許昌市清泥河水質(zhì)現(xiàn)狀及改善對策分析

徐永新

（許昌學(xué)院城鄉(xiāng)規(guī)劃與園林學(xué)院，河南 許昌 461000）

許昌市清泥河水質(zhì)現(xiàn)狀及改善對策分析

徐永新

（許昌學(xué)院城鄉(xiāng)規(guī)劃與園林學(xué)院，河南 許昌 461000）

以清泥河為研究對象，選取水溫、pH值、DO（溶氧量）、COD（化學(xué)需氧量）及水環(huán)境因子進(jìn)行單因子評價和綜合污染指數(shù)評價。結(jié)果表明，清泥河整條河段受到中度及其以上的污染，其中最高點為排污口4，綜合污染指數(shù)值達(dá)到82.20，說明該樣點已受到最為嚴(yán)重的污染。

水質(zhì)現(xiàn)狀；污染指數(shù)；改善對策；許昌市

河流作為淡水資源的重要組成部分，為人類提供供水、航運、漁業(yè)和景觀等各種綜合效益，是人類賴以生存和發(fā)展的重要載體［1］。河流對于一個城市來說有著極其重要的作用。因此，河流水質(zhì)的優(yōu)劣對一個城市的社會經(jīng)濟發(fā)展、人民生活水平的提高影響重大。地表水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價工作開展已有多年，最初是通過對水的感觀認(rèn)識來判斷水質(zhì)的好壞，如水的顏色、氣味、嗅、懸浮物等。隨著西方工業(yè)化的不斷發(fā)展以及城市化進(jìn)程迅速加快的影響，工業(yè)廢水和城市污水的排放逐年增加，使得河流、湖泊、水庫等污染日趨嚴(yán)重，水質(zhì)的好壞僅依靠感觀來判斷已不符合要求。因此，許多水質(zhì)評價指標(biāo)逐步形成，水質(zhì)的評價標(biāo)準(zhǔn)也得到了不斷的完善［2］。

清泥河作為許昌市的主要河流之一，近年來隨著城市化和工業(yè)化的不斷發(fā)展，其區(qū)域內(nèi)河流水質(zhì)現(xiàn)狀不容樂觀。河流水由20年前可以洗衣、灌溉等重要功能到現(xiàn)在受到較大的污染，嚴(yán)重影響到河流沿岸居民的日常飲水安全，清泥河水質(zhì)已成為周圍地區(qū)人民生活水平提高和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的限制條件。因此，有必要對清泥河的水質(zhì)現(xiàn)狀進(jìn)行研究和評價，為河流水質(zhì)進(jìn)一步的改善和治理提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

許昌市（113°03′～114°19′E，33°16′～34°24′N）位于河南省中部，平均海拔72.8m，屬暖溫帶季風(fēng)性氣候，南水北調(diào)工程經(jīng)過其境內(nèi)。許昌市目前轄3縣（許昌縣、鄢陵縣、襄城縣）、2市（禹州市、長葛市）、1區(qū)（魏都區(qū)），總面積4 996km2，總?cè)丝?47萬人，其中許昌市區(qū)建成區(qū)面積45.8km2，市區(qū)人口48萬人。

河流對于城市來說有極其重要的作用，尤其在許昌市這樣嚴(yán)重缺少水資源的區(qū)域就更加顯現(xiàn)出河流對城市的重要影響。許昌市境內(nèi)雖沒有大江、大河的流經(jīng)，但一些小的河流也對許昌市人民有著深刻的影響，其中以清潩河、護(hù)城河、運糧河、清泥河為最。本文所研究的清泥河分布在許昌市城西，被譽為“許昌城西的青袖”。清泥河屬于季節(jié)性河流，全長約20km，徑流量約3m3/s。其發(fā)源于許昌縣河街鄉(xiāng)的崗地，流經(jīng)許昌市城西并在經(jīng)濟開發(fā)區(qū)處匯入小泥河。

2 材料和方法

在清潩河河流斷面取水點選取5個采樣點，每個點取1個水樣即每個斷面取水點取4份水樣，在排污口取水點取2個水樣，共計32個水樣。采樣點示意圖見圖1，樣品取回立即放置實驗室冰箱待測。

圖1 水樣采集點的分布圖

3 評價方法及評價標(biāo)準(zhǔn)的選擇

3.1 基于單項水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的評價方法——單因子評價法

單因子評價法就是用水質(zhì)最差的單項指標(biāo)所屬類別來確定水體綜合水質(zhì)類別，即用水體各監(jiān)測項目的監(jiān)測結(jié)果對照該項目的分類標(biāo)準(zhǔn)，確定水質(zhì)類別，在所有項目的水質(zhì)類別中，選取水質(zhì)最差類別作為水體的水質(zhì)類別［3］。水質(zhì)指數(shù)Ci的計算公式為：

