羅 偉，李文紅，龐洋洋，戴曉玲，章增林，陳日釗

( 廣西大學 動物科學技術(shù)學院，廣西高校水生生物健康養(yǎng)殖與營養(yǎng)調(diào)控重點實驗室，廣西 南寧 530005 )

淡水魚塘水體污染的主成分分析

羅 偉，李文紅，龐洋洋，戴曉玲，章增林，陳日釗

( 廣西大學 動物科學技術(shù)學院，廣西高校水生生物健康養(yǎng)殖與營養(yǎng)調(diào)控重點實驗室，廣西 南寧 530005 )

目前淡水魚塘水質(zhì)評價中將重金屬、富營養(yǎng)化和有機污染分開獨立研究的較多，同時綜合起來進行評價分析的較少。為了解淡水混養(yǎng)魚塘水體綜合污染的特征和發(fā)生機理，用基于主成分的因子分析法對2011—2013年養(yǎng)殖周期內(nèi)南寧武鳴區(qū)3口淡水魚塘中高錳酸鹽指數(shù)、銨態(tài)氮、亞硝酸態(tài)氮、總磷、總氮、Cu、Zn等7個指標的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了分析。分析結(jié)果表明，目前武鳴淡水魚塘水質(zhì)主要存在兩類污染，主要受第一主成分“重金屬+總氮”復(fù)合污染中的Zn、Cu和總氮的相互作用控制，其次受控于還原性“有機物+無機氮”污染中的高錳酸鹽指數(shù)、亞硝酸態(tài)氮和銨態(tài)氮的共同影響?！爸亟饘?總氮”復(fù)合污染是武鳴淡水魚塘水質(zhì)的主要特征，Zn、Cu和總氮是最重要的影響因子。總氮與重金屬Zn、Cu密切負相關(guān)，總氮與Zn、Cu之間存在拮抗作用，魚塘水體氮失衡導致的富營養(yǎng)化可能降低了重金屬Zn、Cu污染的嚴重性。

淡水魚塘；水體污染；主成分；因子分析

以集約化和高密度養(yǎng)殖技術(shù)為主的池塘養(yǎng)殖模式導致我國淡水池塘養(yǎng)殖水體氮失衡，不僅富營養(yǎng)化嚴重，耗氧有機污染物和重金屬成分嚴重超標，而且還含有一定量的抗生素藥物和持久性有機污染物[1-5]，說明在養(yǎng)殖水質(zhì)污染體系中，污染指標眾多且各種污染指標的作用不同。目前淡水養(yǎng)殖水質(zhì)評價中除魚塘水體富營養(yǎng)化機理和評價研究受到了廣泛關(guān)注外[3,6]，近年來魚塘表層沉積物重金屬污染分析與評價也逐漸得到重視[7-8]。已有研究證實有些水質(zhì)污染指標之間通過相互作用共同影響水質(zhì)，如水中重金屬和有機物共同沉降和吸附于底泥而形成重金屬與有機物復(fù)合型污染[9]。但目前將同一養(yǎng)殖水體中重金屬、富營養(yǎng)化和有機污染分開獨立研究的較多，如珠三角[4-5,8,10]、廣西[1,7]魚塘水質(zhì)評價；同時將重金屬、富營養(yǎng)化和有機污染綜合起來進行分析評價的僅見利用熵權(quán)模糊綜合評價法[11]對天津養(yǎng)殖池塘水質(zhì)進行評價。養(yǎng)殖生產(chǎn)時不了解池塘水質(zhì)污染特征和機理，盲目地進行水質(zhì)調(diào)控，會加重池塘水體污染。查明淡水魚塘水體綜合污染特征和主要驅(qū)動因子，建立針對性強且有效的淡水養(yǎng)殖池塘水質(zhì)調(diào)控技術(shù)是當務(wù)之急。

