鄉(xiāng)鎮(zhèn)飲用水源地主要超標(biāo)項(xiàng)目變化趨勢(shì)分析

向亞芳

（云陽(yáng)縣生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站 重慶 404500）

引言

飲用水源是飲水安全保障中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，水質(zhì)問(wèn)題直接關(guān)系到人類的身體健康，成為國(guó)際國(guó)內(nèi)社會(huì)高度關(guān)注的公共衛(wèi)生問(wèn)題之一[1]。中國(guó)的城市供水水源地水質(zhì)問(wèn)題突出，居民飲水安全受到影響。飲用水是各種疾病、傳染病傳播的重要途徑，發(fā)展中國(guó)家80%的疾病和30%死亡的是由不安全的飲用水引起[2]。因此，水源地水質(zhì)安全事關(guān)千家萬(wàn)戶的身體健康，開(kāi)展重慶市云陽(yáng)縣轄區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地超標(biāo)項(xiàng)目的變化趨勢(shì)分析可以為環(huán)境管理者提供決策依據(jù)，為改善轄區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地水質(zhì)綜合達(dá)標(biāo)治理提供技術(shù)支撐。

1 云陽(yáng)縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地現(xiàn)狀

云陽(yáng)縣有42 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道，飲用水主要是以地表水水源地為主。2020 年飲用水源地共60 個(gè)，其中城市集中式飲用水水源地2 個(gè)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地58 個(gè)（其中供水人口在10000 人或日供水在1000 噸以上“萬(wàn)人千噸”集中式飲用水水源地6 個(gè)）。河流型飲用水水源地15 個(gè)，湖庫(kù)型飲用水水源地45 個(gè)。

“萬(wàn)人千噸”集中式飲用水水源地每季度首月月初現(xiàn)場(chǎng)采樣監(jiān)測(cè)1 次，其余52 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地半年（5 月、10 月）監(jiān)測(cè)各1 次，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目均為《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中表1 和表2 的共29 項(xiàng)指標(biāo)。

表1 秩相關(guān)系數(shù)rs的臨界值Wp

超標(biāo)項(xiàng)目確定方法采用單因子評(píng)價(jià)法，河流型和湖庫(kù)型鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地超標(biāo)項(xiàng)目確定標(biāo)準(zhǔn)均采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值評(píng)價(jià)。

本文利用2020 年云陽(yáng)縣生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站對(duì)云陽(yáng)縣轄區(qū)58 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析評(píng)價(jià)結(jié)果，超標(biāo)鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地為鳳鳴鎮(zhèn)和平水庫(kù)、人和街道桂花水庫(kù)、盤龍街道大河溝水庫(kù)、紅獅鎮(zhèn)九道水庫(kù)等4 個(gè)水庫(kù)型水源地，超標(biāo)項(xiàng)目主要為高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、總磷、硫酸鹽。對(duì)4 個(gè)超標(biāo)水源地主要污染物運(yùn)用秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)分析近5 年的變化趨勢(shì)，同時(shí)多角度分析引起水質(zhì)變化的主要原因，為水質(zhì)達(dá)標(biāo)綜合治理方案和管理方法提供參考依據(jù)。

因環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果會(huì)受多方面因素影響，很難利用某一兩次的監(jiān)測(cè)結(jié)果判斷整個(gè)污染物變化趨勢(shì)。因此必須利用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理檢驗(yàn)污染變化趨勢(shì)的定量分析[3]。

2 秩相關(guān)系數(shù)法

常用Spearman 秩相關(guān)系數(shù)法分析行變化趨勢(shì)。該方法要求舉足夠數(shù)據(jù)，一般至少應(yīng)采用四個(gè)期間的數(shù)據(jù)。具體方法是：給出時(shí)間周期Y1……Yn，和其相應(yīng)數(shù)值C（即月均值、季均值、季均值或年均值C1……Cn），將C 從大到小排列好。

秩相關(guān)系數(shù)的計(jì)算公式如下：

式中：di—變量Xi和變量Yi的差值；

Xi—周期1 到N 按數(shù)值從小到大排列序號(hào)；

Yi—按時(shí)間順序排列的序號(hào)。

將秩相關(guān)系數(shù)rs的絕對(duì)值同spearman 秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)表中的臨界值Wp進(jìn)行比較。當(dāng)|rs|≥Wp則表明變化趨勢(shì)有顯著意義：如果rs是負(fù)值，則表明變化呈下降趨勢(shì)或好轉(zhuǎn)趨勢(shì)；如果rs為正值，則表明變化呈上升趨勢(shì)或加重趨勢(shì)；當(dāng)|rs|

3 評(píng)價(jià)參數(shù)與斷面選擇

根據(jù)表2 的2020 年云陽(yáng)縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)飲用水源地項(xiàng)目超標(biāo)倍數(shù)統(tǒng)計(jì)表，對(duì)超標(biāo)水源地及導(dǎo)致其超標(biāo)的項(xiàng)目進(jìn)行分析，分析該項(xiàng)目近5 年的變化趨勢(shì)。

