水生生物监测评价及分级方法
水体富营养化评价方法
水体富营养化的评价方法
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加权平均原则基本思路是权与单因素隶属度的乘 积综合反映了样本集因素（ui）对类的隶属情况
2
模糊综合评价法
1.确定评价对象的评价指标： 评价指标的 选取参考《地表水环境质量标准》 （GB3838—2002），同时结合评价体的 现有数据。
3.根据评价指标的隶属函数进行单因素评
价，建立模糊关系矩阵（R）；根据各指
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定义
主成分 分析法
特点
主成分分析法的应用具有其 拘束性，要求变量之间具有 较好的相关性
主成分分析是通过变量变换 把注意力集中在具有最大变 差的那些主成分上，而视变 差不大的主成分为常数予以 舍弃；
主成分分析中的L 阵是唯一的 正交阵；
主成分分析由可观测原变量 （x）直接求得主成分（y）， 并可逆。
3
实例分析（以北京三大湖库水源地为例-主成分分析法）
地表水评价方法
一、地表水环境质量评价方法根据国家环保部环办[2011]22号文的规定，地表水水质评价指标为《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）表1中除水温、总氮、粪大肠菌群以外的21项指标（pH、DO、高锰酸盐指数COD Mn、BOD5、NH3-N、TP、TN、铜、锌、氟化物、硒、砷、汞、镉、铬（六价）、铅、氰化物、挥发酚、石油类、阴离子表面活性剂、硫化物）。
水温、总氮、粪大肠菌群作为参考指标单独评价（河流总氮除外）。
湖泊、水库营养状态评价指标为：叶绿素a（chla）、总磷（TP）、总氮（TN）、透明度（SD）和高锰酸盐指数（COD Mn）共5项。
河流断面水质类别评价采用单因子评价法，即根据评价时段内该断面参评的指标中类别最高的一项来确定。
描述断面的水质类别时，使用“符合”或“劣于”等词语。
断面水质类别与水质定性评价分级的对应关系见表1。
表1 断面水质定性评价指标浓度算术平均值，然后按照“断面水质评价”方法评价，并按表1指出每个断面的水质类别和水质状况。
对断面（点位）、河流、湖泊不同时段的水质变化趋势分析，以断面（点位）的水质类别或河流、湖泊水质类别比例的变化为依据，按下述方法评价。
按水质状况等级变化评价：①当水质状况等级不变时，则评价为无明显变化；②当水质状况等级发生一级变化时，则评价为有所变化（好转或变差、下降）；③当水质状况等级发生两级以上（含两级）变化时，则评价为明显变化（好转或变差、下降、恶化）。
按组合类别比例法评价：设△G为后时段与前时段Ⅰ～Ⅲ类水质百分点之差：△G=G2-G1，△D为后时段与前时段劣Ⅴ类水质百分点之差：△D=D2-D1；①当△G－△D＞0时，水质变好；当△G－△D＜0时，水质变差；②当│△G－△D│≤10时，则评价为无明显变化；③当10＜│△G－△D│≤20时，则评价有所变化（好转或变差、下降）；④当│△G－△D│＞20时，则评价为明显变化（好转或变差、下降、恶化）。
水生态文明指标体系
水生态文明指标体系1、水安全指标体系（1）城市防洪达标率指城市防洪能力对应于规划防洪标准的实现程度，反映城市防洪保障达标情况。
（2）城市除涝达标率指城市除涝能力对应于规划除涝标标准的实现程度，反映城市除涝保障的达标情况。
（3）集中式饮用水源地安全保障达标率是指达标水源地个数/水源地总数。
评价对象是为10000人以上人口集中供水的水源地。
2、水资源指标体系（1）万元工业增加值取水量指工业用水量与工业增加值的比值，反映工业用水效率效益水平，为逆向指标。
（2）供水管网漏损率指供水管网漏水量与供水总量之比。
（3）生活节水器具普及率第三产业和居民生活用水使用节水器具数与总用水器具之比。