因子分析是用來研究多個變量相關(guān)性的一種多元統(tǒng)計分析方法，它可以通過客觀計算將眾多的水質(zhì)污染指標按照成因上的聯(lián)系歸納綜合成少數(shù)的幾個因子，結(jié)合分析者主觀思維運用環(huán)境學知識去解釋和定義，再導出水質(zhì)污染正確的成因結(jié)論[6,12]?；谥鞒煞值囊蜃臃治龇ㄔ谒a(chǎn)養(yǎng)殖水體富營養(yǎng)化分析評價中的應(yīng)用獲得了一些成果：根據(jù)水質(zhì)因子差異揭示不同養(yǎng)殖水域、不同養(yǎng)殖池塘、養(yǎng)殖周期不同階段的水質(zhì)營養(yǎng)鹽等特征[2,12-14]，篩選出池塘水中影響葉綠素a和pH的關(guān)鍵水質(zhì)因子[6,15]等，為養(yǎng)殖水體富營養(yǎng)化評價和污染機理研究提供了新依據(jù)。養(yǎng)殖池塘富營養(yǎng)化的水體中，氮、磷、有機物和重金屬污染往往同時存在并可能相互作用，同時將水體中營養(yǎng)鹽與重金屬、有機污染物進行綜合分析，所得結(jié)果能夠真實反映養(yǎng)殖池塘中各類污染物共同導致的環(huán)境影響。

為了解淡水混養(yǎng)魚塘水體綜合污染的特征和主要驅(qū)動因子，筆者采用基于主成分的因子分析法對2011—2013年養(yǎng)殖周期內(nèi)廣西武鳴縣3口混養(yǎng)魚塘水體中包括了氮、磷、有機物和重金屬污染的高錳酸鹽指數(shù)、銨態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、總磷、總氮、銅、鋅等7個指標的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了分析。旨在通過統(tǒng)計分析提取出淡水混養(yǎng)魚塘水質(zhì)污染主成分和驅(qū)動污染的主導因子，查明各類污染物和污染指標在整個混養(yǎng)魚塘污染體系中的作用和重要程度，為闡明混養(yǎng)魚塘水體綜合污染機理和有針對性地對水質(zhì)進行比較精準的調(diào)控提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

本試驗采樣所在的3口混養(yǎng)魚塘位于武鳴縣大皇后村(N 107°49′26″，E 23°16′23″)，每月中旬在每口魚塘的入水口、靜水處和出水口定點進行監(jiān)測采樣一次。采樣時間分別為2011—2013年5月至10月，每年為一個混養(yǎng)養(yǎng)殖周期。

1.2 方法

1.2.1 水樣的采集處理

水樣采集、保存和管理參照HJ 493—2009國家環(huán)境保護標準[16]進行。用聚乙烯塑料瓶采集各水質(zhì)指標水樣500 mL，采集后立即通過0.45 μm濾膜過濾，得到的濾液加入相應(yīng)固定劑后，帶回實驗室分析。

1.2.2 水樣的分析方法

水樣檢測項目為高錳酸鹽指數(shù)、銨態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、總磷、總氮、銅、鋅。具體分析測定方法參照文獻[7,17]的分析測定方法。

1.3 水樣數(shù)據(jù)處理

試驗所有水樣數(shù)據(jù)均用Excel和SPSS 17.0軟件進行分析處理，得到相關(guān)測定參數(shù)。

1.4 混養(yǎng)魚塘污染評價方法

基于主成分的因子分析也稱主分量分析，其核心是運用降維將多個相關(guān)變量(指標)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個不相關(guān)的變量[18]，并且得到的這些不相關(guān)的變量能夠充分反映原變量信息，以保證分析結(jié)果的準確性。運用SPSS 17.0軟件對混養(yǎng)魚塘所篩選的水質(zhì)指標數(shù)據(jù)標準化處理，再進行因子分析。

其主要分析步驟[6]如下：

對7個指標數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計。

檢驗數(shù)據(jù)是否適合進行基于主成分的因子分析。根據(jù)因子分析的方法，首先進行檢驗統(tǒng)計量檢驗，其中檢驗統(tǒng)計量數(shù)值為0～1，越接近1，表明所有變量之間簡單相關(guān)系數(shù)平方和遠大于偏相關(guān)系數(shù)平方和，越適合做因子分析。檢驗統(tǒng)計量的檢驗標準為：檢驗統(tǒng)計量數(shù)值>0.9，非常適合因子分析；檢驗統(tǒng)計量數(shù)值為0.8～0.9，適合因子分析；檢驗統(tǒng)計量數(shù)值為0.7～0.8，一般；檢驗統(tǒng)計量數(shù)值為0.6～0.7，較不適合因子分析；檢驗統(tǒng)計量數(shù)值<0.5，不適合因子分析。

