水質標識指數法在榕江流域水質評價分析中的應用

陳澤榕

摘? 要：該文利用單因子水質標識指數法和綜合水質標識指數法，選取溶解氧、高錳酸鹽指數、五日生化需氧量、氨氮和總磷5個主要指標，對榕江干流2014—2017年水質監測數據進行分析評價，得出其主要污染情況并給出水資源保護措施。

關鍵詞：水質標識指數法;榕江干流;水質評價

中圖分類號 X824文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）06-0112-03

Abstract：The water quality monitoring data of rongjiang main stream from 2014 to 2017 were analyzed and evaluated by using the single factor water quality index method and the comprehensive water quality index method，and five main indexes of dissolved oxygen，permanganate index，5-day biochemical oxygen demand，ammonia nitrogen and total phosphorus were selected.The main pollution situation is obtained and the measures for water resources protection are given.

Key words：Water quality identification index;Rongjiang river main stream;Water quality assessment

近年來，隨著環境保護的意識不斷加強，水資源保護的觀念也漸漸深入人心。水質評價是水環境保護中的基礎性工作，只有通過對水質監測數據進行科學合理的分析評價，才能客觀反映水環境狀況，為環境保護提供技術保障。常見的水質分析評價方法有單因子評價法、污染指數評價法、模糊數學評價法、人工神經網絡法、層次分析法等[1-4]。這些分析方法的不足之處在于無法根據評價結果直觀看出綜合水質類別是否達到功能區標準，且無法說明有多少項水質指標達不到目標水功能區水質類別，不能在同一類型中進行優劣評價，主觀性強。徐祖信提出的單因子水質標識指數評價方法和綜合水質標識指數評價方法克服了傳統水質評價方法的缺陷，能更客觀地對水質進行定量考核比對，被廣泛應用于水環境治理中[5-7]。本文采用單因子水質標識指數法和綜合水質標識指數法，對榕江流域水質進行了評價。

1 資料與方法

1.1 單因子水質標識指數 單因子水質指數P由1位整數、小數點后2位或3位有效數字組成，表示為：

Pi=A1.A2A3 （1）

式中：A1—表示第i項水質指標的水質類別;A2—表示監測數據在X1類水質變化區間中所處的位置，根據公式按四舍五入的原則計算確定;A3—表示水質類別與功能區劃既定類別的比較結果，為1位或2位有效數字。

1.2 綜合水質標識指數 綜合水質標識指數由整數位和3位或4位小數位組成，表示為：

WQI=（∑Xi/n）A3A4 （2）

式中：（∑Xi/n）—表示單因子水質標識指數總和的平均數，視為A1、A2，n為參加水質評價因子的個數;A3—表示參與綜合水質評價的水質指標中，達不到水環境功能區目標的評價指標個數;A4—表示綜合水質類別與水體功能區類別橫向比較結果，為綜合水質污染情況的表現。

2種水質標識指數對應的水質類別如表1所示。

2 結果與分析

2.1 榕江干流水質評價

2.1.1 評價指標選擇 如圖1所示，從榕江源頭進入汕尾市境內起，依次從上游到下游選取榕江干流5個具有代表性的斷面，分別是上游的富口、河婆;中游的東橋園、南河大橋和下游的炮臺。根據2017年的水質監測數據，對pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數、五日生化需氧量、氨氮、總磷、總氮、銅、鋅、氟化物、砷、硒、汞、鎘、鉻（六價）等29項指標進行分析，得出5個監測斷面主要的污染物為以溶解氧、高錳酸鹽指數、五日生化需氧量和氨氮為主的有機污染和以總磷為主的富營養化污染;其余的分析指標大部分均小于《地表水環境質量標準（GB3838-2002）》[8]中的Ⅰ類和Ⅱ類水的標準限值。因此，選取溶解氧、CODMn、BOD5、氨氮、總磷這5個主要污染指標項目進行此次分析評價。

2.1.2 水質評價結果 在所選擇的監測斷面中，富口為榕江源頭水保護區，執行《地表水環境質量標準（GB3838-2002）》中的Ⅰ類水標準;河婆與東橋園均為榕江干流陸河、揭陽保留區，執行Ⅱ類水標準;南河大橋為榕江干流（南河）牛田洋漁業、工業用水區，執行Ⅱ類水標準;炮臺為榕江干流（南河）牛田洋漁業、工業用水區，執行Ⅲ類水標準。將2017年各個監測指標進行統計整理并分別按照單因子標識指數法和綜合標識指數法進行評價，結果見表2、表3。