（4）再生水回用率指污水处理厂再生水回用量与处理量的比值，反映污水回用情况。
3、水环境指标体系（1）水功能区限制纳污控制率是指污染物（COD、氨氮）实际入河量小于限制纳污量的水功能区个数比例。
（2）水功能区水质达标率指水功能区水质达标数与水功能区水质目标应达标数的比值，反映水环境质量状况。
（3）污水集中处理率指集中处理污水量占废污水产生量的比值。
4、水生态指标体系（1）水面率指试点范围内水面面积占试点范围总面积的比值。
（2）水土流失治理率指已治理的水土流失区域面积与应治理的水土流失区域面积的比值。
（3）生态流量满足程度指维持河流生态系统的结构、功能而必须维持的最小流量。
（4）水生生物多样性指水生生物种类和数量。
（5）河道有效整治率指经疏浚后引排畅通，基本达到原设计标准，同时建立了河道轮浚机制，河道长效管护到位的河道占所有河道总数的比值。
5、水景观、水文化指标体系（1）国家级涉水保护区、景区是指国家级水利风景区、4A级以上以水体直接命名或为主要游览内容的旅游景区、列入《世界遗产名录》或中国预备名录并与水利或水体直接相关的世界遗产、列入《国际重要湿地名录》或《中国重要湿地名录》的湿地、主要保护对象为水体或存在于水体的国家级自然保护区等国家级涉水保护区和景区个数。
地表水环境质量标准与健康风险评估
地表水环境质量标准与健康风险评估地表水质量是指河流、湖泊、水库等自然水体中的水质条件和水文学特征，是评价水体健康与安全的重要指标。
地表水环境质量标准的制定和健康风险评估的进行，对于保护公众的饮用水安全以及维护环境生态平衡具有重要意义。
一、地表水环境质量标准地表水环境质量标准是指根据一定的科学方法和技术手段，对地表水中的物理、化学、生物等指标进行检测和评价，并制定的规定水体质量等级及相应限值的标准。
地表水环境质量标准的制定与实施，旨在保障水体质量，预防和控制水源污染，维护生态环境的协调发展。
地表水环境质量标准的制定通常涉及到以下几个方面：1. 水质分级与评价标准根据水质状况的不同，可以将地表水的水质分为多个等级。
一般情况下，水质分级是根据水中各种物质的浓度、含量以及生态学特征指标等进行评估。
地表水环境质量标准要确保各项指标能够全面、准确地反映水体质量的基本情况。
2. 指标选择与监测方法地表水环境质量标准的制定需要选择适当的监测指标，并明确相应的监测方法和标准。
水质指标的选择应综合考虑人体健康安全、环境生态保护、水资源利用等多个方面的因素。
3. 监测频次与地点安排地表水环境质量标准制定时需要考虑监测频次和地点的安排。
监测频次应根据地表水水质的特点和变化规律确定，以全面反映水质状况。
地点安排则需要覆盖地理位置、水体类型和人类活动强度等因素，以全面了解地表水的污染状况。
二、健康风险评估地表水环境质量标准的制定和实施，旨在保护公众的健康与生活安全。
健康风险评估是评估地表水质量对人体健康的潜在风险，并通过科学的方法确定合理的水质标准，以确保公众的饮用水安全。
健康风险评估主要包括以下几个方面的内容：1. 毒性评估毒性评估是评估水中各种有害物质对人体健康的危害程度。
通过实验室和动物试验，确定水中有害物质的毒性特征，以及其在人体内的吸收、分布、代谢和排泄等动态过程。
2. 暴露评估暴露评估是评估人口接触水源的频次、剂量和时间等因素，确定人体对有害物质的暴露状况。
水质评价指标方法
附件：地表水环境质量评价办法（试 行）二○一一年三月—3—目 录一、基本规定 (6)（一）评价指标 (6)1.水质评价指标 (6)2.营养状态评价指标 (6)（二）数据统计 (6)1.周、旬、月评价 (6)2.季度评价 (6)3.年度评价 (6)二、评价方法 (7)（一）河流水质评价方法 (7)1.断面水质评价 (7)2.河流、流域（水系）水质评价 (7)3.主要污染指标的确定 (8)（二）湖泊、水库评价方法 (9)1.水质评价 (9)2.营养状态评价 (10)（三）全国及区域水质评价 (11)三、水质变化趋势分析方法 (12)（一）基本要求 (12)（二）不同时段定量比较 (12)—4—（三）水质变化趋势分析 (13)1.不同时段水质变化趋势评价 (13)2.多时段的变化趋势评价 (14)附录一：污染变化趋势的定量分析方法 (15)附录二：术语和定义 (17)—5—为客观反映地表水环境质量状况及其变化趋势，依据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）和有关技术规范，制定本办法。