表2 2020年鄉(xiāng)鎮(zhèn)飲用水源地項(xiàng)目超標(biāo)倍數(shù)統(tǒng)計(jì)表

由于和平水庫(kù)和桂花水庫(kù)為“萬(wàn)人千噸”鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水源地，每季度監(jiān)測(cè)1 次，因此在本文中取年均值參與計(jì)算[5]。

4 校驗(yàn)

4.1 和平水庫(kù)

2016-2020 年按時(shí)間順序依次排列為Yi，2016-2020 年分別對(duì)應(yīng)的CODMn、CODCr和總磷年均值從低到高依次排列為Xi。和平水庫(kù)2016-2020 年CODMn、CODCr和總磷年均值分析見(jiàn)表3。

表3 和平水庫(kù)CODMn、CODCr、總磷年均值分析

將表3 中CODMn的數(shù)值帶入（1）式得rs=0.7，查表1 得N=5 時(shí)顯著性水平0.05 對(duì)應(yīng)Wp=0.9，表明2016-2020 年和平水庫(kù)CODMn濃度在0.05 的可信度水平上上升趨勢(shì)不顯著。

將表3 中CODCr的數(shù)值帶入（1）式得rs=0.6，查表1 得N=5 時(shí)顯著性水平0.05 對(duì)應(yīng)Wp=0.9，表明和平水庫(kù)2016-2020 年CODCr濃度呈上升趨勢(shì)不顯著。

將表3 中總磷的數(shù)值帶入（1）式得rs=0.9，查表1得N=5 時(shí)顯著性水平0.05 對(duì)應(yīng)Wp=0.9，表明和平水庫(kù)2016-2020 年總磷濃度呈上升趨勢(shì)顯著。

4.2 桂花水庫(kù)

2016-2020 年按時(shí)間順序依次排列為Yi，2016-2020 年分別對(duì)應(yīng)的CODMn、CODCr和總磷年均值從低到高依次排列為Xi。桂花水庫(kù)2016-2020 年CODMn、CODCr和總磷年均值分析見(jiàn)表4。

表4 桂花水庫(kù)CODMn、CODCr、總磷年均值分析

將表4 中CODMn數(shù)值帶入（1）式得rs=1.0，查表1得N=5 時(shí)顯著性水平0.05 對(duì)應(yīng)Wp=0.9，表明2016-2020 年桂花水庫(kù)CODMn濃度在0.05 的可信度水平上上升趨勢(shì)顯著。

將表4 中CODCr數(shù)值帶入（1）式得rs=0.10，查表1 得N=5 時(shí)顯著性水平0.05 對(duì)應(yīng)Wp=0.9，表明桂花水庫(kù)2016-2020 年CODCr濃度呈上升趨勢(shì)不顯著。

將表4 中總磷數(shù)值帶入（1）式得rs=0.50，查表1得N=5 時(shí)顯著性水平0.05 對(duì)應(yīng)Wp=0.9，表明桂花水庫(kù)2016-2020 年總磷濃度呈上升趨勢(shì)不顯著。

4.3 大河溝水庫(kù)和九道水庫(kù)

2016-2020 年按時(shí)間順序依次排列為Yi，2016-2020 年分別對(duì)應(yīng)的總磷、硫酸鹽年均值從低到高依次排列為Xi。2016-2020 年大河溝水庫(kù)總磷和九道水庫(kù)硫酸鹽年均值分析情況見(jiàn)表5。

表5 大河溝水庫(kù)總磷和九道水庫(kù)硫酸鹽年均值分析

將表5 中大河溝水庫(kù)的數(shù)值帶入（1）式得rs=0.3，查表1 得N=5 時(shí)顯著性水平0.05 對(duì)應(yīng)Wp=0.9，表明大河溝水庫(kù)2016-2020 年總磷濃度呈上升趨勢(shì)不顯著。

將表5 中九道水庫(kù)的數(shù)值帶入（1）式得rs=0.8，查表1 得N=5 時(shí)顯著性水平0.05 對(duì)應(yīng)Wp=0.9，表明九道水庫(kù)2016-2020 年硫酸鹽濃度呈上升趨勢(shì)不顯著。

表6 鄉(xiāng)鎮(zhèn)飲用水源地主要超標(biāo)項(xiàng)目秩相關(guān)系數(shù)分析

5 趨勢(shì)分析

根據(jù)上述4 個(gè)斷面的結(jié)果分析可知，和平水庫(kù)的總磷和桂花水庫(kù)的高錳酸鹽指數(shù)濃度變化呈顯著上升趨勢(shì)，其余斷面的其他指標(biāo)濃度變化均呈不顯著上升趨勢(shì)。

6 原因分析與建議

6.1 原因分析

轄區(qū)4 個(gè)超標(biāo)飲用水水源地均為湖庫(kù)型，因此湖庫(kù)型鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地整體情況不容樂(lè)觀，超標(biāo)嚴(yán)重因子主要為總磷。超標(biāo)原因分析主要有：

