嶗山區地表水環境質量分析與評價

陳 芳，范明晶，賈智海

(青島市生態環境局嶗山分局，山東 青島 266000)

隨著城市工業發展和城市化進程的不斷推進，城市工業廢水和生活污水排放量增加迅速，導致城市地表水環境惡化明顯，地表水質狀況備受關注[1-2]，地表水的環境保護和污染源治理是我國城市化進程中亟待解決的重要問題。水質評價與污染特征研究是水環境治理及水資源保護的基礎性工作，客觀及時地對城市地表水質量作出評價，掌握水體污染狀況，揭示水體質量發展規律，對城市水污染治理、水環境規劃及水環境管理具有重要意義[3-4]。

本研究以青島市嶗山區2015～2019年主要地表水水質監測數據進行單因子評價和綜合污染指數評價分析，找出影響地表水質量的主要負面環境因素，探討地表水環境污染問題的解決方案。

1 材料與方法

1.1 研究區域概況

青島市嶗山區位于山東南部沿海，青島市東南部，屬中緯度北溫帶海洋季風型大陸性氣候。轄區地表水類型主要是水庫與河流，主要有白沙河、張村河、五龍河、曉望河等季節性河流，除汛期外，平時多數河流干枯斷流。其中張村河是青島市一條重要的城區河道，沿岸分布有23個行政村和近百家工業企業以及國家級高新技術產業開發區。嶗山區是青島市的重要飲用水源地，有小型水庫24座，均分布在山地丘陵的山谷之間。其中較大的水庫有大石村水庫、大河東水庫、流清河水庫、泉心河水庫，這四座水庫總庫容約1 300萬立方米，占全區水庫總庫容的79%。

1.2 樣品采集

嶗山區地表水類型主要是水庫與河流。按照青島市環境監測計劃，每月對嶗山區飲用水水源地，包括大河東水庫、大石村水庫、流清河水庫、泉心河水庫人工取樣監測一次，監測點設置于水庫入口、出口各1個（見圖1）。監測項目29個，包括pH值、總硬度、溶解氧、透明度、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽、總氮、總磷、高錳酸鹽指數、五日生化需氧量、化學需氧量、揮發酚、石油類、糞大腸桿菌等。張村河每月人工取樣監測一次，白沙河和五龍河每季度人工取樣監測一次，監測項目23個，比水庫型地表水監測指標少了糞大腸桿菌、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽等6項。地表水常規監測項目樣品的采集與分析工作由嶗山生態環境監測站按照國家標準《GB 3838-2002地表水環境質量標準》執行。

圖1 嶗山區地表水采樣點位圖

1.3 評價標準與指標

采用《GB 3838-2002地表水環境質量標準》對嶗山區地表水進行水質類別評價。根據嶗山區水功能區劃，大河東水庫、大石村水庫、流清河水庫、泉心河水庫，白沙河和五龍河執行地表Ⅲ類目標水質，張村河執行V類目標水質。

嶗山區地表水2015～2019年監測數據中，汞、砷、硒、鉛、鎘、六價鉻、氰化物、陰離子洗滌劑等為未檢出或微量，總氮不參與水質類別評價。根據嶗山區水質現狀和例行監測指標監測結果，篩選出pH值、高錳酸鹽指數、五日生化需氧量、氨氮和總磷5項能代表嶗山區地表水水質狀況的監測指標作為評價指標。

1.4 評價方法

1.4.1 單因子評價法

單因子評價法是《GB 3838-2002 地表水環境質量標準》中規定的地表水水質評價方法。取每個監測斷面的年均值作為評價指標，將各監測指標實測值與國家規定相應指標的標準限值進行比對，確定每項指標所達水質類別，選取污染最嚴重指標的類別作為該斷面水質類別[5-6]。在所有參評水質指標中，如某一項指標超標，則所屬水域不符合相應的水質標準（見表1）。

表1 地表水環境質量標準基本項目標準限值（mg/L）

1.4.2 綜合污染指數法

綜合污染指數法在地表水水質評價中應用較多[6-8]。本研究選取等權重綜合污染指數，評價嶗山區地表水各斷面相對污染程度，即采用各水質指標的實測值與其評價標準之比，作為單項污染指數（Pij），然后通過等權重平均得到綜合污染指數（Pj）。地表水綜合污染指數計算方法如下：

公式中：

Pj—j斷面水污染綜合指數；

Pij—j斷面i項污染物的污染指數；

Cij—j斷面i項污染物的年平均值；

Ci0—i項污染物評價標準值；

n—參與評價污染物項數。

2 結果與討論

根據綜合污染指數評價得出嶗山區主要地表水水質綜合評價結果如表2。

表2 2015～2019年嶗山區地表水各斷面水質監測結果及綜合污染指數（mg/L）

2.1 水質類別評價

從表2可以看出，嶗山區地表水呈弱堿性，除泉心河水庫2018年的pH值和流清河水庫2018年的pH值略低于7外，其他年份各地表水斷面pH值均在7～8之間。其中張村河2018年的pH值最高，達到7.95。