數(shù)據(jù)輸入SPSS 17.0軟件并標準化后進行因子分析。因子分析前對指標數(shù)據(jù)標準化(消除不同指標之間的量綱影響)，SPSS 17.0軟件在進行因子分析時，會自動標準化處理原始數(shù)據(jù)，進行因子分析的變量均是指經(jīng)過標準化處理后的變量。

根據(jù)特征值選取合適的主成分，并對主成分進行旋轉(zhuǎn)處理。主成分個數(shù)的確定采用特征值>1的標準選取。因子分析時對初始因子載荷矩陣旋轉(zhuǎn)處理，比未旋轉(zhuǎn)的初始因子載荷矩陣更易解釋各因子的意義，并且旋轉(zhuǎn)后的每個指標上的載荷更加清楚，能更好地對主成分科學分類定義。

對各主成分進行分類定義。通過各污染指標的載荷值是否>0.7判斷各污染指標在各主成分中的作用以及各自之間的內(nèi)在聯(lián)系，準確找到各指標間的科學內(nèi)涵，得出混養(yǎng)池塘水質(zhì)污染的驅(qū)動因子，再根據(jù)混養(yǎng)池塘水質(zhì)污染的實際情況對各主成分進行分類定義。

2 結(jié)果與分析

2.1 主成分分析前數(shù)據(jù)預(yù)處理

對2011—2013年連續(xù)3年5—10月3口淡水魚塘的9個采樣點共378個數(shù)據(jù)樣本進行篩選預(yù)處理，用SPSS 17.0軟件對篩選得到的指標數(shù)據(jù)進行描述性統(tǒng)計，結(jié)果見表1。

表1 水質(zhì)因子描述性統(tǒng)計結(jié)果 mg/L

由表1可知，銅、亞硝態(tài)氮、鋅的標準差小于其他指標，其中銅的標準差最小，為0.0631，表明這3個指標的離散程度小于其他指標，監(jiān)測期間在不同時空的質(zhì)量濃度差別較小，保持比較穩(wěn)定的狀態(tài)。高錳酸鹽指數(shù)標準差最大，為2.1848，這與養(yǎng)殖實際情況相符，由于氣溫季節(jié)變化、養(yǎng)殖品種和飼料輸入量的差異等原因，監(jiān)測期間高錳酸鹽指數(shù)數(shù)值的時空變化和波動比較大。

主成分分析之前，對指標數(shù)據(jù)用SPSS 17.0軟件進行檢驗統(tǒng)計量檢驗和Bartlett檢驗結(jié)果見表2。由表2可知，Bartlett檢驗F值為0，表明魚塘水質(zhì)數(shù)據(jù)來自正態(tài)分布總體，檢驗統(tǒng)計量檢驗K值為0.714(>0.7)，說明連續(xù)3年的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以接受主成分分析。

表2 檢驗統(tǒng)計量和Bartlett檢驗

2.2 主成分的選取

按照成分特征值>1的標準，由7個指標378個數(shù)據(jù)中提取出旋轉(zhuǎn)后的2個主成分，得出的2個主成分累計貢獻率見表3。由表3可知，前2個主成分旋轉(zhuǎn)后的累計貢獻率達到了75.089%，說明它們包含了7個監(jiān)測指標75.089%以上的大部分信息。其中第一主成分方差貢獻率為42.554%，第二主成分方差貢獻率為32.535%，第一主成分方差貢獻率較大，其提供的信息最重要。

表3 總方差的解釋

2.3 初始因子載荷矩陣的旋轉(zhuǎn)處理結(jié)果分析及主成分的定義

旋轉(zhuǎn)后2個主成分的各指標載荷值見表4。根據(jù)指標載荷值絕對值超過0.7的標準提取出各主成分的主導因子如下：

第一主成分中荷載值絕對值均超過0.7的水質(zhì)因子依次是鋅、銅、總氮，分別為0.963、0.953、-0.828，它們與第一主成分密切相關(guān)但在第一主成分的正、負方向起不同作用。鋅、銅與其正相關(guān)性較高，說明水體中鋅、銅值越高，水體重金屬污染越嚴重；而總氮與其相關(guān)性次之且是負相關(guān)，說明總氮污染對重金屬污染可能有拮抗作用，總氮值越高，水體氮失衡程度越高，對重金屬污染的抑制作用越大。第一主成分包含了魚塘水質(zhì)污染的主要關(guān)鍵信息，該主成分反映的不是重金屬鋅、銅和總氮各自獨立效應(yīng)的總和而是鋅、銅和總氮相互作用的共同結(jié)果。將第一主成分定義為“重金屬+總氮”復(fù)合污染特征指標。

