一种区域海洋生物指数和污染承载指数的评价方法技术

本发明专利技术公开的区域海洋生物指数和污染承载指数的评价方法，包括以下步骤：确定生物指数评价体系和污染承载指数评价体系、选取海域勘测点、获取原始勘测数据、确定各指标特征值、获得各指标实际值、对指标数值进行标准化取值处理、确定各指标权重、确定两个评价体系的评价标准并探寻两者间的内在联系等步骤。本发明专利技术是一种将海洋环境指数化并定量评价海洋生物多样性和污染情况的科学分析法，能够最大限度地真实反映海水生态环境质量和水体能够承受的污染物的最大容量，对区域海洋生物多样性和水质状况做出科学系统性的定量判断，最重要的是能够发掘出海洋生物多样性与水质状况的相互关系，对于海洋环境的保护和渔业的发展提供了科学的参考依据。了科学的参考依据。了科学的参考依据。

【技术实现步骤摘要】
一种区域海洋生物指数和污染承载指数的评价方法


[0001]本专利技术涉及区域海洋环境评价领域，具体是一种区域海洋生物指数和污染承载指数的评价方法。

技术介绍

[0002]海洋生态环境是海洋生物生存和发展的基本条件，是人类生命支持系统的关键部分，也是人类社会经济发展的重要基础，具有重大的生态效益及经济效益。随着临海城市城镇化和工业化的快速发展，各种产业的经济规模也不断扩大，产业发展迎来了新机遇，但海洋生态环境也面临着巨大挑战。工业、城市污水未经处理大量排放，导致海水中COD、BOD、氨氮及重金属含量激增，海洋功能区受损，赤潮等环境灾害频发，对区域水生态环境产生了巨大的威胁。此外，由于人类对近海渔业资源的过度开发，导致海水内生物多样性锐减，渔业资源结构性恶化，严重影响海洋渔业的可持续发展。海洋水环境保护与经济发展之间的矛盾日益突出，人与自然的水资源冲突不断加剧，这成为了当前制约海洋经济协调发展的重要因素。
[0003]近年来，对海洋环境的研究日益深化，在生态安全的管理原则、生态安全指标体系、生态环境现状、生态环境修复这几个领域有了很大进展，这一系列的研究，为未来进一步研究提供参考，使得海洋生态系统的结构和功能在一定范围内维持相对稳定，同时获取最佳的综合经济效益，这也是贯彻和落实科学发展观，走可持续发展道路的内在要求。
[0004]然而在目前的研究领域，还未存在系统性定量评价海洋生物多样性和污染情况的方法，这对于海洋环境的治理与预测是不利的。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种区域海洋生物指数和污染承载指数的评价方法。
[0006]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种区域海洋生物指数和污染承载指数的评价方法，包括以下步骤：
[0007]S1、确定生物指数评价体系和污染承载指数评价体系
[0008]将生物指数评价体系划分为生物指数目标层和生物指数指标层，其中，生物指数目标层为区域海洋生物指数，生物指数指标层由浮游植物种类、浮游植物密度、浮游动物种类、浮游动物密度、底栖生物种类和底栖生物密度这6项指标所组成，底栖生物包括底栖动物和底栖植物；
[0009]将污染承载指数评价体系划分为污染承载指数目标层和污染承载指数指标层，其中，污染承载指数目标层为区域海洋污染承载指数，污染承载指数指标层由化学需氧量、溶解氧量及活性磷酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐、氨氮、无机氮、石油类、重金属铜和重金属铅浓度这10项指标组成；
[0010]S2、选取海域勘测点
[0011]在选定海域预先布设若干初级采样点，对该海域的进行初步调查，再根据初步调查结果，以初级采样点为基点，按照网格式布点规则确定目标采样点，通过无线电导航布设目标采样点标志；
[0012]S3、获取原始勘测数据
[0013]运用便携式水质检测仪，对目标采样点所在的海域各点进行初步数据测量，初步测量项目包括溶解氧量、pH值和水温；后利用浮游生物采样网采集目标采样点所在的海域各点的浮游生物样品，并利用底泥采集器和有机玻璃采水器采集目标采样点所在的海域各点的底泥样品和海水样品，将采集的样品固定后带回实验室做进一步处理分析；
