鞍山市重要水質站水質分析與評價

李 雪

(遼寧省鞍山水文局，遼寧 鞍山 114032)

為優化水質監測站網，落實“水利工程補短板，水利行業強監管”的水利改革發展總基調，全面提升水質監測支撐水資源合理利用、優化配置和節約保護能力，國家設立了重要水質站，其監測信息反映了國家重要江河湖泊水資源質量基本情況，并為水利中心工作提供了重要支撐。水質是水文水資源的基本要素，所以對重要水質站的水質監測分析與評價更是必不可少。目前，對江河湖泊的水質評價方法有很多，其中水質標識指數法應用較為普遍[1]，因此，本文采用水質標識指數法對遼寧省鞍山市重要水質站進行評價，能夠較好地反映水體的污染狀況以及主要污染因子[2]。

1 概 述

遼寧省鞍山市的重要水質站有三岔河、文家街、張荒地大橋、岫巖、高家、海城。三岔河監測斷面位于遼寧省海城市，是大遼河上的監測斷面，屬于農業用水區，根據《地表水環境質量標準》(GB 3838-2002)，其水質目標為Ⅳ類水。文家街監測斷面位于遼寧省鞍山市岫巖滿族自治縣，是哨子河上的監測斷面，起始斷面是石湖水庫出口，終止斷面是入大洋河河口，屬于哨子河石湖水庫上游引用水源區以及農業用水區，其水質目標為Ⅱ類水。張荒地大橋監測斷面位于鞍山市，屬于遼河上的監測斷面，起始斷面是小徐家房子，終止斷面是西溝稍子，屬于遼河小徐家房子引用水源區以及農業用水區，其水質目標為Ⅲ類水。岫巖監測斷面位于遼寧省鞍山市岫巖滿族自治縣，是大洋河上的監測斷面，屬于大洋河岫巖源頭水保護區，其水質目標為Ⅱ類水。高家監測斷面位于鞍山市臺安縣，是繞陽河上的監測斷面，起始斷面是金家，終止斷面是王回窩堡，屬于繞陽河金家農業用水區以及漁業用水區，其水質目標為Ⅲ類水。海城監測斷面位于遼寧省海城市，是海城河上的監測斷面，起始斷面是紅土嶺水庫出口，終止斷面是東三臺，屬于農業用水區，其水質目標為Ⅳ類水。

2 監測方法與結果

隨著連續流動分析技術的不斷發展與完善，其在水質監測中的應用越來越廣泛[3]。連續流動分析法具有大批量檢測分析速率快、樣品用量少、試劑耗量低、檢出限低、檢測效率高、檢測體系封閉和環境友好等特點[4]。

本實驗運用連續流動分析法對影響水質的主要指標高錳酸鹽指數(CODMn)、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)、總氮(TN)進行檢測，三岔河、文家街、張荒地大橋、岫巖、高家、海城6個重要水質站2019—2020年汛期(豐水期7—9月)和非汛期(平水期10—11月和枯水期12月—次年2月)CODMn、NH3-N、TP和TN的檢測數據見表1～表3。

表1 三岔河和文家街監測項目結果 單位：mg/L

表2 張荒地大橋和岫巖監測項目結果 單位：mg/L

表3 高家和海城監測項目結果 單位：mg/L

3 水質分析與評價

3.1 各監測斷面水質單因子分析

單因子水質標識指數可以完整標識水質評價指標的類別、水質數據、功能區目標值等重要信息，既能定量地判別水體屬于哪一類別水質，又能定性地分析不同水質指標在同一類別水質中的優劣[5]，還能反映河流中主要的污染因子。

單因子水質標識指數P由整數位、小數點、小數點后兩位或三位有效數字組成[6]。可表示為

Pi=X1X2X3

式中：X1為第i個水質指標的水質類別；X2為監測數據在X1類水質變化區間中所處的位置;X3為水質類別與功能區劃設定類別的比較結果。

X1X2的確定方法如下：

a.當水質介于Ⅰ類水和Ⅴ類水之間時，對于一般指標[6]：

式中：ai為第i個水質指標的實測濃度；a標上、a標下分別為第i項指標在a類水質標準區間的上限值和下限值；a=1、2、3、4、5，該值根據監測數據與國家標準比較確定。

b.當水質等于或劣于Ⅴ類水時，a=6，對于一般指標：

c.X3的確定方法為

X3=X1-f1

式中：f1為水環境功能區目標類別。

評價標準執行《地表水環境質量標準》(GB 3838-2002)，基本項目標準限值見表4。

表4 地表水環境質量標準基本項目標準限值 單位：mg/L

3.1.1 三岔河、文家街

三岔河監測斷面和文家街監測斷面監測指標單因子水質標識指數見表5。

從表5可以看出，三岔河監測斷面CODMn和TP在豐水期、平水期和枯水期均能達到遼寧省水功能區水質目標Ⅳ類水標準，其中NH3-N在1月(枯水期)超過功能區標準1個水質等級，而TN在豐水期、平水期和枯水期均呈現不同程度的超標現象，并且枯水期TN超標現象較豐水期略重，與功能區標準相差5個水質等級。文家街監測斷面CODMn、NH3-N和TP在豐水期、平水期和枯水期均能達到其水環境功能區水質目標Ⅱ類水標準，只有TN在豐水期、平水期和枯水期均呈現不同程度的超標現象，從數值上可以看出枯水期的TN超標現象更嚴重一些，與功能區標準相差5個水質等級。三岔河和文家街監測斷面的主要污染因子均為TN，總體來說，豐水期的水質要好于枯水期的水質。