第二主成分荷載值絕對值超過0.7的水質(zhì)因子依次是高錳酸鹽指數(shù)、亞硝態(tài)氮和銨態(tài)氮，分別為0.934，0.912，0.734，均與第二主成分正相關(guān)。高錳酸鹽指數(shù)是反映水體中有機及無機可氧化物質(zhì)污染的常用指標[10]，高錳酸鹽指數(shù)是度量水體受還原性物質(zhì)污染程度的綜合性指標，也作為有機物污染相對含量的指標之一；高錳酸鹽指數(shù)越高，說明水體受污染程度越大。亞硝態(tài)氮和銨態(tài)氮是有機物在氧化不足時的分解產(chǎn)物，屬于無機可氧化物質(zhì)污染，可將亞硝態(tài)氮和銨態(tài)氮視為可氧化無機氮。因此第二主成分代表的主要是魚塘水體中還原性有機和無機物因素，高錳酸鹽指數(shù)、亞硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量越高，水體還原性“有機物+無機氮”污染越嚴重。將第二主成分定義為還原性“有機物+無機氮”污染特征指標。第二主成分方差貢獻率為32.535%，僅次于第一主成分，說明還原性“有機物+無機氮”污染亦是魚塘水環(huán)境污染的重大問題之一。

綜上所述，通過主成分分析法可知，目前南寧武鳴淡水魚塘水質(zhì)主要存在兩類污染：“重金屬+總氮”復(fù)合污染和還原性“有機物+無機氮”污染；淡水魚塘水質(zhì)主要受第一主成分“重金屬+總氮”復(fù)合污染中的鋅、銅和總氮的相互作用控制，其次受控于還原性“有機物+無機氮”污染中的高錳酸鹽指數(shù)、亞硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的共同影響。“重金屬+總氮”復(fù)合污染是武鳴淡水魚塘水質(zhì)的主要特征，鋅、銅和總氮是最重要的影響因子。

表4 旋轉(zhuǎn)成份矩陣

3 討 論

重金屬的遷移轉(zhuǎn)化過程受水環(huán)境中的pH、高錳酸鹽指數(shù)、總氮和總磷等環(huán)境因子的影響，且影響程度各不相同[19]。沉積物中重金屬污染與營養(yǎng)鹽含量密切相關(guān)[20-21]；在美國，40%的污染是重金屬與有機物復(fù)合型污染[22]。這些研究結(jié)果提示水體中富營養(yǎng)化和重金屬等其他污染物之間存在相互作用。Li等[23]的研究證實氮、磷超標可引起水體富營養(yǎng)化，即水體中溶解性有機質(zhì)增加，而溶解性有機質(zhì)作為重金屬遷移轉(zhuǎn)化的一個媒介，控制著重金屬的遷移和溶解性；余國營等[24]的研究也表明，水體中營養(yǎng)水平對底泥中重金屬的釋放產(chǎn)生顯著影響，特別是氮、磷總量對沉積物重金屬鎘、鋅、銅釋放的影響最大。以上研究表明水環(huán)境重金屬和富營養(yǎng)化污染物間的相互作用很重要，研究它們各自的作用過程所得到的結(jié)果難以說明它們共存導致的影響。

