嘉興南郊河水源水水質(zhì)變化特征與趨勢(shì)分析

吳曉芳　董嘯嘯　洪志勇　丁夢(mèng)娜　周蘇萍　葛修晟　何洋陽(yáng)　鄭永吉　汪梅

【摘要】：南郊河為浙江省嘉興市區(qū)的水源地，通過(guò)18個(gè)月的不間斷采樣檢測(cè)，采用單因子評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)其水質(zhì)類(lèi)別，南郊河水體水質(zhì)由Ⅲ～Ⅳ類(lèi)向Ⅱ～Ⅲ類(lèi)變化；采用超標(biāo)倍數(shù)法，確定其主要污染指標(biāo)為高錳酸鹽指數(shù)、COD和TP；采用秩相關(guān)系數(shù)法對(duì)其進(jìn)行水質(zhì)變化趨勢(shì)分析，表明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)污染指標(biāo)變化呈下降趨勢(shì)，水質(zhì)有好轉(zhuǎn)趨勢(shì)，且其變化趨勢(shì)有顯著意義。此研究表明浙江省“五水共治”工程成效明顯。

【關(guān)鍵詞】：水源水；檢測(cè)；評(píng)價(jià)；秩相關(guān)系數(shù)；五水共治

為保護(hù)水資源，守護(hù)生命線，浙江省委省政府于2014年在全省范圍內(nèi)全力推行“治污水、防洪水、排澇水、保供水、抓節(jié)水”的“五水共治”工程。首期目標(biāo)為“力爭(zhēng)在3年內(nèi)解決突出問(wèn)題，明顯見(jiàn)效”。開(kāi)展內(nèi)陸河水質(zhì)變化特征與趨勢(shì)分析，可全面分析評(píng)價(jià)浙江省水源水水質(zhì)變化情況，驗(yàn)證在全省范圍內(nèi)推行“五水共治”工程的成效。

本文以南郊河水源水為研究對(duì)象，在2015年9月～2017年2月期間，通過(guò)每月一次，為期18個(gè)月的高密度監(jiān)測(cè)，全面評(píng)價(jià)南郊河原水水質(zhì)狀況和水質(zhì)變化趨勢(shì)。

1、研究方法

1.1 研究區(qū)域

嘉興市南郊河為人工開(kāi)挖河，在2007年11月全線通航后，成為嘉興市的新環(huán)城河，同時(shí)也成為嘉興貫涇港水廠的水源地。南郊河北起杭州塘，南止于海鹽塘，全長(zhǎng)10.71km，寬60m。南郊河貫通杭嘉湖水域，其水質(zhì)變化情況同步表征了地區(qū)內(nèi)河水質(zhì)變化趨勢(shì)。

1.2 采樣點(diǎn)位與頻率

南郊河水質(zhì)檢測(cè)項(xiàng)目頻率為每月采樣檢測(cè)一次，每次采集水樣1個(gè)，采樣點(diǎn)為貫涇港水廠水源水采樣口。

1.3 檢測(cè)指標(biāo)與方法

南郊河水質(zhì)檢測(cè)項(xiàng)目涵蓋《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）表1中的24基本項(xiàng)目、表2飲用水源地中的5個(gè)補(bǔ)充項(xiàng)目，同時(shí)還增測(cè)了總大腸菌群、菌落總數(shù)、溴酸鹽、甲醛、亞氯酸鹽、氯酸鹽、色度、渾濁度等18項(xiàng)指標(biāo)。檢測(cè)方法為《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中所規(guī)定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法、《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》（GB5750-2006）。

1.4 評(píng)價(jià)方法

評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)為《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002），采用單因子評(píng)價(jià)法，即根據(jù)評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)參評(píng)指標(biāo)中類(lèi)別最高的一項(xiàng)來(lái)進(jìn)行類(lèi)別判定。根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)辦法》（2011年），地表水水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)為：《地表水環(huán)境指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）表1中除水溫、TN、糞大腸菌群以外的21項(xiàng)指標(biāo)。

2、結(jié)果與討論

2.1 檢測(cè)與評(píng)價(jià)結(jié)果

結(jié)果顯示，高錳酸鹽指數(shù)、COD、氨氮以及TP測(cè)得值處于Ⅲ類(lèi)～Ⅴ類(lèi)水體水質(zhì)之間；總氮均未達(dá)到Ⅴ類(lèi)水體要求，水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表下表1。

2.2 污染物變化趨勢(shì)分析

結(jié)果表明，南郊河水系屬Ⅱ類(lèi)～Ⅴ類(lèi)水體水質(zhì)，屬于微污染水源。2015年9月～2017年2月期間，水質(zhì)向好趨勢(shì)明顯，特別是2016年7月以來(lái)，持續(xù)處于Ⅱ類(lèi)～Ⅲ類(lèi)水體，水質(zhì)提升1個(gè)等級(jí)以上，能基本滿(mǎn)足“飲用水源地一、二級(jí)保護(hù)區(qū)”要求。

