu)于綜合模糊評價(jià)及單因子法的站位，也是因?yàn)榫C合考慮了其他符合一類水質(zhì)指標(biāo)，所以W-F法結(jié)果略優(yōu)于其他兩種方法，也更為合理。

綜合模糊評價(jià)雖然能將一些邊界不易定量的因素定量化，但他也與單因子評價(jià)方法一樣存在過分突出單個(gè)指標(biāo)極大值對水質(zhì)污染的影響，只是偏頗的程度有所不同，而忽略了多數(shù)其他水質(zhì)指標(biāo)的綜合情況，造成綜合評價(jià)結(jié)果不能客觀反映所有監(jiān)測指標(biāo)同時(shí)表達(dá)的水質(zhì)信息。

經(jīng)過對比分析可知，W-F定律海水水質(zhì)模型用于海水水質(zhì)環(huán)境質(zhì)量等級的綜合評價(jià)是科學(xué)合理的，且評價(jià)精度更高，同時(shí)可根據(jù)計(jì)算的ki值，及時(shí)了解多水質(zhì)指標(biāo)的變化反映更加靈敏及時(shí)，可為海域監(jiān)控和保護(hù)管理提供科學(xué)有效的依據(jù)。

2.2歷年水質(zhì)變化情況

由于歷年重金屬監(jiān)測指標(biāo)項(xiàng)目有所不同，為了保持W-F評價(jià)后的結(jié)果具有更好的可比性，選擇指標(biāo)歷年都有監(jiān)測的DO、COD、PO4-P、oil、DIN等主要污染因子進(jìn)行評價(jià)。

首先確定標(biāo)準(zhǔn)，按2.1.1步驟，計(jì)算得到海水等級和ki值得對應(yīng)的關(guān)系。第一類：ki≤0.145；第二類：0.145＜ki≤0.202；第三類：0.202＜ki≤0.238；第四類：0.238＜ki≤0.301；劣四類：ki＞0.301。然后根據(jù)公式（2）～（4）計(jì)算各寧波各年度各個(gè)海域的水質(zhì)的ki值，對應(yīng)得到相應(yīng)的水質(zhì)評價(jià)結(jié)果（表3）。

從寧波各個(gè)海域的歷年的空間分布來看，2001-2013年的ki值寧波北部海域（慈溪、甬江口附近海域）最高，基本在0.40以上，該海域均為劣四類海水，鎮(zhèn)海、北侖附近海域ki值次之，在0.35左右，水質(zhì)也基本為劣四類。象山港海域略好于北侖港區(qū)，ki值在0.30左右，基本為四類和劣四類海水，三門灣海域、象山東部海域、檀頭山附近海域、韭山列島附近海域則又略好于象山港，ki值在0.25左右，基本為三類和四類海水，而漁山列島附近海域水質(zhì)又好于韭山列島等海域，ki值在0.18左右，水質(zhì)基本處于一類和二類，領(lǐng)?；€至外緣線海域水質(zhì)最好，ki值在基本在0.1左右，均為一類水質(zhì)。

從寧波各個(gè)海域的評價(jià)的年際變化來看，2001-2013年慈溪、鎮(zhèn)海、甬江口、北侖等海域，在2010年ki非常高，在0.7以上，有變差的趨勢，而之后又降低到2001-2003年前的水平，可以看出這部分海域歷年來ki值一直處在比較高的水平上波動(dòng)，慈溪、鎮(zhèn)海、甬江口歷年水質(zhì)基本為劣四類海水水質(zhì)，而北侖海域在2013年略有變好趨勢。根據(jù)2007-2013年寧波公報(bào)中甬江江河入海污染物排放總量顯示，歷年排放量分別為12.45、15.45、11.56、13.21、15.77、17.63、20.00萬t/年，有逐年增高的趨勢，沿岸各類生活、工業(yè)、養(yǎng)殖等等廢水的排放使得寧波北部海域的水質(zhì)質(zhì)量一直處于高營養(yǎng)化狀態(tài)。同時(shí)從整體來看象山港和象山東部海域歷年來均在四類和劣四類水質(zhì)范圍內(nèi)波動(dòng)，水質(zhì)也未見明顯改善。檀頭山附近海域、三門灣海域在2007-2009年附近海域略有下降，而后2010-2012年有所上升，2013年則又降低到2001年的海水水質(zhì)水平。2004年、2010年和2011年劣四類和四類海水有外擴(kuò)到韭山列島附近的現(xiàn)象。漁山列島附近海域，近年來水質(zhì)略有好轉(zhuǎn)，從2001-2002年的四類海水變?yōu)?010-2012年的二類、三類海水，2013年則變?yōu)橐活?，水質(zhì)向東惡化的情況有所減緩。領(lǐng)?；€至外緣線海域2001-2010年均為一類，而2011年和2012年的二類和三類水質(zhì)有往東外擴(kuò)，使得寧波東部海域一類海域面積急劇減少，2011年和2012年整體污染面積有加重的趨勢，2013年則又恢復(fù)為一類海水。

表3　2001年8月-2013年8月寧波海域水質(zhì)評價(jià)結(jié)果Tab.3　The evaluation results with W-F Law from 2001 to 2013