已有研究發(fā)現(xiàn)我國淡水魚塘分布廣，養(yǎng)殖品種和模式多樣，富營養(yǎng)化、重金屬污染程度及其污染來源差異大：珠三角養(yǎng)殖池塘水體[4,8,10]中總氮、總磷的超標率均在80%以上，高錳酸鹽指數(shù)超標率為92.9%，銅超標率為64.3%；湖北池塘養(yǎng)殖水體[3]有85.29%的魚塘水體總氮含量劣于地表水V類標準；總氮分別是南寧[1]、無錫魚塘水體[2]富營養(yǎng)化的主要影響因子；北京[25]池塘底泥重金屬污染主要因子是鉻、汞、銅，浙北[26]和昆山[27]地區(qū)養(yǎng)殖水體中鎘是主要污染物，珠江三角洲[28]養(yǎng)殖水體重金屬污染以鉛、鉻為主。說明養(yǎng)殖池塘系統(tǒng)中大量定期的外源性物質(zhì)如飼料、漁藥和地表徑流的輸入，造成了我國池塘生態(tài)系統(tǒng)中氮素、有機物和重金屬逐漸累積；重金屬是水體富營養(yǎng)化和有機污染外的另一類污染物。但在以往的研究中，廣泛關(guān)注的是富營養(yǎng)化污染，重金屬污染問題并未得到應(yīng)有的重視，如劉曼紅等[29]在一份問卷基礎(chǔ)上篩選出來的池塘水質(zhì)評價指標體系中就沒有納入重金屬指標。本研究通過主成分分析法得知目前南寧武鳴淡水魚塘水質(zhì)主要存在兩類污染：“重金屬+總氮”復(fù)合污染和還原性“有機物+無機氮”污染；“重金屬+總氮”復(fù)合污染是武鳴淡水魚塘水質(zhì)的主要特征，鋅、銅和總氮是最重要的影響因子。這與吳會民等[11]發(fā)現(xiàn)鋅和氨態(tài)氮在天津養(yǎng)殖池塘水質(zhì)綜合評價中是影響水質(zhì)主導因子的結(jié)論基本相似，說明混養(yǎng)魚塘水質(zhì)污染的現(xiàn)狀實質(zhì)是重金屬與富營養(yǎng)化污染的相互作用的結(jié)果。本研究還發(fā)現(xiàn)南寧淡水魚塘水質(zhì)總氮含量與重金屬鋅、銅密切負相關(guān)，總磷與重金屬鋅、銅正相關(guān)。根據(jù)主成分分析法中指標荷載值絕對值的含義，說明總氮對鋅、銅有抑制作用，提示魚塘水體氮失衡導致的富營養(yǎng)化可能降低了重金屬鋅、銅污染的嚴重程度，這與吳永貴等[30]水中氮素對重金屬銅、鋅生物毒性有一定拮抗作用的研究結(jié)果一致。在中等營養(yǎng)水平下，銨離子和硝酸根對重金屬的毒性起拮抗作用,銨態(tài)氮及硝態(tài)氮能明顯的降低水體中重金屬銅離子、鋅離子、鎘離子的生物毒性，可一定程度減輕重金屬污染的危害。由于相關(guān)性分析常作為重金屬和營養(yǎng)鹽來源的判斷依據(jù)[20]，魚塘水質(zhì)總氮含量與重金屬鋅、銅密切負相關(guān)也意味著總氮與重金屬鋅、銅的來源不同，但總磷與重金屬鋅、銅有相似來源。

銅和鋅在水產(chǎn)養(yǎng)殖中常用作飼料微量元素添加劑，廣泛使用的水產(chǎn)消毒劑、除藻劑、木材保護劑以及工農(nóng)業(yè)廢水中亦含有大量的銅、鋅等重金屬[31-35]，鄱陽湖流域銅、鋅污染較嚴重[36]。陳琴等[7]對本研究魚塘2012年數(shù)據(jù)處理結(jié)果表明，水體中重金屬銅、鋅含量較低，質(zhì)量濃度分別為12.33～78.11 μg/L和22.99～95.78 μg/L，均達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》[37]中Ⅱ類水質(zhì)標準，可能與現(xiàn)行的銅、鋅評價標準偏高有關(guān)；朱麗娜等[38]采用發(fā)光細菌法對水體重金屬標準限值毒性評價證實《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》[37]中總銅和總鋅閾值偏高已經(jīng)超出安全范圍。戴曉玲等[1]對本研究魚塘2012年富營養(yǎng)化分析結(jié)果也表明總氮和高錳酸鹽指數(shù)主要來源于飼料輸入，總磷的含量可能主要與畜禽糞肥等其他輸入途徑有關(guān)；提示鋅、銅含量較高的畜禽糞肥和魚塘附近木材廠使用的木材保護劑可能是本研究魚塘重金屬鋅、銅的主要來源。