高錳酸鹽指數(shù)、COD、氨氮、TP等指標(biāo)變化趨勢(shì)基本一致，表現(xiàn)為穩(wěn)中有降，特別是2016年7月以來(lái)，其測(cè)得值均下降趨勢(shì)明顯。

氟化物、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽氮等指標(biāo)含量相對(duì)較為平穩(wěn)，有不同程度的降低趨勢(shì)，其中氟化物的測(cè)得值在0.35～0.50mg/L之間；硫酸鹽測(cè)得值在35～70mg/L；氯化物測(cè)得值在20～30mg/L；硝酸鹽氮測(cè)得值在1.50～3.00mg/L之間。

飲用水水源水補(bǔ)充項(xiàng)目指標(biāo)中，鐵、錳測(cè)定結(jié)果超過(guò)GB3838-2002規(guī)定限值（0.3mg/L，0.1mg/L），平均值超標(biāo)倍數(shù)分別為2.3倍和1.7倍；2016年后結(jié)果明顯降低，2017年2月鐵和錳均未見(jiàn)超標(biāo)，其中錳指標(biāo)已連續(xù)4個(gè)月未檢出。2015年12月～2016年4月連續(xù)5個(gè)月，在原水中有氯酸鹽檢出，其測(cè)得值在0.041～0.317mg/L之間。

2.3 主要污染物的確定

根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)辦法》（2011年），斷面水質(zhì)超過(guò)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3838-2002Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，先按照不同指標(biāo)對(duì)應(yīng)水質(zhì)類(lèi)別的優(yōu)劣，選擇水質(zhì)類(lèi)別最差的前三項(xiàng)指標(biāo)作為主要污染指標(biāo)。當(dāng)不同指標(biāo)對(duì)應(yīng)的水質(zhì)類(lèi)別相同時(shí)計(jì)算超標(biāo)倍數(shù)，將超標(biāo)指標(biāo)按其超標(biāo)倍數(shù)大小排列，取超標(biāo)倍數(shù)最大的前三項(xiàng)為主要污染指標(biāo)。

超標(biāo)倍數(shù)=（某指標(biāo)的濃度值-該指標(biāo)的Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)）/該指標(biāo)的Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)結(jié)果，確定南郊河的主要污染指標(biāo)為高錳酸鹽指數(shù)、COD和TP。

2.4 水質(zhì)變化趨勢(shì)分析

為評(píng)價(jià)南郊河水質(zhì)變化趨勢(shì)，使用spearman的秩相關(guān)系數(shù)，對(duì)其進(jìn)行Daniel的趨勢(shì)檢驗(yàn)。

rs=1-[6∑di2]/[N3-N]

di=Xi-Yi

式中，di變量為Xi與Yi的差值；Xi為周期I到周期N按濃度值從小到大排列的序號(hào)；Yi為按時(shí)間排列的序號(hào)。

選用高錳酸鹽指數(shù)、COD和TP三項(xiàng)主要污染指標(biāo)，分別進(jìn)行水質(zhì)變化趨勢(shì)分析，計(jì)算得rs結(jié)果如表3。

由spearman秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)表查得臨界值Wp為0.399[N=18；顯著水平（單側(cè)檢驗(yàn)0.05）]。其評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)為：

當(dāng)rs的絕對(duì)值>Wp 則表明變化趨勢(shì)有顯著意義；

如果rs是負(fù)值，則表明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)有關(guān)統(tǒng)計(jì)量指標(biāo)變化呈下降趨勢(shì)或好轉(zhuǎn)趨勢(shì)；

如果rs為正值，則表明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)有關(guān)統(tǒng)計(jì)量指標(biāo)變化呈上升趨勢(shì)或加重趨勢(shì)；

當(dāng)rs的絕對(duì)值≤Wp則表明變化趨勢(shì)沒(méi)有顯著意義：

結(jié)果顯示，三項(xiàng)主要污染指標(biāo)變化趨勢(shì)分析一致，均表明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)污染指標(biāo)變化呈下降趨勢(shì)，水質(zhì)有好轉(zhuǎn)趨勢(shì)，且其變化趨勢(shì)有顯著意義。

結(jié)語(yǔ)

南郊河屬于人工開(kāi)挖內(nèi)陸河，2016年7月以來(lái)，水質(zhì)已從原來(lái)的Ⅳ～Ⅴ類(lèi)水體，提升為Ⅱ類(lèi)～Ⅲ類(lèi)水體，原水水質(zhì)趨好。原水中大部分金屬指標(biāo)和毒理學(xué)指標(biāo)未予檢出，可以達(dá)到Ⅲ類(lèi)以上水體要求。

南郊河的主要污染指標(biāo)為高錳酸鹽指數(shù)、COD和TP。在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)，南郊河污染指標(biāo)變化呈下降趨勢(shì)，水質(zhì)有好轉(zhuǎn)趨勢(shì)，且其變化趨勢(shì)有顯著意義。

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作者簡(jiǎn)介：吳曉芳（1975-），女，浙江金華人，高級(jí)工程師，研究方向：水質(zhì)檢測(cè)。