本办法主要用于评价全国地表水环境质量状况，地表水环境功能区达标评价按功能区划分的有关要求进行。
一、基本规定（一）评价指标1.水质评价指标地表水水质评价指标为：《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）表1中除水温、总氮、粪大肠菌群以外的21项指标。
水温、总氮、粪大肠菌群作为参考指标单独评价（河流总氮除外）。
2.营养状态评价指标湖泊、水库营养状态评价指标为：叶绿素a（chla）、总磷（TP）、总氮（TN）、透明度（SD）和高锰酸盐指数（COD Mn）共5项。
（二）数据统计1.周、旬、月评价可采用一次监测数据评价；有多次监测数据时，应采用多次监测结果的算术平均值进行评价。
2.季度评价一般应采用2次以上（含2次）监测数据的算术平均值进行评价。
3.年度评价国控断面（点位）每月监测一次，全国地表水环境质量年度评—6—价，以每年12次监测数据的算术平均值进行评价，对于少数因冰封期等原因无法监测的断面（点位），一般应保证每年至少有8次以上（含8次）的监测数据参与评价。
《地表水资源质量标准》(SL63-94)
SL63-94中华人民共和国行业标准地表水资源质量标准Quality standards for surface water resourcesSL63-94中华人民共和国水利部关于发布《地表水资源质量标准》(SL63-94)的通知水科教 [1994] 199号各流域机构，各省、自治区、直辖市水利(电)厅(局)，部属有关科研，规划设计，院校，工厂。
根据我部“八五”工程建设标准制修订计划，由水文司主持，部水质试验研究中心主编的《地表水资源质量标准》，经审定，现正式批准为水利行业标准，其编号为SL63-94，自一九九四年五月一日起实施。
该标准由水利部水文司负责解释。
各单位在实施中如发现问题，请及时函告主编单位及部水文司。
该标准由水利电力出版社发行。
一九九四年三月二十八日第1页共19页SL63-94目次1 总则.......................................................................3 2 标准的分级 ................................................................. 3 3标准值.....................................................................3 4 标准实施 (4)5 采样和分析方法 ............................................................. 5 附加说明.....................................................................6 条文说明.....................................................................7第2页共19页SL63-941 总则1.0.1 为贯彻执行《中华人民共和国水法》。
河流水生态环境质量监测与评价技术指南
河流水生态环境质量监测与评价技术指南
一、目的
本指南旨在为河流水生态环境质量监测与评价提供一定准则和方法，促进河流水质状况的改善和河流水体的健康管理。