式（1）中，Ci為某項的相對污染指數(shù)；Cip為P監(jiān)測點的實測值；Li為某項污染物的標(biāo)準(zhǔn)值（其中pH值應(yīng)該根據(jù)金士博修正式［4］來計算Ci值）。當(dāng)Ci≤1時，表示水體未受到污染；當(dāng)Ci≥l時，表示水體受到污染。具體數(shù)值直接反映污染物的超標(biāo)程度［3］。

pH值的計算公式為：

式（2）中，LpH為平均pH；LpH最小值或LpH最大值要根據(jù)實際測得的值CpHP接近哪個就取哪個值。

3.2 基于綜合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的評價方法——修正內(nèi)梅羅指數(shù)法

綜合污染指數(shù)法針對單項污染指數(shù)法提出的，將單項污染指數(shù)進(jìn)行綜合而得到的一個綜合指數(shù)來評價綜合水質(zhì)。本文采用的水環(huán)境因子為pH值、化學(xué)需氧量和水溶氧量對內(nèi)梅羅指數(shù)法進(jìn)行修正。

PIP的計算公式為：

式（3）中，PIP為P監(jiān)測點的水質(zhì)綜合污染指數(shù)；Cipmax為P監(jiān)測點的最大單項污染值；Cipave為P監(jiān)測點的各單項污染值的平均值［5］。

據(jù)所計算出的環(huán)境綜合污染指數(shù)PIP，以Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)劃分污染等級，當(dāng)某監(jiān)測點P所測得的＜0.739時，說明水質(zhì)未受到污染，狀況較好；當(dāng)0.739≤PIP＜1時，水質(zhì)狀況受到輕微污染；當(dāng)1≤PIP＜7.28時，說明水質(zhì)受到中度污染；當(dāng)PIP≥7.28時，說明水質(zhì)受到嚴(yán)重污染［6］。

3.3 評價標(biāo)準(zhǔn)的選擇

根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）［7］，將地表水分為五類，本文選取的4個水環(huán)境因子的評價標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）

4 清泥河水質(zhì)現(xiàn)狀及評價

4.1 水質(zhì)現(xiàn)狀

4.1.1 清泥河的pH值現(xiàn)狀。pH值是河流水體的重要水質(zhì)指標(biāo)之一，對魚類等水生生物的生存有重要的影響。不同的水生生物有不同的pH值適應(yīng)范圍，pH高低將直接影響水體中的生物和化學(xué)過程。如pH值低于4或者高于10時，水體中的魚、蝦、蟹都不能存活。

圖2 清泥河各河段的水體pH值

由圖2得出，清泥河各河段水的pH值在6.04～7.78，雖然水質(zhì)符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）規(guī)定的pH值在6～9，但排污口處的河流水pH值明顯低于河流斷面的值。

4.1.2 清泥河的溶氧量現(xiàn)狀。水體溶解氧是指溶解于水中分子狀態(tài)的氧，是水生生物生存不可缺少的條件，也是評價水體污染程度的重要指標(biāo)。如果溶解氧的濃度降低，則表明水質(zhì)已經(jīng)受到有機污染［8］。當(dāng)水體受無機和有機還原物質(zhì)污染時，如果耗氧的速度小于復(fù)氧的速度，水體在一定時間內(nèi)能夠自我恢復(fù)；如果耗氧的速度大于從空氣中補充氧的速度時，水體中的溶解氧將減少［9］。這時厭氧菌繁殖，有機物在缺氧條件下分解，產(chǎn)生腐敗發(fā)酵現(xiàn)象而使水質(zhì)惡化。

圖3 清泥河各河段水體溶解氧含量

由圖3得出，清泥河所有樣點的水體溶解氧百分比在Ⅱ類到Ⅴ類之間。自上游段到排污口2水體溶解氧呈下降趨勢，到運糧河口水體溶氧量逐漸上升并達(dá)到最大值，水質(zhì)接近Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。尤其在排污口3時水體溶解氧降到17.40 ug/mL，屬于劣Ⅴ類水質(zhì)。從排污口3到下游河段水體溶解氧逐漸上升。由此明顯看出，排污口的水體溶氧量要遠(yuǎn)低于河流的正常河段的溶氧量。

4.1.3 清泥河的化學(xué)需氧量（COD）現(xiàn)狀?；瘜W(xué)需氧量（COD）又稱化學(xué)耗氧量，是指在規(guī)定的條件下，使水樣中能被氧化的物質(zhì)氧化所需要耗用的氧化劑的量，以每升水消耗氧的毫克數(shù)表示［10］。

由圖4得出，清泥河所有樣點的平均COD含量基本上都大于170 ug/mL，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中Ⅴ類水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)值，最大值為2 204 ug/mL。因此，清泥河水質(zhì)在化學(xué)需氧量（COD）方面屬于劣Ⅴ類，最小超標(biāo)倍數(shù)為4.25倍，個別點的COD超標(biāo)倍數(shù)達(dá)到55倍。總體上，上游河段和下游河段COD超標(biāo)比排污口和中游河段較輕，水質(zhì)稍好。

