揚州城市飲用水水源地的水質安全評價研究

朱美軍，柳冬梅，吉秀芹，王 晶

（江海職業技術學院，江蘇 揚州 225101）

水是生命之源，隨著經濟社會發展、人口增長和城市化進程加快，人們對飲用水安全保障提出了更高的要求。本文以揚州市域范圍內10 個縣級以上集中式城市飲用水水源地為研究對象，通過官方監測數據分析和現場實際取樣監測，采用單因子指數法和內梅羅綜合指數法，對照國家相關標準，采用層次分析法（AHP），從理化指標層面出發，構建了水質類別、一般污染狀況、非一般污染狀況和富營養化狀況四類評價指標，對水質進行分析，然后根據分析結果評價水源地水質是否存在風險隱患。

1 評價方法簡介

1.1 單因子指數法

采用單因子指數法進行水質評價時，要遵循“從劣不從優”的原則，以最大污染因子的指數確定水體類別，若水體超標，應指出該因子的超標倍數。單因子指數法的計算公式為：

式中：P為參評因子的水質指數；c為參評因子的最大實測值；c為參評因子的標準值。

pH 和溶解氧采用其特定公式計算，這里不再贅述。

1.2 內梅羅綜合指數法

采用內梅羅綜合指數法進行水質評價時，其兼顧了參評因子極大值和所有參評因子的平均值。內梅羅綜合指數法的計算公式為：

∈（0，1]，水體非常清潔；∈（1，2]，水體清潔；∈（2，3]，水體輕度污染；∈（3，]，水體中度污染；∈（4，5]，水體重度污染。

2 水質安全評價

2.1 水源地情況簡介

本文所述揚州市10 個集中式飲用水水源地皆為縣級以上城市飲用水水源地，其水質考核標準均為《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）的Ⅲ類水質標準，其水源地具體情況如表1 所示。

表1 10 個集中式飲用水水源地基本情況

2.2 水質安全評價指標確定

結合揚州市水源地周圍環境特點，依據《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）及《生活飲用水衛生標準》（GB 5749—2006），按照層次分析法（AHP）選取水質類別、一般污染狀況、非一般污染狀況和營養化狀況四類評價指標，構建水質安全評價體系，如圖1 所示。

圖1 采用AHP 構建水源地水質安全評價體系

2.3 水質評價指標閾值確定

本文的評價指標以《地表水環境質量標準》 （GB 3838—2002）的Ⅲ類水質標準為基礎，劃分污染等級。上述COD等一般污染指標采用式（2）進行水質指標數值計算，將計算所得內梅羅綜合指數值按表2 換算成100 分制；氟化物等非一般污染指標采用單因子指數法找出污染濃度最大的指標，將其濃度值按表2 換算成100 分制，將富營養化指標監測結果按表3 換算成100 分制。

表2 要素層分值對應的水質安全級別

表3 富營養化控制評價標準

2.4 水質安全評價權重賦予

飲用水水源水質類別直接反映了水源水質安全狀況，其在水質安全體系中的比重最大；非一般污染評價是基于水體中有毒有害物質進入人體后對健康的危害風險，與水質類別同等重要；一般污染表征水質出現污染情況的可能性，富營養化影響水質感官，二者對人體健康的傷害較小，故賦予的權重略低，具體情況如表4 所示。

表4 要素層評價指標賦予的權重系數

2.5 水質安全評價

本文水質評價指標數據來源于揚州市生態環境局的水環境質量月報（2020年1-12月）和部分現場調查取水樣監測。10 個水源地的非一般污染指標砷、汞、揮發酚等基本沒有檢出，默認其濃度值均小于1.0×10，百分制分值為0 ～20，其他指標硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽、鐵、錳或為痕量，或未檢出，故用內梅羅綜合指數法計算監測因子平均值時，將上述幾個監測因子排除，只計算表5 中的8 個評價指標。表5 中指標采用算術平均值將12 個月監測月均值折算成年均值，然后采用式（1）按照《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）的Ⅲ類水質標準算出指標的單因子指數P，對照上述標準，再利用式（2）計算其內梅羅綜合指數值，對照表2，利用線性內插法算出富營養化分值，具體情況如表5 所示。

表5 2020年10 個水源地水質指標情況

其中，水源地1 為Ⅱ類，=0.49，富營養化分值為42；水源地2 為Ⅱ類，=0.56，富營養化分值為45；水源地3 為Ⅱ類，=0.51，富營養化分值為38；水源地4 為Ⅱ類，=0.49，富營養化分值為36；水源地5 為Ⅱ類，=0.58，富營養化分值為48；水源地6 為Ⅲ類，=1.04，富營養化分值為55；水源地7為Ⅲ類，=1.28，富營養化分值為51；水源地8 為Ⅲ類，=0.91，富營養化分值為47；水源地9 為Ⅲ類，=0.98，富營養化分值為46；水源地10 為Ⅱ類，=0.57，富營養化分值為47。

根據不同水源地的內梅羅綜合指數值，可算出揚州市10 個飲用水水源地的一般污染分值，根據表4 要素層評價指標賦予的權重系數，可算出每個飲用水水源地的水質評價總分數，具體情況如表6 所示。

根據表6 可知每個飲用水水源地水質的最終得分，對照表7 可知，2020年全年，揚州市10 個城市飲用水水源地水質達到Ⅲ類水質標準的比例為100%。其中，除了高郵湖馬棚灣應急水源地外，其余9 個的水質均為Ⅲ類標準的“非常清潔”或“清潔”級別，水質優良。經調查，馬棚灣取水口位于高郵市馬棚鎮，由于歷史遺留的圍網養殖和湖灘畜禽養殖問題，該水源地水質全年連續九個月出現總磷超標，超標倍數介于0.15 ～1.80，無法保證水質達到“清潔”要求。另外，寶應縣里運河城區水源地和高郵市里運河清水潭水源地的水質也臨近輕微污染的邊界，二者也是總磷臨界超標。

表6 2020年10 個水源地水質指標得分情況

表7 水源地水質安全評價

（續表5）

3 結論

本文以揚州市10 個城市飲用水水源地的水質為研究對象，采用層次分析法構建了水質類別、一般污染狀況、非一般污染狀況和富營養化狀況四類評價指標，運用單因子指數法和內梅羅綜合指數法進行評價，根據這四類評價指標對人體健康的影響賦予權重系數，結合最終結果對水質安全進行分析與評價。結果表明，2020年全年，揚州市10 個城市飲用水水源地水質達到Ⅲ類水質標準的比例為100%，但是高郵湖馬棚灣應急水源地、寶應縣里運河城區水源地和高郵市里運河清水潭水源地均面臨總磷臨界超標，無法保證水質達到“清潔”要求。