漳州市九龍江西溪水環境質量調查及評價

吳惜花

（福建省漳州環境監測中心站，福建漳州363000）

引言

九龍江是福建第二大河流，是漳州的母親河，主要包含西溪流域、北溪流域、南溪流域。西溪是九龍江的最大的支流，全長172km，流域面積3940km2。九龍江西溪發源于南靖與平和縣交界，上游由花山溪、船場溪及經龍巖地區流入漳州境內的薌江（龍山溪）匯合而成，流經漳州市區，并與北溪在龍海福河匯合后分南、中、北港注入廈門港。由于流程長，所流經的縣城、市區及沿途兩岸又是該區域工農業生產及日常生活集中的地區，九龍江西溪接納大量的工業廢水、城鄉生活廢水及農田排水，水體受到的污染程度相對較明顯。因此，客觀地評價西溪水質的整體現狀對西溪水資源保護和利用具有重要的意義。

目前，常用的水環境綜合評價法有單因子評價法、內梅羅污染指數法[1?2]、灰色關聯法、模糊數學評價法、水質標識指數法及主成分分析法等[2?3]，其中，其中單因子評價法應用最廣，但其無法判斷水質的總體污染狀況[4]，內梅羅污染指數法是一種兼顧極值的計權型多因子環境質量指數，不僅能綜合反映水環境的總體污染狀況，而且又能突出污染程度最大的環境因子對水質的作用，可用于同一水體在時間和空間上污染狀況的比較,可彌補單因子評價法在這方面的不足，是常用的計算方法[5?6]。

利用水質例行監測數據，使用內梅羅污染指數法對九龍江西溪的水質現狀及變化趨勢進行評價，分析原因并提出水污染防治建議，以期對西溪水資源利用保護提供依據，使其有針對性的采取相應措施進行水污染防治。

1 評價項目與方法

1.1 評價項目及數據來源

《地表水環境質量評價方法》（試行）環辦〔2011〕22號中規定的水質評價共包含21項，分別為pH、溶解氧、高錳酸鹽指數、化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總磷、銅、鋅、氟化物、硒、砷、汞、鎘、鉻（六價）、鉛、氰化物、揮發酚、石油類、陰離子表面活性劑和硫化物。

評價數據采用2015?2019年西溪省控以上監測斷面（圖1）監測數據，國控斷面（S2南靖洪瀨湯坑橋，S4南靖牛崎頭橋，S5南靖靖城橋，S7上坂）水質每月監測一次，省控斷面（S1平和高南村，S3南靖城關上游，S6南凌大橋，S8南靖安后）單月采樣一次。

1.2 評價方法

1.2.1 內梅羅污染指數法

單項污染指數（pH和溶解氧除外）計算：

pH的計算方法：

如果pH≤7時，計算公式為：

如果pH＞7時，計算公式為：

溶解氧的計算方法：

當C(DO)≤Cf(DO)時，

當C(DO)＞Cf(DO)時，

式中：C(i)為第i個評價因子的監測值；Cs(i)為第i個評價因子Ⅲ類標準限值；I(i)為第i個評價因子的單項污染指數。pHsd為GB3838?2002中pH的下限值；pHsu為GB3838?2002中pH的上限值。C(DO)為溶解氧的監測值；Cf(DO)為飽和溶解氧濃度；Cs(DO)為溶解氧Ⅲ類標準限值；I(DO)為溶解氧的單項污染指數。Iave為評價因子污染指數的平均值，Imax為評價因子污染指數的最大值，P為內梅羅污染指數。

1.2.2 spearman秩相關系數法

式中：di為變量Xi和變量Yi的差值；Xi為周期1到周期N按濃度值從小到大排列的序號；Yi為按時間排列的序號。

2 結果與分析

2.1 水質現狀評價與討論

2.1.1 水質空間分布情況

基于2019年監測數據，采用內梅羅污染指數法對九龍江西溪8個監測斷面水質進行評價，結果見圖1、2。南靖城關上游斷面內梅羅污染指數（以下簡稱P值）最低為0.45；平和高南村P值0.52到南靖洪瀨湯坑橋P值增加為0.57；南靖安厚斷面P值最大為0.83，到南靖牛崎頭橋P值已降至0.57。南靖靖城橋為干流第一個監測斷面，綜合各支流水質P值0.58處在平均水平，至南凌大橋斷面P值變化不大，經漳州市區后，上坂斷面P值明顯上升，為0.73。采用單因子污染指數法進行評價南靖安后斷面水質超過Ⅲ類，主要超標項目為總磷，超標倍數0.14，其余斷面監測結果均符合GB3838?2002《地表水環境質量標準》I～III類水質標準。

圖1 九龍江西溪監測斷面分布圖

總體來說，西溪水質良好，P值較高的水質斷面是上坂和安后。上坂斷面受薌城、龍文及高新區居民生產生活的影響，內梅羅污染指數較高，南靖安后斷面受上游金山鎮生活污水和工農業生產的影響，水質輕微污染，主要污染因子為總磷。可見水質污染河段集中在流經城鎮的過境斷面。

