不同方法在地下水型飲用水水源地水質評價中的應用

摘要：目前，地下水環境質量評價常采用兩種方法，即單因子指數法和內梅羅指數法，內梅羅指數法可用于計算地下水的綜合污染指數。本文以亳州市主城區為例，采用2種方法對2022年地下水型飲用水水源地的水質進行評價。評價結果表明，單因子指數法可以直觀地反映超標項目，但容易過度突出某一指標的貢獻；內梅羅指數法可以兼顧突出指標和其他指標，充分體現水質變化的連續性，因此評價更為合理。

關鍵詞：地下水；飲用水水源地；水質評價；單因子指數；內梅羅指數

中圖分類號：X824 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2023）08-00-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.08.018

Application of Different Methods in Water Quality Evaluation of Groundwater Based Drinking Water Sources

——Taking the main urban area of Bozhou City as an example

ZHANG Ruili， ZHAO Hengsheng， SONG Tao

（Bozhou Ecological Environment Monitoring Center of Anhui Province， Bozhou 236800， China）

Abstract： At present， two methods are commonly used for evaluating groundwater environmental quality， namely the single factor index method and Nemero index method， and Nemero index method can be used to calculate the comprehensive pollution index of groundwater. Taking the main urban area of Bozhou City as an example， this paper uses two methods to evaluate the water quality of groundwater based drinking water sources in 2022. The evaluation results indicate that the single factor index method can intuitively reflect projects that exceed the standard， but it is easy to overemphasize the contribution of a certain indicator; Nemero index method can balance outstanding indicators and other indicators， fully reflecting the continuity of water quality changes， making the evaluation more reasonable.

Keywords： groundwater; drinking water sources; water quality evaluation; single factor index; Nemero index

地下水是我國重要的水資源，是農業灌溉用水、工業用水及城市生活用水的重要來源，同時也是我國主要的飲用水源之一[1]。因此，地下水環境質量對社會經濟發展、人民飲用水安全保障具有十分重要的影響。隨著社會經濟的發展，地下水水質受人類活動的影響逐漸增加，為了實現經濟、社會和環境協調發展，有必要采用合理的地下水水質評價方法，客觀準確地反映水質狀況。亳州市地處安徽省北部，是全國重要的糧油生產基地，人口密度大，水資源總量少，人均水資源占有量僅為510 m3左右，其屬于嚴重缺水地區[2]。皖北地區主要以地下水作為飲用水源，其水質狀況與人民生活息息相關。目前，單因子指數法和內梅羅指數法是地下水環境質量評價的2種常用方法。本文以亳州市主城區為例，采用2種方法對2022年地下水型飲用水水源地的水質進行全面評價，為亳州市科學管理和合理利用地下水資源提供依據。

1 評價標準與方法

1.1 評價標準

采用《地下水質量標準》（GB/T 14848—2017）作為評價標準，該標準將地下水水質分為5類，即Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類和Ⅴ類。根據該標準，若水質達到或優于Ⅲ類標準，地下水可用作集中式生活飲用水水源。

1.2 評價方法

1.2.1 單因子指數法

單因子指數法通過計算超標指數來確定評價等級，常用于單因子評價。若評價對象區域的一類水質污染物對水質影響較大且占比較大，則單因子指數法可以分析水環境質量的大體情況[3]。單因子指數法將某種污染物實測濃度與該種污染物的評價標準進行比較，以確定水質類別。它將每個水質監測參數與其評價標準進行比較，確定水質類別，最后選擇其中最差的水質單項指標所屬類別來確定所測區域水體綜合水質類別，而弱化其他因子的作用。單因子指數法可確定地下水的主要污染因子。

單因子指數法計算簡單，通過水質監測數據可以直觀反映水質指標的污染程度，然后計算每個污染因子的超標指數，并將計算結果中最壞的指標評價級別作為整體水質的評價等級。但是，單因子指數法比較消極，在所有評價指標中，只要有一項指標相對污染程度較大，則無須考慮其他因子的污染評價等級，得到的最終評價結果中，水質等級普遍較低。在地下水的水質評價中，單因子指數法難以反映水體的整體水質。因此，該方法一般與其他方法結合使用，以充分發揮其應用效果。地下水水質的單因子指數采用式（1）進行計算。