二、适用范围
本指南适用于河流水生态环境质量的监测与评价，包括水体物理状况（河道特点、水深变化、流速尺度），化学状况（根据污染指标的监测，如宏观指标、重金属、气态污染物等）以及生物指标（入河物种、水生态系统多样性、富营养化状况等）。
三、监测与评价方法
1、水体物理状况监测：采用多技术指标并结合实地巡查，监测河道特点、水深变化、水流速度等水体物理状况。
2、化学状况监测：采用实验室分析法和远程监测法，监测污染指标，如宏观指标、重金属、气态污染物等。
3、生物状况监测：采用放射传感技术、生物学方法，监测河流入河物种、水生态系统多样性、水质富营养化状况等生物指标。
1、污染评价：根据污染指标和相关环境质量目标，对污染物水体浓度进行评价，并对污染状况进行分级。
2、水环境质量评价：根据实测指标和相关环境质量目标，进行水体物理、化学和生物指标的评价，并根据实测值，将水环境质量划分为I,II,III等几类。
五、对治实施
根据污染分类及评价结果，采取有效的治理措施，实现河流水体质量改善的目标，努力改善河流水环境质量和提升河湖水体质量管理水平。
流域生态系统健康评价方法
流域生态系统健康评价方法河流水生态质量评价要结合河流生态环境实际情况，遵循水生生物类群栖息及生存规律，并充分考虑水域环境的自然地理条件、生物类群的时间变化特点、工作目的及人员的技术水平，从而选择评价类群的评价方法。
要评价一条河流的水生态环境质量的方法，先要确定水生态环境质量评价的要素，并确定参照状态。
一般来讲，主要的评价要素包括水体理化参数、物理生境和生物类群，而生物类群又包括大型底栖动物和着生藻类两大类。
今天我们一起来了解水生态环境质量评价的主要方法。
01水质评价水质评价方法是将参照地表水环境质量标准（GB3838-2002）基本项目划分水质类别并进行单因子评价后的水体，根据水质类别进行赋分，I~V类水质类别的水体分别依次赋分5~1分。
02生境评价生境评价同样是赋分法。
首先通过调查获得生境监测数据，并按照栖息地生境评价计分表对参数分别评分（生境评价打分标准见表1）并累加各项参数总值，最后对获得的评价栖息地生境质量分值H进行赋分，赋分标准见表2。
表1 生境栖息地打分标准表2 河流栖息地生境质量的分级评价标准03生物评价生物评价方法有很多，我们从中筛选出6种在我国生物评价中常用的方法，展开介绍。
01BMWP计分系统BMWP记分系统以大型底栖动物为指示生物，其原理是基于不同的大型底栖动物对有机污染（如富营养化）有不同的敏感性/耐受性，按照各个类群的耐受程度给予分值。
按照分值分布范围，对监测位点水体质量状况进行评价。
BMWP分值越大表明水体质量越好。
BMWP将大型底栖动物以科为单位划分，每个科对应一个分值，采样点BMWP分值为样品各科对应分值之和。
将样点分值按照评价标准表（表3）划分等级，即为样点等级。
表3 BMWP分值评价标准02Chandler生物指数Chandler生物指数（CBI）依据大型底栖无脊椎动物类群对水体污染的敏感性及各类群出现的多度分别给予记分。
按照分值分布范围，对监测位点水体质量状况进行评价。
最全水域生态养分分级评价指标及体系
最全水域生态养分分级评价指标及体系水域生态养分分级评价指标及体系是对水体中富营养化程度进行综合评价的重要工具，能够定量评估水体中的养分水平，为水环境管理和保护提供科学依据。
下面是一个较为全面的水域生态养分分级评价指标及体系。
一、水质指标1.总氮：总氮是水体中常见的养分之一，是评价水体富营养化程度的重要指标。
2.总磷：总磷也是评价水体富营养化程度的重要指标。
4.溶解氧（DO）：DO是评价水体富营养状态的重要指标，富营养化会导致DO下降。
5.浊度：浊度反映了水体中悬浮颗粒物的含量和大小，是水体富营养化的重要指标之一二、营养盐指标1.硝态氮：硝态氮是水体中重要的营养盐之一，是评价水体富营养化程度的重要指标。
