水污染指數法在河流水質評價中的應用

馬 原

（遼寧省錦州水文局，遼寧錦州121000）

水污染指數法在河流水質評價中的應用

馬 原

（遼寧省錦州水文局，遼寧錦州121000）

本文主要采用水污染指數法，對我國遼寧省某河流水質總體污染情況進行指標量化分析，通過選取該河流中15個不同的常規監測斷面進行采樣分析，最終研究結果表明，該河流中存在Ⅱ級、Ⅲ級以及Ⅴ類和劣Ⅴ類四種不同等級的水質，而監測點2、3及監測點4和6、監測點7、8的水質等級均為Ⅲ類。但在監測點4及監測點6兩個監測斷面中，前者水質較好，后者水質較差。在劣Ⅴ類水質中，監測點11水質較差，監測點14水質污染程度較輕，最終通過指標篩選發現，2015年該河流Ⅴ類及劣Ⅴ類等級的水質中主要污染因素均為糞大腸菌群。

水污染指數法；河流水質；評價；應用

隨著科學技術不斷發展，我國區域生態環境污染也越來越嚴重。因此，水資源作為人類生命之源，對其采取合理的措施進行監測保護尤為重要。通常情況下，對水資源水質總體情況進行定性及定量指標分析評價，不但能夠保證水質污染情況得到及時控制，而且能夠為區域環境保護提供合理對策。因此，為了確保水質評價結果科學準確，在采用水污染指數法進行分析評價時，必須要求技術人員所采用的水質評價方法能夠對河流水質狀況進行量化。在此研究背景下，本文將重點采用水污染指數法對我國遼寧省某河流干流2015年的水質綜合情況進行分析評價，通過將水質評價結果進行量化對比，以此全面反映該研究區河流水質總體情況。

1 水污染指數法在河流水質評價中的應用背景

目前，我國河流水質評價工作中，經常采用單因子和綜合污染指數兩種評價方法，但是二者都存在一定的不足。單因子水質評價方法只能對水質類別進行鑒定，但無法準確反映水質總體污染變化特點；而綜合污染指數法則在評價過程中易受區域高濃度水質影響。因此，評價結果只能反映水質污染總體變化情況，但無法對水質的具體類別進行科學鑒定［1］。另外，諸如灰色評價法以及多元統計法和模糊數學法等也偶爾會在區域水質評價工作中得到應用，但以上幾種方法由于本身模型分析及計算過程較為復雜。因此，操作不便，不被廣泛使用。為進一步克服以上幾種單一評價法在河流水質評價中的局限性，本文擬采用水污染指數法對遼寧省某河流水質情況進行分析評價［2］。

2 研究區概況

該河流位于我國遼寧省西部，屬于大凌河的支流之一。該河流的干流為沿岸居民生產與生活的重要補給水源。此次水質評價工作主要在該研究區選擇15個常規斷面監測點，采用水污染指數法對該河流總體水質情況進行分析評價。此次分析評價采樣數據全部來源于該省2015年1月～2016年1月份水資源管理平均監測統計數據。對水質污染情況進行評價時，主要采用我國現行《地表水環境質量標準》中的相關要求作為衡量評價參考指標［3］。

3 河流水質評價中水污染指數法的應用

3.1 水污染指數法簡介

水污染指數法是近年來我國水質評價工作中經常采用的一種方法，其被稱為Water Pollution Index，簡稱WPI水質評價法。該評價方法延續了單因子水質評價法的主要評價做法，通過污染最嚴重的指標作為水質類別鑒定的主要依據［4］。因此，水污染指數法的主要應用優點是可以將水資源污染情況進行量化，根據數據分析結果就可看出某區域河流水質總體變化情況，同時也可以準確反映水資源的時空變化特征［5］。

3.2 水污染指數法應用原理

此次分析評價基于單因子水質評價思想，按照該河流水質類別和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ類水質所對應的W值分別為20、20～40、40～60、60～80、80～100、＞100，以此采用內插法對此次采樣數據的W值進行科學計算，最終選擇最高值作為某個監測斷面的W值。

3.3 河流水質評價中污染指標W值計算

3.3.1 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類水質所對應的W值計算

采用水污染指數法對該河流水質污染情況進行評價分析時，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類水質所對應的值計算，其具體公式如下：式中，C（i）該河流的第i個評價項目和監測項目的實際濃度值；Ch（i）該河流的第i個評價項目和監測項目所在水質類別的上限濃度值；Cl（i）該河流的第i個評價項目和監測項目所在水質類別的下限濃度值；W（i）該河流的第i個評價項目和監測項目所對應的W值；Wl（i）該河流的第i個評價項目和監測項目下限濃度值所對應的W值；Wh（i）該河流的第i個評價項目和監測項目上限濃度值所對應的W值。