重金屬在水體中存在形式多樣，重金屬在水相和固相之間的遷移轉(zhuǎn)化通過吸附-解吸、水解、沉淀等多種化學作用來完成，pH、高錳酸鹽指數(shù)、總氮和總磷等環(huán)境因子均對重金屬有重要影響。我國淡水魚塘分布廣，養(yǎng)殖品種和模式多樣，富營養(yǎng)化和重金屬污染程度和來源差異大，本研究只選取了南寧市具有一定代表性魚塘的7個水質(zhì)指標來分析魚塘水質(zhì)的污染情況，所得結(jié)果具有相對意義。為揭示淡水魚塘水質(zhì)污染的實質(zhì)，建議進一步開展水體營養(yǎng)鹽影響重金屬污染機理研究，并增加分析的水質(zhì)指標和樣本數(shù)量。

4 結(jié) 語

通過主成分分析法可知目前南寧武鳴淡水魚塘水質(zhì)主要存在兩類污染：“重金屬+總氮”復(fù)合污染和還原性“有機物+無機氮”污染；淡水魚塘水質(zhì)主要受第一主成分“重金屬+總氮”復(fù)合污染中的鋅、銅和總氮的相互作用控制，其次受控于還原性“有機物+無機氮”污染中的高錳酸鹽指數(shù)、亞硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的共同影響?！爸亟饘?總氮”復(fù)合污染是武鳴淡水魚塘水質(zhì)的主要特征，鋅、銅和總氮是最重要的影響因子?？偟c重金屬鋅、銅密切負相關(guān)，總氮與鋅、銅之間存在拮抗作用，魚塘水體氮失衡導致的富營養(yǎng)化可能降低了重金屬鋅、銅污染的嚴重性。研究結(jié)果有助于了解淡水魚塘水質(zhì)主要污染機理和建立相應(yīng)的水質(zhì)調(diào)控技術(shù)，建議進一步開展淡水魚塘水體營養(yǎng)鹽影響重金屬污染的機理和重金屬污染治理技術(shù)研究。

[1] 戴曉玲，楊芳，趙天龍，等．基于綜合水質(zhì)標識指數(shù)法的混養(yǎng)魚塘水體富營養(yǎng)化評價和特征分析[J]．水產(chǎn)科技情報，2014，41(3)：113-119．

[2] 李志波，季麗，李丹丹，等．羅非魚精養(yǎng)池塘水質(zhì)變化規(guī)律和沉積物產(chǎn)污系數(shù)研究[J]．環(huán)境科學與技術(shù)，2015，38(5)：168-174．

[3] 李瑞萍，張欣欣，劉卓，等．池塘養(yǎng)殖水體pH、營養(yǎng)鹽、葉綠素a及3種磺胺類抗生素分布特征及其相關(guān)性分析[J]．環(huán)境工程學報，2015，9(6)：2582-2588．

[4] 劉乾甫，賴子尼，楊婉玲，等．珠三角地區(qū)密養(yǎng)淡水魚塘水質(zhì)狀況分析與評價[J]．南方水產(chǎn)科學，2014，10(6)：36-43．

[5] 岳強，張寶忠，沈汝浪，等．珠江三角洲典型淡水魚塘生態(tài)系統(tǒng)多氯聯(lián)苯的濃度分布及輸入速率[J]．環(huán)境化學，2011，30(7)：1368-1369．

[6] 韋璐，江敏，余根鼎，等．凡納濱對蝦養(yǎng)殖塘葉綠素a與水質(zhì)因子主成分多元線性回歸分析[J]．中國水產(chǎn)科學，2012，19(4)：620-625．

[7] 陳琴，呂業(yè)堅，楊芳，等．混養(yǎng)魚塘水體與表層沉積物 Cu、Zn污染特征與評價[J]．水生態(tài)學雜志，2013，34(5)：54-59．

[8] 謝文平，余德光，鄭光明，等．珠江三角洲養(yǎng)殖魚塘水體中重金屬污染特征和評估[J]．生態(tài)環(huán)境學報，2014，23(4)：636-641．

[9] 李志波，宋超，張聰，等．養(yǎng)殖池塘底泥中重金屬鎘對孔雀石綠代謝的影響[J]．農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2015，34(4)：563-569．