2.铵态氮：铵态氮也是评价水体富营养化程度的重要指标。
3.亚硝态氮：亚硝态氮是一种转化过程中的中间产物，是评价水体富营养化的指标之一4.磷酸盐：磷酸盐是水体中的重要养分，是评价水体富营养化程度的重要指标。
三、生物指标1.藻类群落结构：藻类群落结构是评价水体富营养化的重要指标之一，包括硅藻、绿藻、蓝藻等。
2.浮游动物群落结构：浮游动物群落结构反映了水体富营养化程度，如门水蚤、摇蚊幼体等。
3.底栖动物群落结构：底栖动物群落结构也是评价水体富营养化程度的重要指标之一，如底栖蜉蝣、水蚤等。
4.鱼类群落结构：鱼类群落结构反映了水体富营养化程度，如鲶鱼、塘鳢等。
四、综合指标1.TSI指数：TSI指数（总营养盐状态指数）是综合评价水体营养盐状态的指标，包括总磷、总氮等指标。
2.TLI指数：TLI指数（富营养化程度指数）是综合评价水体富营养化程度的指标，包括总磷、浊度等指标。
以上所列的水域生态养分分级评价指标及体系是较为全面的，可根据具体情况进行选择和综合应用。
在实际应用中，还需要考虑水域的特点、环境背景和水生态系统的稳定性等因素，以制定科学合理的评价体系。
第四章-水环境质量评价
S为监测总项数；Wj为污染级别；C超标项数 （5）综合污染指数
注：用两个最小评 分值之和除以2， 商为奇数则进为偶 数，该数所超级别 评价水质。
注：综合污染指数
n为监测点数，bj为 监测点j所控河段长 度占总长度的比例， wj为污染等级
4、分级评分法
这是国家环保总局标准处曾经推荐的一种方法。 （1）评价标准以《地表水环境质量标准》和《污染水质分
A=BODi/BOD0+CODi/COD0+NH3-Ni/NH3-N0+ （DO饱-DOi）/ （DO饱- DO0）
式中， DO饱-实测水文条件下中饱和溶解氧浓度
在计算时，根据黄浦江的具体情况，各项标准规定如下：
BOD0=4mg/L；COD0=6mg/L;NH3-N0=1mg/L; DO0=4mg/L。定A≥2作为开始
A=BODi/BOD0+CODi/COD0+NH3-Ni/NH3N0-DOi/DO0
式中：A-综合污染评价指数
BODi、BOD0-BOD的实测值和评价标准 CODi、COD0-COD的实测值和评价标准 NH3-Ni、NH3-N0的实测值和评价标准 DOi、DO0的实测值和评价标准
上面的式子也可改写成：
例题
南京某三类水域，通过实测得以下水质指标：
水质指标 总砷 挥发酚 总氰化物 铬（6价） 总汞
实测值 （mg/L）
0.025
0.005
0.1
标准值 （mg/L）
0.05
0.005
0.2
权重
0.2
0.2
0.1
0.01 0.0001
0.05 0.0001
0.2
0.3
试判断该水域的环境质量。
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附录
水生生物监测评价及分级方法
1、水质急性毒性（发光细菌法）的分级标准
2、水质遗传毒性（蚕豆根尖细胞微核试验）污染指数（PI ）分级标准
污染指数（PI ）=样品实测微核千分率平均值/标准水（对照组）微核千分率平均值
3、 Shannon-wiener 多样性指数（'H ）
式中：s —样品中的种类数；
n i —样品中第i 种生物的个体数；
⎪
⎭⎫
⎝⎛⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=∑=n n n n H i s
i i 21log '
4、湖泊、水库富营养状态指数TSI 分级标准
式中：chl 表示叶绿素a 含量（mg/m 3
）
标准：TSI<37，贫营养型；38<TSI<53，中营养型；TSI>54，富营养型。
5、水产品生物残毒重金属食品安全卫生标准
注：GB 4810-1994食品中砷限量卫生标准