2.1.2 水質月季變化

由于國控斷面每月監測一次，省控斷面僅單月監測，故以每兩個月為一個水期進行水質月季變化分析。計算2019年九龍江西溪8個斷面水質的P值，將其劃分為6個范圍，不同P值范圍內的斷面數所占比例見圖3。9?10月P值在0～0.6范圍內的斷面數最多，達到了75%；3?4月比例最少，僅占12.5%。P值在0～0.7范圍內斷面數最多的是7?8月和11?12月，達到了87.5%，最少在5?6月為62.5%。7?12月，西溪各期監測斷面P值均在0～0.8范圍；1?6月各期P值在0～0.8范圍的均為87.5。總體來說，2019年監測統計結果上半年水質比下半年水質差，最大單項污染指數主要是為總磷、氨氮和溶解氧等常規指標。

圖2 2019年九龍江西溪水質監測斷面內梅羅污染指數綜合評價

圖3 2019年各期不同P值范圍斷面數所占比例

西溪水質主要受降雨量、污染源時空分布狀況、污染源輸入方式、污染源排放特征的綜合影響。豐水期因徑流沖刷引起河水中污染物濃度增高，枯水期則流量變小，污凈比增大而使河水污染加重。

漳州市區降水量2019年上半年降雨量633.3mm，下半年降雨量288.3mm，1?2月降雨量最少為25.2mm，5?6月降雨量最大為342.9mm。與2019年水質月季變化情況對照，5?6月水質較差，上半年水質比下半年差，降雨量降雨次數增加，西溪水質下降。西溪首要污染物是總磷，通常河水中磷的來源主要有含有磷及化合物的工業廢水排入、農業面源污染、生活污水（如含磷洗衣粉）污染。農作物上半年種植生長，下半年收成的居多，故化肥農藥也是上半年使用居多。降雨量大，降雨次數多，使地面上的污染物更多進入水體中，導致西溪河流水質下降，故認為西溪受農業面源污染和農村生活污水影響比較突出。

2.2 水質變化趨勢分析

根據2015?2019年西溪例行監測數據，計算得到近五年各監測斷面的內梅羅污染指數見圖4。結果顯示：S3南靖城關上游斷面P值最低，均在0.5以下，水質最好；S1平和高村斷面排水質排第二；S7上坂斷面和S8南靖安后斷面P值最高，安后斷面P值最高達0.94；其余斷面P值處于中間水平0.6～0.7之間。

圖4 九龍江西溪監測斷面內梅羅污染指數綜合評價分布圖

采用Spearman秩相關系數分析近五年九龍江西溪水質變化趨勢，結果見圖5。顯著水平（單側檢驗）為0.05時，Wp為0.900（n=5），當∣rs∣＞Wp時，水質變化趨勢有顯著意義。當∣rs∣＞Wp,且rs＞0，說明P值呈明顯上升趨勢，水質變差；當∣rs∣＞Wp,且rs＜0，說明P值呈明顯下降趨勢，水質變好。

圖5 秩相關系數統計結果

南靖安后是2016年新增斷面，從內梅羅污染指數看，2016?2018年連續上升，2019年呈下降，總體呈上升趨勢，水質變差。其余7個監測斷面秩相關系數∣rs∣＜0.9，水質變化趨勢均沒有顯著意義。

3 結語

2019年，九龍江西溪8個斷面中P值在0.6以下的斷面占25%，P值在0.6～0.7的斷面占50%，P值在0.7以上的斷面占25%。P值最高的斷面是南靖安后，上坂排第二，水質污染河段集中在流經城鎮的過境斷面。9?10月，P值在0～0.6范圍內的斷面數最多，達到了75%，3?4月比例最少，僅占12.5%。總體來說，上半年水質比下半年水質差。水質超標因子主要是總磷，西溪水質受農村生活污水和農業面源污染較為突出。采用Spearman秩相關系數法分析了2015?2019年西溪7個監測斷面的水質變化趨勢，水質變化無顯著意義。通過對西溪水質分析及評價對今后工作提出以下幾點建議：

（1）改善市政污水收集管網系統，加快薌城區、龍文區及漳州高新區等中心城區管網空白區域以及內河上游村莊、城中村的管網敷設，增加生活污水收集率。

（2）加強農村生活污水治理，對于城鎮、園區周邊的污水，優先納入城鎮、園區污水處理廠統一處理；對于距離城鎮較遠且人口相對集中的，優先建設集中式污水處理設施；對于人口分散或較少的，結合戶廁改造建設標準三格化糞池，尾水就近還林還田。

（3）優化種植產業結構，積極推進多樹種造林，減少農業面源污染。在平和縣蜜柚種植區，開展化肥農藥減量化行動，使用有機肥替代化肥，大力推廣測土配方施肥、高效低毒低殘留農藥，推廣果園生草覆蓋栽培技術，建設綠色生態果園。