句容河水質(zhì)分析與評價研究

江 靜

(江蘇省句容市環(huán)境監(jiān)測站，江蘇 句容 212400)

1 引言

句容市地處長江南岸、寧鎮(zhèn)山脈中段與茅山丘陵交匯處，是秦淮東支、太湖西支與沿江三個水系的分水嶺[1]。北屬長江水系，有便民河、大道河等；東部屬太湖湖西水系，主要有洛陽河；中部屬秦淮水系，南、中、北河，赤山湖與句容河、湯水河匯合入秦淮河。句容河是句容市的主要骨干河流，也是秦淮河水系的主要支流[2]。近年來，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展與人民生活水平的提高，城市水環(huán)境問題日益突出，句容河已成為生活污水、工業(yè)廢水和農(nóng)業(yè)徑流污染的主要納污河。這些污染不僅影響城市生態(tài)景觀和發(fā)展，導(dǎo)致秦淮河流域污染加重，還會對人類健康造成危害。因此，掌握水質(zhì)的時空變化規(guī)律是分析污染物來源和改善水環(huán)境的前提，也是水質(zhì)監(jiān)測的重點。水質(zhì)評價是水環(huán)境管理與監(jiān)控的基礎(chǔ)工作之一，能準確反映當前水體質(zhì)量和污染狀況，包括內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法、綜合指數(shù)法、單因子指數(shù)法、F值法和模糊綜合法等[3]。為了解句容河的水質(zhì)狀況，選取重要斷面進行實測分析，并采用單因子指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法進行水質(zhì)評價，為后期綜合治理和水環(huán)境管理與保護提供科學依據(jù)和參考。

2 研究區(qū)域概況與研究方法

2.1 研究區(qū)域概況

句容市城區(qū)位于秦淮河流域源頭地區(qū)，市域內(nèi)秦淮河流域面積951.3 km2，主要有句容河、湯水河、赤山湖等，其中，句容河最長，是秦淮河的源頭之一。句容河貫穿句容城區(qū)，從城東南橫穿而過，其中城區(qū)段5 km，是城區(qū)澇水排泄的主要通道。水源為北山水庫和侖山水庫，沿途流經(jīng)華陽鎮(zhèn)、句容市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、赤山湖管委會3個區(qū)域，向西進入南京，最終匯入秦淮河。

句容市屬于北亞熱帶季風氣候區(qū)，季風顯著，四季分明，夏季高溫多雨，汛期為5～9月，多年平均雨量為663.1 mm，占全年總雨量的63.3%，6～8月為梅雨季節(jié)，冬季寒冷干燥，盛行偏北風。全年平均氣溫15.5 ℃，年降水量1099.1 mm，年平均風速3.2 m/s，年平均相對濕度78%[4]。

2.2 研究方法

2.2.1 監(jiān)測范圍與監(jiān)測項目

通過對句容河進行分析和調(diào)查，考慮到主要污染源分布和主要入河支流的實際，選取有代表性的9個重要斷面數(shù)據(jù)進行分析評價。數(shù)據(jù)來源于句容市環(huán)境監(jiān)測站日常監(jiān)測數(shù)據(jù)，監(jiān)測時間分別選擇枯水期和豐水期代表月份2020年3月和7月，監(jiān)測項目為近年來地表水水質(zhì)關(guān)注度較高的常規(guī)項目，包括化學需氧量，氨氮和總磷。

2.2.2 水質(zhì)評價方法

根據(jù)本實驗的研究內(nèi)容與研究目的，選擇單因子指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法對句容河水質(zhì)狀況進行綜合評價。其中，單因子指數(shù)法是將各監(jiān)測項目單獨評價，計算簡單、直接，以各參數(shù)濃度與評價標準進行對比，根據(jù)比值與1的大小來確定是否達到此類標準，選擇最差的指標所屬類別作為水質(zhì)綜合評價的結(jié)果[5]。計算公式如下：

(1)

式(1)中：Pi為各污染物單項污染指數(shù)，Ci為各污染指標實測濃度；Si為各污染指標標準值，文中Si選取《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)中Ⅲ類水質(zhì)標準值[6]。

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法是綜合污染指數(shù)法的一種，能夠較全面的評價污染程度[7]，計算公式如下：

(2)

3 水質(zhì)分析與評價

3.1 水質(zhì)分析

根據(jù)句容市環(huán)境監(jiān)測站日常監(jiān)測數(shù)據(jù)，分別選取枯水期和豐水期具有代表性的3月份和7月份監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了分析，結(jié)果見圖1～3。

圖1 句容河各斷面總磷濃度

圖2 句容河各斷面化學需氧量濃度

圖3 句容河各斷面氨氮濃度

由圖1～3可見，句容河各斷面在豐水期水質(zhì)普遍較枯水期好，其中，總磷均值為0.08 mg/L，3月份和7月份均值分別為0.11 mg/L和0.04 mg/L，均達到地表水三類水質(zhì)標準。各斷面氨氮均值為0.99 mg/L，達到地表水三類水質(zhì)標準，其中7月份氨氮均值為0.77 mg/L，達到地表水三類水標準，3月份均值分別為1.22 mg/L，達到地表水四類水質(zhì)標準，說明枯水期句容河斷面氨氮含量較高。化學需氧量3月份和7月份均值分別為30 mg/L和22 mg/L，均超過地表水三類水質(zhì)標準，說明句容河水體受有機污染較為嚴重。