[0014]在实验室内，检测并获取目标采样点所在的海域内各指标的原始勘测数据：对于生物指数指标层内的指标，浮游植物种类、浮游植物密度、浮游动物种类和浮游动物密度的测定需将适量样品吸取至载玻片，制成定性样本片，后运用浮游生物鉴定计数仪进行测定，底栖生物种类和底栖生物密度的测定需要先将定量底泥进行淘洗，用筛网进行过滤后，在放大镜或体视显微镜下鉴定种类，总种数的90～95％应鉴定到种，并根据得到的种类数目计算底栖生物密度；对于污染承载指数指标层内的指标，通过重铬酸钾法测定海水样品的化学需氧量，采用磷钼蓝法测定海水样品的活性磷酸盐浓度，采用重氮偶合分光光度法测定海水样品的亚硝酸盐浓度，采用酚二磺酸分光光度法测定海水样品的硝酸盐浓度，采用水杨酸分光光度法测定海水样品的氨氮浓度，采用紫外测油仪测定海水样品的石油类浓度，采用石墨炉原子吸收光谱测定海水样品的重金属铜浓度和重金属铅浓度；
[0015]无机氮是硝酸盐氮、亚硝酸盐和氨氮的总和，无机氮的计算公式如下：
[0016]c(N)＝14
×
10
‑3[c(NO3‑
N)+c(NO2‑
N)+c(NH3‑
N)]ꢀꢀ
(1)
[0017]式(1)中：c(N)为无机氮浓度，以N计，单位为mg/L；c(NO3‑
N)为用监测方法测出的海水样品中硝酸盐的浓度；c(NO2‑
N)为用监测方法测出的海水样品中亚硝酸盐的浓度；c(NH3‑
N)为用监测方法测出的海水样品中氨氮的浓度；
[0018]S4、确定各指标特征值
[0019]根据期刊文献和生态环境局发布的历年海洋环境公报中公开的海水特征资料，海水特征资料包括目标采样点所在海域的区域海洋水文要素信息以及往年该区域的各项指标数据，确定各指标特征值，确定的各指标特征值如下：
[0020]指标特征值COD(mg/L)1.00～2.00DO(mg/L)5.00～10.00活性磷酸盐(mg/L)0.02～0.08亚硝酸盐(mg/L)0.00～0.05硝酸盐(mg/L)0.50～1.00氨氮(mg/L)0.01～0.05无机氮(mg/L)0.00～0.02石油类(mg/L)0.00～0.04重金属铜(μg/L)1.00～4.00重金属铅(μg/L)0.20～1.00
[0021]根据确定的各指标特征值，对获取的污染承载指数指标层内指标的原始勘测数据
进行优选汇总得到优选的指标数值，剔除与海水特征相差较大的数据，不在特征值范围内的原始勘测数据予以剔除；
[0022]S5、求得各指标在各目标采样点的原始勘测数据的平均值，该平均值即为该指标在第j年的实际值；
[0023]S6、重复S2～S5步骤5次以上，即：测定时间周期为一年一次，连续测定5次以上；
[0024]S7、将生物指数指标层内的指标和污染承载指数指标层内的指标分别划分为正向指标和负向指标，其中，如果某项指标优选的指标数值越大则对海水生态环境质量越有利，则定义该指标为正向指标；如果某项指标优选的指标数值越大则对海水生态环境质量越不利，则定义该指标为负向指标；
[0025]根据正向指标和负向指标的定义，生物指数指标层内的正向指标为：浮游植物种类、浮游动物种类、底栖生物种类、底栖生物密度，负向指标为：浮游动物密度、浮游植物密度；污染承载指数指标层内的正向指标为：溶解氧量，负向指标为：化学需氧量及活性磷酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐、氨氮、无机氮、石油类、重金属铜和重金属铅浓度；
[0026]对5次以上连续测定得到的所有优选的指标数值进行标准化取值处理，使标准化取值处理的结果映射在[0，1]区间内，标准化取值处理分为正向指标的标准化取值处理和负向指标的标准化取值处理，具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种区域海洋生物指数和污染承载指数的评价方法，其特征在于包括以下步骤：S1、确定生物指数评价体系和污染承载指数评价体系将生物指数评价体系划分为生物指数目标层和生物指数指标层，其中，生物指数目标层为区域海洋生物指数，生物指数指标层由浮游植物种类、浮游植物密度、浮游动物种类、浮游动物密度、底栖生物种类和底栖生物密度这6项指标所组成，底栖生物包括底栖动物和底栖植物；将污染承载指数评价体系划分为污染承载指数目标层和污染承载指数指标层，其中，污染承载指数目标层为区域海洋污染承载指数，污染承载指数指标层由化学需氧量、溶解氧量