[10] 楊婉玲，賴子尼，劉乾甫，等．不同養(yǎng)殖品種池塘化學耗氧量(CODMn)變化趨勢及環(huán)境影響因素[J]．廣東農(nóng)業(yè)科學，2014，8(5)：161-165．

[11] 吳會民，張韋，梁傳輝．用熵權(quán)模糊綜合評價法評價養(yǎng)殖池塘水質(zhì)狀況的研究[J]．安徽農(nóng)業(yè)科學，2012，40(10)：6110-6112．

[12] 田梓楊，黃洪輝，齊占會，等．大鵬澳海灣養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境的化學計量分析[J]．中國水產(chǎn)科學，2012，19(5)：881-888．

[13] 范立民，吳偉，胡庚東，等．主成分分析法評價多級生物系統(tǒng)對集約化池塘修復(fù)效果研究[J]．中國農(nóng)學通報，2010，26(23)：392-396．

[14] 宋景華，李谷，張世羊，等．養(yǎng)殖池塘水質(zhì)理化因子與微生物群落碳代謝的定量關(guān)系[J]．淡水漁業(yè)，2013，43(5)：68-74．

[15] 劉雙印，徐龍琴，李振波，等．基于PCA-MCAFA-LSSVM的養(yǎng)殖水質(zhì)pH值預(yù)測模型[J]．農(nóng)業(yè)機械學報，2014，45(5)：239-246．

[16] 中華人民共和國環(huán)境保護部．HJ493—2009中華人民共和國國家環(huán)境保護標準[M]．北京：中國環(huán)境科學出版社，2009．

[17] 楊芳，高揚，陳琴，等．淡水混養(yǎng)魚塘水質(zhì)對周圍水環(huán)境的影響[J]．廣東農(nóng)業(yè)科學，2013，40(4)：146-148．

[18] Jollieff I T．Principal Component Analysis[M]．NewYork：Springer，1986．

[19] 尚小龍，余厚平，陳樸青，等．樂安河-鄱陽湖段水環(huán)境因子對重金屬Cu、Pb、Cd遷移轉(zhuǎn)化的影響[J]．江西師范大學學報:自然科學版，2014，38(6)：650-655．

[20] 魯成秀，成杰民．中國三個不同富營養(yǎng)化湖泊沉積物中Cu、Zn賦存特征及其與營養(yǎng)鹽的相關(guān)性分析[J]．生態(tài)環(huán)境學報，2014，23(2)：277-282．

[21] 王妙，王勝，唐鵲輝，等．粵西三座重要供水水庫沉積物營養(yǎng)鹽負荷與重金屬污染特征[J]．生態(tài)環(huán)境學報，2014，23(5)：834-841．

[22] Sandrin T R，Maier R M．Impact of metals on the biodegradation of organic pollutants[J]．Environ Health Perspect，2003，111(8)：1093-1101．

[23] Li Z L，Zhou L X．Cadmium transport mediated by soil colloid and dissolved organic matter：a field study[J]．J Environ Sci，2010，22(1)：106-115．

[24] 余國營，徐小清，張曉華，等．富營養(yǎng)化與污染物間的相互作用及其生態(tài)效應(yīng)[J]．生態(tài)學雜志，2000，19(4)：12-17．

[25] 賈成霞，張清靖，劉盼，等．北京地區(qū)養(yǎng)殖池塘底泥中重金屬的分布及污染特征[J]．水產(chǎn)科學，2011，30(1)：17-21．

[26] 趙漢取，韋肖杭，王俊，等．浙北地區(qū)養(yǎng)殖池塘表層沉積物重金屬潛在生態(tài)風險評價[J]．安全與環(huán)境學報，2014，14(2)：225-229．

[27] 陳辰，蔡楨，劉艷，等．昆山主要水體沉積物4種重金屬的分布及污染狀況評估[J]．上海海洋大學學報，2013，22(4)：593-602．

[28] 謝文平，余德光，鄭光明，等．珠江三角洲養(yǎng)殖魚塘水體中重金屬污染特征和評估[J]．生態(tài)環(huán)境學報，2014，23(4)：636-641．

[29] 劉曼紅，于洪賢，劉其根，等．淡水養(yǎng)殖池塘水質(zhì)評價指標體系研究[J]．安徽農(nóng)業(yè)科學，2011，39(24)：1025-1028．