3.2 水質(zhì)評價

3.2.1 單因子指數(shù)法

采用單因子指數(shù)法對各斷面水質(zhì)進行了分析評價，評價結(jié)果見表1。

表1 單因子指數(shù)法評價結(jié)果

由表1可知，3月份句容河全河段均超過Ⅲ類水質(zhì)標準，9個監(jiān)測點位的主要污染指標77.8%為化學需氧量，22.2%為氨氮，所以化學需氧量為句容河主要污染指標。其中3號點位達到劣Ⅴ類水質(zhì)，主要污染指標為氨氮。7月份句容河各斷面中有3個斷面達到Ⅲ類水質(zhì)標準，其余斷面均超過Ⅲ類水質(zhì)標準，其中4號斷面為Ⅴ類水水質(zhì)，主要污染指標為氨氮。7月份9各超標斷面中主要污染指標66.7%為化學需氧量，33.3%為氨氮。總體而言，句容河3月份有3個水質(zhì)等級(Ⅳ類、Ⅴ類、劣Ⅴ類)，7月份有3個水質(zhì)等級(Ⅲ類、Ⅳ類、Ⅴ類)，根據(jù)單因子指數(shù)法判定句容河3月份屬于劣Ⅴ類水質(zhì)，7月份屬于Ⅴ類水質(zhì)。

3.2.2 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法能夠綜合反映水體污染水平，是一種可以反映水體對人類健康影響的綜合性評價指標。根據(jù)各污染指標的標準濃度，執(zhí)行地表水水質(zhì)Ⅲ類標準，計算對應(yīng)的內(nèi)梅羅污染指數(shù)水質(zhì)等級：Ⅰ：P綜合<0.59，Ⅱ：0.59≤P綜合<0.74；Ⅲ：0.74≤P綜合<1.00；Ⅳ：1.00≤P綜合<3.50；Ⅴ：3.50≤P綜合。通過對句容河各斷面水質(zhì)數(shù)據(jù)進行計算得到的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)見表2。

根據(jù)表2的分析結(jié)果，斷面6、7、8、9水質(zhì)較好，能達到Ⅲ類標準；斷面1、3、4、5水質(zhì)在枯水期和豐水期均超過Ⅲ類標準；2號斷面在3月份水質(zhì)較差，7月份達到Ⅲ類標準。

表2 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法評價結(jié)果

3.2.3 對比分析

由水質(zhì)評價結(jié)果可知，兩種方法均反映3號和4號斷面水質(zhì)較差。單因子指數(shù)法雖然計算簡便，但該方法選擇最差指標的水質(zhì)等級代表最終結(jié)果，判定句容河水質(zhì)為劣Ⅴ類，不能全面反映句容河整體水質(zhì)狀況，易造成評價結(jié)果偏差。而內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法考慮到了污染最重的檢測因子和平均水平，因此評價結(jié)果更具全面性，更能反映句容河的實際水質(zhì)狀況，評價更加合理。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

采用單因子指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法對句容河9個重要斷面在枯水期和豐水期的水質(zhì)狀況進行了評價，得出結(jié)論如下。

(1)句容河各斷面水質(zhì)均存在不同程度污染，只有少數(shù)斷面能達到全年Ⅲ類水質(zhì)標準，主要污染指標為化學需氧量和氨氮，主要受有機污染嚴重。

(2)根據(jù)單因子指數(shù)法得出句容河整體水質(zhì)為劣Ⅴ類，各斷面在枯水期均超過Ⅲ類水質(zhì)標準，3號斷面甚至達到劣Ⅴ類水質(zhì)，主要污染指標為氨氮，說明該斷面受生活污水污染較重。

(3)內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法評價表明各斷面水質(zhì)存在一定差異，斷面6、7、8、9水質(zhì)較好，能達到Ⅲ類標準，其它斷面只有Ⅳ類水質(zhì)。通過對比分析表明，內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法考慮因子全面，評價更加準確，更適合句容河水質(zhì)的綜合評價。

4.2 句容河治理建議

評價結(jié)果表明句容河水體主要污染源為生活污水，受有機污染較為嚴重。因此，為了更好的改善句容河水環(huán)境狀況，綜合考慮本地水文特征和地形條件等因素，提出下列治理建議。

(1)采用截流治理法，通過對各入河河道綜合分析和調(diào)研，對入河水質(zhì)污染嚴重的河道采用截污方法，將高污染入河徑流水攔截就近處理，再將治理后的水回流至句容河以削減污染總量。

(2)加強清淤治理力度，削減底泥對句容河水體污染的影響，清除水體底泥中的污染物。

(3)采用河道曝氣與微生物技術(shù)綜合治理，增加水體溶解氧含量，提高微生物菌群對水體中污染物質(zhì)的分解作用，有助于句容河水質(zhì)生態(tài)的恢復(fù)。

通過對水質(zhì)進行評價可以更好的為句容河的綜合治理提供技術(shù)支撐，為政府部門做出正確決策提供技術(shù)保障，為建設(shè)美麗江蘇句容樣板打下堅實基礎(chǔ)。