另外，當該河流中的溶解氧（DO）在7.5mg/L以上時，此次水質評價標準為20分；如果當2≤溶解氧（DO）＜7.5時，此次水質評價結果按照以下公式進行科學計算：

3.3.2 Ⅴ、劣Ⅴ類水質所對應的W值計算

采用水污染指數法對該河流水質污染情況進行評價分析時，Ⅴ、劣Ⅴ類水質所對應的W值計算，其具體公式如下：

式中，C（i）為該河流第i個評價項目和監測項目的實際濃度值；W（i）該河流第i個評價項目和監測項目所對應的W值；C5（i）該河流第i個評價項目和監測項目Ⅴ類水質標準濃度限值。

另外，當該河流中的酸堿值pH在6以下時，Ⅴ、劣Ⅴ類水質所對應的W值計算評價，按照以下公式進行科學計算：

當該河流中的酸堿值pH在9以上時，Ⅴ、劣Ⅴ類水質所對應的W值計算評價，按照以下公式進行科學計算：

當該河流中的溶解氧（DO）在2mg/L以上時，此次水質評價結果按照以下公式進行科學計算：

3.4 河流水質評價中確定斷面監測點污染指標值

此次分析評價，按照該河流水質類別20、20～40、40～60、60～80、80～100、＞100這一評分標準，最終確定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類水質所對應的W值以及Ⅴ、劣Ⅴ類水質所對應的W值，需要按照以下公式進行科學計算：

4 評價結果分析

按照上述評價思想與做法本文科學對該河流中2015年度15個常規斷面監測點的水污染指數進行了評價分析，最終結果見表1。

表1 基于水污染指數分析法對該河流水質污染情況的評價結果

從上述數據分析結果中可以看出，水污染指數法主要是通過對該河流中15個不同監測斷面中的相關指標進行分析計算，最終得到斷面監測點污染指標W值。因此，從上述計算分析過程以及評價結果中可以清晰看到該河流水質的具體類別，而且結合水質類別可以列出此類水質的主要污染指標［6］。在此分析評價過程中，由于采用水污染指數法可以對該河流斷面監測點污染指標W值進行量化，因此使同一類水質的不同污染情況進行分析比對成為現實。

具體而言，在上述評價結果中，水質監測點2、監測3以及監測點4和監測點6、監測點7、監測點8的水質等級均為Ⅲ類。但是，通過對上述6個不同監測斷面中的污染指標W值進行比對可知，監測點4以及監測點6兩個監測斷面中，前者河流的水質情況較好，而后者水質情況較差。另外，在上述評價結果中，監測點11—監測點15這5個不同監測斷面中河流水質等級均為劣Ⅴ類，而通過對該河流斷面監測點污染指標W值進行量化分析可知，監測點11河流水質情況較差，相比監測點14河流斷面中的水質污染程度較輕。因此，從上述分析以及對比結果中可以看出，采用水污染指數法對該區河流水質進行等級劃分以及WPI值計算分析，不但能夠對河流水質具體污染程度進行量化，而且在一定程度上可以反映水質的具體污染指標情況［7］。

除此之外，本文還針對上述不同污染指標進行了識別分析，按照以下原則與方法對該河流水質主要污染指標進行篩選。

如果該河流水質總體評價等級在Ⅲ類或Ⅲ類以上，則不作為主要污染評價指標進行結果篩選，但如果該河流水質污染情況總體評價等級在Ⅲ類以下，則從超過Ⅲ類水質標準限值的具體指標中選取WPI值最大的前三個不同指標作為此次水質污染評價分析中的主要污染指標。具體篩選評價結果見上表，從中可以看出，2015年該河流Ⅴ類以及劣Ⅴ類等級的水質中主要污染因素均為糞大腸菌群［8］。

5 結語

總而言之，本文為了進一步滿足當地水資源管理的要求，科學提出了基于指數分析法的河流水質污染情況評價方法。文中主要選擇遼寧省某河流干流中的15個不同監測斷面進行數據采樣分析。從評價結果來看，水質污染指標可以進行量化，在滿足區域水資源污染分析需求的前提下，可以清晰看到該河流中污染水源質量的主要影響因素。因此，這一方法不但操作過程簡單，而且基于單一指標水質分析評價法的主要評價思想，可以對不同水質進類型進行科學劃分，以此通過篩選劣V類水體水質的主要WPI值，就可準確而全面反映該區域水質總體污染差異。除此之外，采用此種方法對水質進行評價時，主要選取污染程度較為嚴重的水質影響因素進行量化分析。因此，在對WPI值進行計算分析時，必須保證數據指標計算科學。在今后的水質評價工作中，需要技術人員嚴格遵循既定的目標操作流程進行分析評價，以此提升區域水質評價總體質量，減小評價誤差。

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1008-1305（2017）01-0011-02

DO I:10.3969/j.issn.1008-1305.2017.01.004

2016-10-08

馬 原（1983年—），女，工程師。