一是因?yàn)椤兜乇硭h(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中湖庫(kù)型總磷的標(biāo)準(zhǔn)限值比河流型低0.15mg/L，河流型標(biāo)準(zhǔn)值0.2mg/L，湖庫(kù)型0.05mg/L，因此湖庫(kù)型水源地很容易超標(biāo)。

二是從污染物來(lái)源和污染物輸入情況看，主要是由于農(nóng)業(yè)面源輸入為主，畜禽養(yǎng)殖污染、保護(hù)區(qū)內(nèi)居民生活污水和生活垃圾直排等為輔，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)應(yīng)指導(dǎo)保護(hù)區(qū)內(nèi)農(nóng)戶農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中使用生物肥、低毒生物農(nóng)藥，以減少對(duì)飲用水水源地的污染。

三是部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)飲用水源地是死水不流動(dòng)，自凈能力弱，污染物逐年累積，部分指標(biāo)上升趨勢(shì)顯著，上游分布著大量農(nóng)田，化肥、農(nóng)藥隨地表徑流進(jìn)入湖庫(kù)。

四是保護(hù)區(qū)內(nèi)部分農(nóng)戶的生活陋習(xí)將生活污水、糞便直接傾倒。

五是畜禽養(yǎng)殖散養(yǎng)戶將畜禽排泄物未有效利用而直接排入水體。

六是在春秋季節(jié)，因氣溫適宜，易導(dǎo)致藻類大量生長(zhǎng)，從而爆發(fā)水華現(xiàn)象導(dǎo)致湖庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重。

6.2 建議

（1）加強(qiáng)現(xiàn)有飲用水源地保護(hù)力度。結(jié)合飲用水源調(diào)查結(jié)果開(kāi)展飲用水源保護(hù)工作，加強(qiáng)日常監(jiān)測(cè)和巡查，規(guī)范界碑設(shè)置和保護(hù)區(qū)劃分，對(duì)達(dá)不到要求的實(shí)施限期整改，確保群眾飲水安全。特別是加強(qiáng)農(nóng)村飲水保護(hù)，對(duì)長(zhǎng)期不能達(dá)標(biāo)，治理難度又大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)采取更換飲用水源地的措施。對(duì)以水庫(kù)為飲用水源地的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)水源保護(hù)，尤其是禁止肥水養(yǎng)魚(yú)。

（2）加快污水處理及配套設(shè)施的完善，提高農(nóng)村生活污水收集率和處理率。針對(duì)農(nóng)村場(chǎng)鎮(zhèn)布局、地形地勢(shì)及居民房屋結(jié)構(gòu)，完善二、三級(jí)污水支管及入戶管道的建設(shè)，做到污水應(yīng)收盡收，將生活污水全部納入污水管網(wǎng)，提高污水收集率。

加快污水處理廠的設(shè)備安裝和調(diào)試，加大對(duì)污水處理廠工作人員的技能培訓(xùn)及職業(yè)道德教育，同時(shí)，生態(tài)環(huán)境部門應(yīng)強(qiáng)化對(duì)污水處理廠的環(huán)境監(jiān)督管理，確保污水處理廠穩(wěn)定運(yùn)行，污染物達(dá)標(biāo)排放，減少對(duì)地表水環(huán)境的污染負(fù)荷。對(duì)城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)未覆蓋的區(qū)域，修建污水凈化沼氣池，加強(qiáng)農(nóng)村生活污水無(wú)動(dòng)力處理系統(tǒng)建設(shè)。

（3）推進(jìn)化肥農(nóng)藥使用減量化。制定化肥農(nóng)藥減量化工作方案，推廣有機(jī)肥替代化肥，實(shí)施測(cè)土配方施肥，強(qiáng)化病蟲(chóng)害統(tǒng)防統(tǒng)治和綠色防控。

（4）加強(qiáng)畜禽養(yǎng)殖污染治理。嚴(yán)禁在禁養(yǎng)區(qū)內(nèi)從事畜禽養(yǎng)殖等污染水體的行為。新、改、擴(kuò)建畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)（小區(qū)）應(yīng)完善雨污分流、糞便污水資源化利用設(shè)施。

結(jié)語(yǔ)

（1）用秩相關(guān)系數(shù)法分析近5 年超標(biāo)水源地水質(zhì)的變化趨勢(shì)，結(jié)果表明和平水庫(kù)、桂灣水庫(kù)的高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量和總磷均有不同程度的上升；大河溝水庫(kù)的總磷濃度呈上升趨勢(shì)；九道水庫(kù)的硫酸鹽濃度上升趨勢(shì)不顯著。（2）根據(jù)超標(biāo)水源地超標(biāo)因子的趨勢(shì)分析，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，分析水源地超標(biāo)的原因和提出相應(yīng)合理的整治建議，為后續(xù)開(kāi)展水庫(kù)型水源地整治提供參考依據(jù)。