总砷：淡水鱼（鲜重计），≤0.5mg/kg 无机砷：海水鱼（鲜重计），≤0.5mg/kg 贝类（鲜重计），≤1.0mg/kg 藻类（干重计），≤2.0mg/kg 甲壳类（鲜重计），≤1.0mg/kg
6、大气指示植物叶片含硫量、含氟量污染指数评价标准：
单项污染指数公式：IP=Cm/Co 式中：IP----污染物质指数；
Cm---监测点植物叶片某种污染物实测含量；
Co---对照点同种植物叶片某种污染物实测含量。
分级标准：
IP ＜1.2 清洁 1.2<IP< 2 轻度污染 2.01< IP< 3 中度污染 IP ＞
3 重污染
7、河流、湖泊水质分类评价分级标准--细菌学监测指标（粪大肠菌群）
)
2
ln )
ln(68.004.26(10)(chl chl TSI --
=
8、空气环境质量微生物监测评价分级标准
1.3 水质评价标准
1.3.1 微生物学评价标准细菌总数采用污水生物系统法，其评价标准是：细菌总数>106cfu /mL，多污带；细菌总数为105~106 cfu /mL，α-中污带；细菌总数<105 cfu /mL，β-中污带；细菌总数<102 cfu /mL，寡污带。
《生活饮用水卫生标准》(GB5749-85)规定：细菌总数≤100 cfu /mL，总大肠菌群数≤3个/L。
《地表水环境质量标准》(GB38382-2002)规定：Ⅰ类水，粪大肠菌群数≤200 个/L；Ⅱ类水，粪大肠菌群数≤2 000个/L；Ⅲ类水，粪大肠菌群数≤10 000个/L；ⅢI类水，粪大肠菌群数≤20 000个/L；5类水，粪大肠菌群数≤40 000个/L。
1.3.2 浮游植物群落评价标准指示性浮游植物群落划分污染等级的标准是：蓝藻门占70%以上，耐污种大量出现为多污带；蓝藻门占60%左右，藻类总数较多为α-中污带；硅藻门及绿藻门为优势类群，各占30%左右为β-中污带；硅藻门为优势类群，占60%以上为寡污带[3,5]。
1.3.3 叶绿素a评价标准用叶绿素a质量浓度ρ（mg/m 3）评价湖泊富营养化时，常以营养状态指数TSI为评价指标，TSI（Chla）=10×[6-(
2.04-0.68lnρ)/ln2]，其评价标准是：TSI≤37，贫营养型；37＜TSI≤53，中营养型；TSI＞53，富营养型[4]。
1.3.4 水理化指标单因子评价标准国家环保总局和国家质量监督检验检疫总局于2002-04-28发布的《地表水环境质量标准》(GB38382-2002)规定Ⅰ类水质标准(与本研究相关的几项)：pH 6~9，溶解氧浓度≥7.5 mg/L；化学需氧量≤15 mg/L；生化需氧量≤3 mg/L；
铵态氮≤0.15 mg/L；总磷≤0.02 mg/L (湖，库0.01)；总氮≤0.2 mg/L。
Ⅰ类标准的适用于源头水、国家自然保护区。
Sladecek依据生化需氧量（mg/L）制定的评价标准是：寡污带，0＜生化需氧量≤2.5；β-中污带，2.5＜生化需氧量≤5；α-中污带，5＜生化需氧量≤10；多污带，生化需氧量＞10[8]。
评价湖泊富营养化状态的单项评价标准是：贫营养，透明度≥1 m，总氮为0.04~0.08 mg/L，总磷为0.002~0.005 mg/L；中营养，透明度＜1 m；富营养，透明度＜0.5 m[10]。
溶解氧浓度≥7.5 mg/L（I类），≥6（II类），≥5（III类），≥3（4类），≥2（5类）COD≤15 mg/L（I类），≤15（II类），≤20（III类），≤30（4类），≤40（5类）
TP≤0.02 mg/L(湖，库0.01)（I类），≤0.1(湖，库0.025)（II类），≤0.2(湖，库0.05)（III类），≤0.3(湖，库0.1)（4类），≤0.4(湖，库0.2)（5类）；
TN(湖，库)≤0.2 mg/L（I类），≤0.5（II类），≤1.0（III类），≤1.5（4类），≤2.0（5类）
生活饮用水水质常规检验项目及限值（34项）溶解性总固体: 1000mg/L，PH 6.5～8.5。