[30] 吳永貴，熊焱，林初夏，等．不同氮形態(tài)對重金屬Cu、Zn、Cd生物毒性效應(yīng)的影響[J]．農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2006，25(6)：1560-1565．

[31] 陳冬梅，劉維德．銅，鐵，鋅，錳不同組合水平對鯉魚生長的影響[J]．飼料工業(yè)，2003，24(4)：50-52．

[32] 吳紅巖，陳孝煊，陽會軍，等．飼料中添加硫酸鋅對奧尼羅非魚幼魚生長和機體抗氧化功能的影響[J]．水產(chǎn)學報，2008，32(4)：621-627．

[33] 劉漢超，葉元土，蔡春芳，等．團頭魴對飼料中Zn 的需求量[J]．水產(chǎn)學報，2014，38(9)：1522-1529．

[34] 劉漢超，葉元土，蔡春芳，等．幼魚階段團頭魴對飼料中銅的需要量[J]．動物營養(yǎng)學報，2014，26(11)：3469-3477．

[35] 朱本占，范瑞梅，盛治國．有機農(nóng)藥和含銅、鋅等無機農(nóng)藥協(xié)同毒性作用機理[J]．科學通報，2011，56(25)：2111-2118．

[36] 劉倩純，胡維，葛剛，等．鄱陽湖枯水期水體營養(yǎng)濃度及重金屬含量分布研究[J]．長江流域資源與環(huán)境，2012，21(10)：1230-1235．

[37] 國家環(huán)境保護總局，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局．GB 3838—2002地表水環(huán)境質(zhì)量標準[M]．北京：中國環(huán)境科學出版社，2002．

[38] 朱麗娜，劉瑞志，夏建新．基于發(fā)光細菌法的水體重金屬標準限值毒性評價[J]．環(huán)境與健康雜志，2013，30(1)：52-55．

PrincipalComponentAnalysisofPollutioninFreshwaterFishPonds

LUO Wei，LI Wenhong，PANG Yangyang，DAI Xiaoling，ZHANG Zenglin，CHEN Rizhao

( A Key Laboratory for Healthy Aquaculture and Nutrition Regulation, Animal Science and Technology College, Guangxi University, Nanning 530005, China )

At present, there are few combined analysis of heavy metals, eutrophication and organic pollution in the water quality in freshwater fish ponds, even though there were many separate researches on heavy metals, eutrophication and organic pollution. The contents of total nitrogen(TN), total phosphorus(TP),chemical oxygen demand (CODMn), ammonia nitrogen (NH4+-N),nitrite nitrogen(NO2--N), copper (Cu), and zinc (Zn) were routinely monitored in the water for three consecutive years from 2011 to 2013 to investigate the characteristics of water pollution and occurrence mechanism in freshwater polyculture ponds by factor analysis method based on principal component. The results showed that there were two types of water environmental pollution in fresh water ponds in Wu Ming, Zn, Cu and total nitrogen of “heavy metal and total nitrogen” pollution and permanganate index, nitrite nitrogen and ammonium nitrogen of “organic and inorganic nitrogen” pollution. The major feature about the quality of freshwater fish pond in Wu Ming was of water heavy metal and total nitrogen compound pollution, with the most important factors of Zn and Cu and total nitrogen. There was a close relationship between total nitrogen and heavy metals Zn and Cu, and the antagonistic effect was found between the total nitrogen and Zn and Cu in the fish ponds. The heavy metal Zn and Cu pollution was attributed to the nitrogen imbalance caused by eutrophication.

freshwater fish pond；water contamination；principal component；factor analysis

10.16378/j.cnki.1003-1111.2016.02.007

S912

A

1003-1111(2016)02-0136-06

2015-07-24；

2015-09-15.

廣西回國基金項目(2012GXNSFCA053002)；農(nóng)業(yè)部現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)項目(CARS-46-45).

羅偉(1992-)，男，碩士研究生；研究方向：水產(chǎn)動物健康養(yǎng)殖與漁業(yè)環(huán)境.E-mail：15778015674@163.com.通訊作者：李文紅(1966-)，女，教授，博士；研究方向：水產(chǎn)動物健康養(yǎng)殖與漁業(yè)環(huán)境.E-mail：whli66@163.com.