從表2中湖庫型地表水斷面監測值來看，嶗山區水庫型地表水都能達到或優于Ⅲ類目標水質。其中大石村水庫受總磷指標影響，2015年和2019年為Ⅲ類水質，2016年至2018年水質為Ⅱ類水質；大河東水庫2015年除總磷指標外，其他指標均達Ⅱ類水質標準，判定為Ⅲ類水質。2016年至2019年各監測指標值均達到Ⅱ類水質標準，為Ⅱ類水質；流清河水庫和泉心河水庫2015年至2019年5年間均為Ⅱ類水質，均優于目標水質Ⅲ類標準。

從表2各河流型地表水斷面監測值來看，張村河水質從2015年到2019年各項污染物指標改善趨勢明顯。張村河2016年斷流，2015年和2017年分別因五日生化需氧量和氨氮超標，判定為劣V類水質，2018年水質達V類水質標準，2019年為Ⅳ類水質，優于目標水質。白沙河有三年斷流，2017年達到Ⅲ類目標水質，2018年為Ⅱ類水質；五龍河兩年斷流，2017年至2019年均為Ⅱ類水質，優于目標水質。

2.2 水質綜合評價分析

從表2可以看出嶗山區湖庫型地表水2015～2019年均達到或優于Ⅲ類目標水質標準，綜合污染指數在0.19～0.37之間，水質較穩定，水質狀況良好。嶗山區各水庫分布在嶗山風景區內，水庫附近存在村莊與果園，附近村民生產生活對水庫水質帶來了一定程度的負面影響。

嶗山區河流型地表水中，綜合污染指數最高的是張村河，其水質狀況在2015年和2017年為劣V類水質，其中2015年綜合污染指數高達1.7，之后逐年降低，2019年綜合污染指數最小為0.54。張村河由于河道流經社區多，河道兩岸工商業發展迅速，2015年以前由于張村河河道兩岸的污水管網配套不完善，存在生活污水溢流、倒灌現象，嚴重影響張村河水質。近年來通過截污分流，新增了集中污水處理設施，張村河水質得到了明顯改善。白沙河和五龍河位于嶗山風景名勝區內，流經社區少，水質綜合污染指數在0.30～0.52之間，水質均達到或優于Ⅲ類目標水質，水質狀況良好。

3 結論與建議

（1）通過分析2015～2019年嶗山區地表水水質監測數據，嶗山區地表水pH值呈弱堿性。湖庫型地表水均能達到或優于目標水質Ⅲ類標準，多數斷面為Ⅱ類水質，總磷是影響水質類別的主要指標。河流型地表水中張村河水質2015年和2017年為劣V類水質，其他年份達到或優于V類水質標準，五日生化需氧量和氨氮是影響嶗山區河流型地表水水質類別的主要指標。其他河流水質均能達到或優于Ⅲ類目標水質標準。

（2）嶗山區湖庫型地表水中各項評價指標在2015～2019年五年間的年度變化均呈整體下降趨勢，中間略有回升。旅游區農家宴的興起對水庫水質影響較大，高錳酸鹽指數、五日生化需氧量、氨氮和總磷是影響嶗山區湖庫型地表水水質的主要污染物指標。通過完善污水管網和增加污水模塊集中處理等方式，能有效處理農家宴餐飲廢水，提升水庫水質。河流型地表水張村河各項評價指標在2015～2019年間整體下降趨勢明顯，張村河兩岸分布的社區和工商業企業較多，污水管網配套不完善，導致河道兩岸生產生活污水影響河道水質，五日生化需氧量和氨氮是嶗山區河流型地表水水質的主要污染物指標。

（3）通過對綜合污染指數進行分析，嶗山區湖庫型地表水綜合污染指數在 0.19～0.37之間，水質較穩定，水質狀況良好。嶗山區河流型地表水中，白沙河和五龍河水質較穩定，這兩條河流的水質綜合污染指數在0.30～0.52之間，水質均達到或優于目標水質Ⅲ類標準。綜合污染指數最高的是張村河，其河道兩岸生產生活給水質帶來較大負面影響，其中2015年和2017年為劣V類水質，2015年綜合污染指數高達1.7，通過有效治理措施綜合污染指數逐年降低，2019年綜合污染指數最小為0.54，達到Ⅳ類水質。截污分流、完善配套市政污水管網、新建污水處理廠、增加污水集中處理能力等措施的實施，對張村河水質改善效果顯著。

（4）2015～2019年間，嶗山風景區內因旅游業興起的農家宴影響了水庫水質，通過逐步完善風景區內污水管網和污水模塊集中處理等方式，水庫中各項常規污染物濃度值下降明顯。嶗山風景區作為青島市的重要旅游資源，在開發利用的同時，應充分考慮旅游業對風景區內地表水的負面影響，要制定科學的治污措施和生態規劃。

（5）加強面源污染控制是提高嶗山區地表水水質的有效途徑。對風景區內無法遷出的村莊推廣成熟的施肥和施藥技術，提高化肥和農藥的效率，減少對環境的影響。建議政府加大投資，增強污水集中處理設施能力的同時，完善污水管網支管網配套工程，提高生活污水收集率和處理率，避免農村地區污水集中處理設施負荷低，污水收集率不高的問題。推廣更加高效合理的農村污水處理模塊，減少農村地區生活污水的直排環境。