3　結(jié)論

（1）應(yīng)用W-F定律模型評價(jià)2013年8月份寧波13個(gè)海域的40個(gè)海水水樣的綜合水質(zhì)，并與常用的綜合評價(jià)（模糊綜合評價(jià)法）和單因子評價(jià)法評價(jià)結(jié)果對比分析可知W-F法與其他兩種方法基本一致。且W-F法能綜合水質(zhì)各個(gè)參評指標(biāo)的質(zhì)量狀況更加合理準(zhǔn)確，W-F法用于海水水質(zhì)環(huán)境質(zhì)量等級的綜合評價(jià)是科學(xué)合理的。同時(shí)，W-F法能夠定量描述人類和外界水環(huán)境質(zhì)量的感覺強(qiáng)度變化關(guān)系，反映水環(huán)境質(zhì)量變化對人類的影響，W-F法評價(jià)具有計(jì)算過程明確、操作簡單、評價(jià)精度高，尤其在作比對分析的時(shí)候，可以根據(jù)ki值判斷屬于同一級別的監(jiān)測點(diǎn)之間水質(zhì)的優(yōu)劣，這是模糊綜合評價(jià)無法達(dá)到的，同時(shí)根據(jù)ki值可以及時(shí)了解多水質(zhì)指標(biāo)的變化反映更加靈敏及時(shí)。因此，W-F定律模型為海域水環(huán)境質(zhì)量綜合評價(jià)提供新方法，同時(shí)可拓展到其他環(huán)境要素質(zhì)量評價(jià)，可為海域監(jiān)控和保護(hù)管理提供科學(xué)有效的依據(jù)。

（2）應(yīng)用W-F定律模型對2013年8月份寧波13個(gè)海域的綜合評價(jià)結(jié)果表明：寧波海域近岸污染相對嚴(yán)重，離岸越遠(yuǎn)水質(zhì)相對好，總體上來看東南部海域海水水質(zhì)質(zhì)量要好于西北部海域。污染源主要來陸源排污，并且慈溪、象山沿岸污染物入海量較多的區(qū)域，周邊水質(zhì)相對比較差，水質(zhì)污染狀況與排污量呈正相關(guān)。寧波趨勢性綜合評價(jià)結(jié)果表明：歷年的空間等級分布趨勢與2013年的大致相同。對歷年（2001-2013年）水質(zhì)評價(jià)結(jié)果分析可知寧波海域近岸海域水質(zhì)基本維持在高濃度水平上波動(dòng)，水質(zhì)未見明顯改善，遠(yuǎn)岸領(lǐng)海基線至外緣線附近海域2011年和2012年二類和三類水質(zhì)污染有東擴(kuò)現(xiàn)象，而2013年則又恢復(fù)為一類海水。

（3）考慮寧波海域海水水質(zhì)質(zhì)量處在較差的狀態(tài)，建議寧波建立和完善污染物排?？偭靠刂萍翱己酥贫?，加強(qiáng)科學(xué)研究和部門協(xié)調(diào)，明確海洋環(huán)境容量，確定人海污染物質(zhì)排放總量，實(shí)施污染物排放許可證制度，實(shí)現(xiàn)排海污染物管理的制度化、目標(biāo)化、定量化，以控制和削減陸源污染物總量，并建立考核制度，明確考核目標(biāo)，確定考核方案，建立管理信息系統(tǒng)和監(jiān)督體系，對考核目標(biāo)實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)整，對減排區(qū)域連續(xù)進(jìn)行考核監(jiān)測及核查。同時(shí)，開展寧波海洋生態(tài)紅線的劃定工作，對各類主體功能區(qū)分別制定相應(yīng)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境政策，以改善寧波海洋生態(tài)環(huán)境，確保寧波生態(tài)安全，促進(jìn)寧波地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展。

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Seawater Quality Assessment in Ningbo Sea Area based on Weber-Fechner Law

YANG Yao-fang，HE Qin-yan，LIU Yan-yun，et al
（Marine Environmental Monitoring Center of Ningbo，SOA，Ningbo315040，China）

According to the Weber-Fechner（W-F）Law，seawater quality parameters were served as evaluate dindicators of seawater quality，the seawater quality was assessed quantificationally with the relation between the seawater quality grade and the comprehensive effect index ki，which was used to assesse seawater quality in Ningbo sea area.The evaluation results indicated that the north coast of Ningbo sea area、the north seaarea of the Sanmen bay and the westsouth sea area of Xiangshan were worst quality seawater with wrose than classⅣ.The main seawater contamination was PO4-P and DIN，which has been widely accepted that they came from sewage of land mostly.The change of the water pollution evaluation analysis showed that seawater quality has been waving at high concentration level in Ningbo sea area from 2001 to 2013，and it was no obvious improvement on seawater.The sea area between territorial sea baseline and its edge was classⅡ andⅢin 2012 and 2013，which made contaminated area expanding more to east，then back to classⅠin 2013.The results showed that as compared with two other classical evaluation methods，the W-F Model was proved moreaccuracy，explicit and simple computing，that provided a new comprehensive assessment method for seawater quality assessment.This paper more objective and comprehensive analysis of the ningbo sea water environment quality condition，and puts forward Suggestions for the capacity control and red lines drawn，provides the basis for the government formulate environmental protection measures.

Weber-Fechner Law（W-F Law）；seawater quality comprehensive assessment；characteristicsof distribution；change trend

X824

A

1008-830X（2015）02-0196-08

2014-10-16

楊耀芳（1983-），女，江蘇無錫人，工程師，研究方向：海洋環(huán)境監(jiān)測與評價(jià).Tel:15825558251；E-mail:Yangyf@eastsea.gov.cn