除DO和BOD5外，榕江中游東橋園其余監測指標均符合水功能區目標，該監測斷面上游棉湖水閘匯集了附近30km2范圍內居民生活污水和包括印染、腌制、造紙、鑄鋼等行業的工業廢污水排入，水質受到一定程度的污染，導致DO和BOD5達不到功能區目標;南河大橋斷面除DO和TP分別為Ⅴ類和Ⅲ類外，水體以富營養化為主;其余監測指標都達到功能區目標。影響DO和TP不達標的因素為沿岸居民生活污水大部分都直接排入河道，斷面上游的紡織、造紙廠的廢水也直接（或經簡單處理后）排入，導致水體污染較嚴重。

榕江下游炮臺斷面DO和BOD5分別為Ⅴ類和Ⅳ，不符合功能區目標水質要求，這是由于沿岸居民生活污水、工業廢水大部分都直接排入河道引起有機污染;其他指標均優于或小于Ⅲ類要求，但其綜合標識指數已經接近Ⅲ類水上限，須引起重視。

榕江干流上游污染程度較小，主要的污染來自中游單元和下游單元，由中游至下游污染逐步加重，且下游的綜合水質標識指數最大，污染最重，說明榕江干流主要的污染來自下游。

2.2 榕江干流水質隨時間的變化

3 結論與討論

從以上分析數據可以得知，目前榕江干流的各檢測項目中，DO、BOD5、總磷的含量相對較高，說明水質受居民生活污水和包括印染、腌制、造紙、鑄鋼等行業的工業廢污水的影響較大。政府各部門必須制定完善相關政策法規，加大環境保護實施建設投入，在農村及鄉鎮設立生活垃圾收集設施，有效收集城鄉生活垃圾，進行無害化集中處理，減少生活垃圾對水體造成的污染。同時加強工業廢水處理，制定整治方案，確保企業實現達標排放，或收集工業廢水集中處理后再排放，減輕河流的污染負荷。

水質標識指數法計算簡便、結論合理，單因子標識指數法可以直觀體現出榕江干流中各個監測因子對相應水體水環境功能區的污染程度，綜合水質標識指數法可以同時對河流綜合水質進行定性和定量評價，不會因為個別水質指標的問題而全面否定綜合水質，能綜合客觀地對河流水質做出合理性評價。利用單因子水質標識指數法對2017年榕江流域主要代表斷面進行分析評價，從評價結果可以直觀看出榕江流域各個監測指標能否達到相應的水功能區目標水質類別，并可以一目了然看出超標指標的污染程度，便于對各超標斷面污染情況進行分析評價。

將一組有機污染指標結合富營養化指標，同時把水質污染程度結合對應水功能區水質類別進行橫向比較，利用綜合水質標識指數法對2014—2017年榕江干流主要代表斷面水質隨時間的變化及同水功能區的達標情況進行綜合評價。評價結果顯示，榕江干流水質在監測時間內有不同程度的波動，這與榕江干流流域內的人口數量、產業結構調整、水文氣象環境等有關，但總體上除南河大橋個別年份外，綜合水質類別均未超過水功能區相應的水質類別。

參考文獻

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[3]白云鵬.主成分分析在地下水環境質量評價中的應用[D].南京：河海大學，2007：34-35.

[4]劉碩，朱建平，蔣火華.對幾種環境質量綜合指數評價方法的探討[J].中國環境監測，1999，15（5）：3：35-64.

[5]尹海龍，徐祖信.我國單因子水質評價方法改進探討[J].凈水技術，2008，27（2）：1-3.

[6]徐祖信.我國河流單因子水質標識指數評價方法研究[J].同濟大學學報（自然科學版），2005，33（3）：321-325.

[7]徐祖信.我國河流綜合水質標識指數評價方法研究[J].同濟大學學報（自然科學版），2005，33（4）：482-488.

[8]GB3838-2002，地表水環境質量標準[S].國家環境保護總局.國家質量監督檢驗檢疫總局，2002：1-4.

（責編：徐世紅）