表5 三岔河和文家街單因子水質標識指數

3.1.2 張荒地大橋、岫巖

張荒地大橋監測斷面和岫巖監測斷面監測指標單因子水質標識指數見表6。

表6 張荒地大橋和岫巖單因子水質標識指數

張荒地大橋監測斷面CODMn在豐水期、平水期和枯水期均能達到遼寧省水功能區水質目標Ⅲ類水標準，NH3-N在2月(枯水期)超過功能區標準2個水質等級，TP在9月(豐水期)超過功能區標準1個水質等級，TN在平水期和枯水期均與功能區標準差4～5個水質等級。岫巖監測斷面CODMn、NH3-N和TP在豐水期、平水期和枯水期均能達到水環境功能區水質目標Ⅱ類水標準，TN在豐水期、平水期和枯水期的水質標識指數變化不大，基本上都與功能區標準相差4～5個水質等級。張荒地大橋和岫巖監測斷面的主要污染因子均為TN。

3.1.3 高家、海城

高家監測斷面和海城監測斷面監測指標單因子水質標識指數見表7。

表7 高家和海城單因子水質標識指數

高家監測斷面CODMn、NH3-N和TP在豐水期、平水期和枯水期均能達到遼寧省水功能區水質目標Ⅲ類水標準，TN濃度在9月(豐水期)最高，與功能區標準相差7個水質級別，之后平水期濃度明顯下降，到枯水期達到功能區標準。海城監測斷面CODMn、NH3-N和TP在豐水期、平水期和枯水期均能達到水環境功能區水質目標Ⅳ類水標準，TN濃度在7月、8月(豐水期)達到水環境功能區標準，之后濃度有所上升，平水期和枯水期的水質標識指數變化不大，與功能區標準相差2～3個水質等級。高家和海城監測斷面的主要污染因子均為TN，總的來說水質相對較好。

3.2 水質綜合評價

綜合水質標識指數是由單因子水質標識指數的總和平均值、參與整體水質評價的水質指標中劣于功能區目標的指標個數及綜合水質類別與功能區類別比較結果組成，其公式為

綜合水質標識指數的級別判定見表8。

表8 綜合水質級別判定[7]

由各個監測斷面單因子水質標識指數計算得出綜合水質標識指數，見表9。 6個監測斷面豐水期、平水期和枯水期水質變化趨勢見圖1。

表9 綜合水質標識指數

圖1 6個監測斷面水質變化趨勢

由表9和圖1可知，三岔河監測斷面綜合水質標識指數在豐水期、平水期和枯水期均能達到遼寧省水功能區水質目標Ⅳ類水標準，水質較好，但指標濃度TN不達標。文家街監測斷面在8月(豐水期)綜合水質為Ⅲ類水，與其功能區標準相差1個水質等級，平水期和枯水期均能達到其水環境功能區水質目標Ⅱ類水標準。張荒地大橋監測斷面在豐水期和平水期水質較好，均能達到其水環境功能區水質目標Ⅲ類水標準，1月、2月(枯水期)綜合水質為Ⅳ類水，與功能區標準相差1個水質等級。岫巖監測斷面在豐水期和平水期綜合水質均能達到其水環境功能區水質目標Ⅱ類水標準，1月(枯水期)與功能區標準相差1個水質等級。高家監測斷面在9月(豐水期)綜合水質標識指數最大，水質最差，與功能區標準相差1個水質等級，其他時期均能達到其水環境功能區水質目標Ⅲ類水標準。海城監測斷面綜合水質標識指數在豐水期、平水期和枯水期變化幅度較小，均能達到其水環境功能區水質目標Ⅳ類水標準，水質較好。

4 結 論

a.通過對各個監測斷面的單因子水質標識指數進行分析，得出各個監測斷面的主要污染因子均為TN。比較了豐水期、平水期和枯水期各項水質指標的達標情況，6個監測斷面的CODMn、NH3-N和TP基本上能達標，只有TN存在超標現象。鞍山市是重工業城市，周邊化工業、制造業、施肥農藥等造成的點源和面源污染可能是造成TN超標的主要原因。

b.通過對各個監測斷面的綜合水質標識指數進行分析，可以得出豐水期、平水期和枯水期6個監測斷面的綜合水質均較好，只有文家街監測斷面的8月(豐水期)、張荒地大橋的1月和2月(枯水期)、岫巖的1月(枯水期)和高家的9月(豐水期)綜合水質與其功能區標準相差1個水質等級，其余均達標。