Pi=Ci /Si（1）

式中：Pi為地下水水質的單因子指數；Ci為第i種地下水水質指標的實測濃度，mg/L；Si為第i種地下水水質指標的評價標準，mg/L。

1.2.2 內梅羅指數法

內梅羅指數法是一種經典的地下水綜合評價方法，也是目前國內外進行綜合污染指數計算的常用方法之一。該方法先求出各單因子指數（超標倍數），然后求其平均值，取最大單因子指數和平均值進行計算[4-5]。

（2）

（3）

式中：P為地下水水質的內梅羅指數；Pmax為所有評價污染物中單因子指數的最大值；P為所有評價污染物單因子指數的平均值；n為參與評價的指標個數。

若P≤1，則說明地下水水質較好，水體比較清潔；若P＞1，則說明地下水水質較差，水體已經受到污染。具體水質劃分等級如表1所示。

2 評價結果分析

選取亳州市主城區的4個地下水型飲用水水源地作為評價對象，根據《地下水質量標準》（GB/T 14848—2017），主要選取15項指標評價地下水水質。一是感官性狀及一般化學指標，包括總硬度、溶解性總固體（TDS）、硫酸鹽（SO42-）、氯化物（Cl-）、錳、高錳酸鹽指數（CODMn）、氨氮（NH4+-N）；二是毒理學指標，包括亞硝酸鹽（NO2--N）、硝酸鹽（NO3--N）、氟化物（F-）、汞、砷、鎘、六價鉻（Cr6+）、鉛。4個地下水型飲用水水源地的水質監測結果如表2所示。分別采用單因子指數法、內梅羅指數法對監測結果進行評價，評價結果如表3所示。

根據單因子指數法評價結果，4個監測點位的地下水水質均為Ⅳ類，主要超標項目均為氟化物。根據監測結果，4個監測點位單項指標為Ⅰ～Ⅱ類的均占總評價指標的66.7%，超標項目僅有氟化物一項。經調查，氟超標主要是地質因素導致的，與古沉積環境有關。地下水主要來源于含氟較高的第三系地層，二疊系風化時在亳州凹陷進行湖相沉積，地下水長期溶解地層中的氟化物，使水中氟化物含量升高。總體來看，單因子指數法過分突出氟化物的貢獻，同一水質類別無法比較不同水體的優劣。

根據內梅羅指數法評價結果，DXS01、DXS02和DXS03的P值介于0.84～0.94，水體清潔，水質較好；DXS04的P值為1.07，略超Ⅲ類水標準值，水體存在輕污染，主要原因還是氟化物超標。DXS01、DXS02和DXS03的氟化物超標倍數介于0.1～0.3，水質由清潔逐漸趨向輕污染，DXS04的最大超標倍數為0.5，水質等級為輕污染。相比單因子指數法，內梅羅指數法更能體現水質變化的連續性，該評價方法更為合理。

3 結論

亳州市地下水型飲用水水源地的水質評價采用2種方法，即單因子指數法和內梅羅指數法。其中，單因子指數法可以直觀地檢出超標項目，但完全依賴某一突出指標的貢獻。內梅羅指數法全面考慮多種因素，更能體現水質變化的連續性，更能客觀全面地反映地下水水質。亳州市主城區的4個地下水型飲用水水源地中，DXS01、DXS02、DXS03水體總體清潔；DXS04水體存在輕污染，污染指標為氟化物，主要是由地質因素導致的。因此，亳州市應實施氟超標改水工程，增加治理工藝；借助引江濟淮工程實施的有利時機，建設調蓄水庫，加快完成主城區飲用水水源置換；加大水庫水質安全監管力度，做好引水河道的建設與維護。

參考文獻

1 鐘 秀，馬 騰，劉 林，等.地下水飲用水源地污染源風險等級評價方法研究[J].安全與環境工程，2014（2）：104-108.

2 胡云虎，張付海，鈕志遠，等.皖北地區集中式深層地下水飲用水源地水化學特征及水質評價[J].中國科學技術大學學報，2014（11）：913-920.

3 張 航，殷環環.江西省2021年地下水水質現狀分析評價[J].江西水利科技，2023（1）：28-33.

4 李亞松，張兆吉，費宇紅，等.內梅羅指數評價法的修正及其應用[J].水資源保護，2009（6）：48-50.

5 閆欣榮.修正的內梅羅指數法及其在城市地下飲用水源地水質評價中的應用[J].地下水，2010（1）：6-7.