及活性磷酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐、氨氮、无机氮、石油类、重金属铜和重金属铅浓度这10项指标组成；S2、选取海域勘测点在选定海域预先布设若干初级采样点，对该海域的进行初步调查，再根据初步调查结果，以初级采样点为基点，按照网格式布点规则确定目标采样点，通过无线电导航布设目标采样点标志；S3、获取原始勘测数据运用便携式水质检测仪，对目标采样点所在的海域各点进行初步数据测量，初步测量项目包括溶解氧量、pH值和水温；后利用浮游生物采样网采集目标采样点所在的海域各点的浮游生物样品，并利用底泥采集器和有机玻璃采水器采集目标采样点所在的海域各点的底泥样品和海水样品，将采集的样品固定后带回实验室做进一步处理分析；在实验室内，检测并获取目标采样点所在的海域内各指标的原始勘测数据：对于生物指数指标层内的指标，浮游植物种类、浮游植物密度、浮游动物种类和浮游动物密度的测定需将适量样品吸取至载玻片，制成定性样本片，后运用浮游生物鉴定计数仪进行测定，底栖生物种类和底栖生物密度的测定需要先将定量底泥进行淘洗，用筛网进行过滤后，在放大镜或体视显微镜下鉴定种类，总种数的90～95％应鉴定到种，并根据得到的种类数目计算底栖生物密度；对于污染承载指数指标层内的指标，通过重铬酸钾法测定海水样品的化学需氧量，采用磷钼蓝法测定海水样品的活性磷酸盐浓度，采用重氮偶合分光光度法测定海水样品的亚硝酸盐浓度，采用酚二磺酸分光光度法测定海水样品的硝酸盐浓度，采用水杨酸分光光度法测定海水样品的氨氮浓度，采用紫外测油仪测定海水样品的石油类浓度，采用石墨炉原子吸收光谱测定海水样品的重金属铜浓度和重金属铅浓度；无机氮是硝酸盐氮、亚硝酸盐和氨氮的总和，无机氮的计算公式如下：c(N)＝14
×
10
‑3[c(NO3‑
N)+c(NO2‑
N)+c(NH3‑
N)](1)式(1)中：c(N)为无机氮浓度，以N计，单位为mg/L；c(NO3‑
N)为用监测方法测出的海水样品中硝酸盐的浓度；c(NO2‑
N)为用监测方法测出的海水样品中亚硝酸盐的浓度；c(NH3‑
N)为用监测方法测出的海水样品中氨氮的浓度；S4、确定各指标特征值根据期刊文献和生态环境局发布的历年海洋环境公报中公开的海水特征资料，海水特征资料包括目标采样点所在海域的区域海洋水文要素信息以及往年该区域的各项指标数据，确定各指标特征值，确定的各指标特征值如下：指标特征值
COD(mg/L)1.00～2.00DO(mg/L)5.00～10.00活性磷酸盐(mg/L)0.02～0.08亚硝酸盐(mg/L)0.00～0.05硝酸盐(mg/L)0.50～1.00氨氮(mg/L)0.01～0.05无机氮(mg/L)0.00～0.02石油类(mg/L)0.00～0.04重金属铜(μg/L)1.00～4.00重金属铅(μg/L)0.20～1.00根据确定的各指标特征值，对获取的污染承载指数指标层内指标的原始勘测数据进行优选汇总得到优选的指标数值，剔除与海水特征相差较大的数据，不在特征值范围内的原始勘测数据予以剔除；S5、求得各指标在各目标采样点的原始勘测数据的平均值，该平均值即为该指标在第j年的实际值；S6、重复S2～S5步骤5次以上，即：测定时间周期为一年一次，连续测定5次以上；S7、将生物指数指标层内的指标和污染承载指数指标层内的指标分别划分为正向指标和负向指标，其中，如果某项指标优选的指标数值越大则对海水生态环境质量越有利，则定义该指标为正向指标；如果某项指标优选的指标数值越大则对海水生态环境质量越不利，则定义该指标为负向指标；根据正向指标和负向指标的定义，生物指数指标层内的正向指标为：浮游植物种类、浮游动物种类、底栖生物种类、底栖生物密度，负向指标为：浮游动物密度、浮游植物密度；污染承载指数指标层内的正向指标为：溶解氧量，负向指标为：化学需氧量及活性磷酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐、氨氮、无机氮、石油类、重金属铜和重金属铅浓度；对5次以上连续测定得到的所有优选的指标数值进行标准化取值处理，使标准...

【专利技术属性】
技术研发人员：李平，陈天池，汪慧明，蒋宝鑫，吴月燕，
申请(专利权)人：浙江万里学院，
类型：发明
国别省市：