圖4 清泥河各河段平均化學(xué)需氧量（COD）

4.1.4 清泥河的水溫現(xiàn)狀。從圖5可以得出，清泥河一周內(nèi)水溫的變化幅度較小，排污口的水溫變化幅度要高于河流斷面的水溫變化。說明人為因素引起了清泥河水溫的升高，但考慮到一周內(nèi)氣溫也處于上升的趨勢，所以清泥河水溫的人為影響周平均最大溫升≤1，即清泥河水溫的上升幅度符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）。

圖5 清泥河各河段一周內(nèi)水溫變化

4.2 水質(zhì)評價

4.2.1 單因子評價。根據(jù)對清泥河的4個水環(huán)境因子的監(jiān)測數(shù)據(jù)、河流水質(zhì)的單因子指數(shù)評價結(jié)論及繪制的圖表，對其進(jìn)行評價得出：①清泥河水質(zhì)的pH值的分布范圍為6.04～7.78，水質(zhì)符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）的規(guī)定，但排污口處的pH值低于河流斷面的pH值，呈弱酸性；②清泥河水體溶解氧的含量在1.45～5.91 ug/mL，排污口水質(zhì)污染較為嚴(yán)重；③清泥河化學(xué)需氧量最小值為170.50 ug/mL，嚴(yán)重超出水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，化學(xué)需氧量因子是最主要的污染因子；④清泥河一周內(nèi)水溫的變化幅度較小，排污口的水溫變化幅度要高于河流斷面的水溫變化。

4.2.2 綜合評價。本文以許昌市城西清泥河為研究對象，運用修正內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法對清泥河水質(zhì)的現(xiàn)狀進(jìn)行初步分析與評價，各采樣點的單項污染指數(shù)見表2。

表2 各采樣點的單項污染指數(shù)

在算出各污染因子的單項污染指數(shù)Ci的前提下，利用修正內(nèi)梅羅污染指數(shù)法的公式分別計算出各采樣點的環(huán)境綜合污染指數(shù)PIP計算結(jié)果，見表3。

表3 各采樣點環(huán)境綜合污染指數(shù)

由表3可知，清泥河整條河段受到中度及其以上的污染；除了上游斷面的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)小于7.28以外，其他各個采樣點的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)都高于7.28，受到嚴(yán)重污染；其中最高點為排污口4，綜合污染指數(shù)值達(dá)到82.20，說明該樣點已受到最為嚴(yán)重的污染。

5 對策和建議

在許昌市西城區(qū)清泥河流域內(nèi)大部分的工業(yè)廢水和城市生活污水未經(jīng)污水處理廠處理就直接排入清泥河內(nèi)。同時，許昌市相關(guān)單位對清泥河監(jiān)測不到位，使得清泥河河水物理和化學(xué)特性發(fā)生較大改變，污染比較嚴(yán)重，嚴(yán)重影響周圍居民的生活和用水安全。針對清泥河水質(zhì)現(xiàn)狀提出對策和建議，以供參考。

5.1 水資源監(jiān)測部門要加強對清泥河水質(zhì)的監(jiān)測，為強化管理提供科學(xué)依據(jù)

要根據(jù)《中華人民共和國水法》的規(guī)定，定期對清泥河的水質(zhì)進(jìn)行評價，定時發(fā)布水質(zhì)通報，讓廣大公眾及時了解和掌握水質(zhì)狀況和變化的趨勢，并將水質(zhì)狀況反映到環(huán)保部門進(jìn)行進(jìn)一步治理。

5.2 環(huán)保部門應(yīng)根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測部門的監(jiān)測數(shù)據(jù)加強水污染的防治和治理規(guī)劃

對清泥河沿岸污水排放超標(biāo)的化工廠、電廠和汽車修理廠進(jìn)行限期的治理整頓，使污水達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)再進(jìn)行排放。同時，加強新聞媒體和網(wǎng)絡(luò)對這些企業(yè)達(dá)標(biāo)排放的監(jiān)督作用。

5.3 提高水的利用率，大力倡導(dǎo)節(jié)水型產(chǎn)業(yè)

市區(qū)管理機構(gòu)應(yīng)負(fù)責(zé)建立水域安全利用指標(biāo)，制定開發(fā)利用的長期規(guī)劃。改變傳統(tǒng)的水供給管理模式為競爭型水需求管理模式，優(yōu)先發(fā)展節(jié)水型產(chǎn)業(yè)，鼓勵節(jié)水技術(shù)、方法的應(yīng)用和創(chuàng)新。

5.4 進(jìn)一步完善清泥河沿岸污水統(tǒng)一管網(wǎng)建設(shè)

在市政建設(shè)方面，要進(jìn)一步完善清泥河沿岸污水統(tǒng)一管網(wǎng)建設(shè)，將生活污水和工業(yè)廢水盡可能多地納入管網(wǎng)之中，集中送入污水處理廠進(jìn)行深度處理，循環(huán)利用。同時，對清泥河上的漂浮物進(jìn)行定期打撈，保證河流表面干凈整潔。加強環(huán)境保護(hù)公德的宣傳教育，普及全民環(huán)境意識，提高河流沿岸居民的水環(huán)境保護(hù)意識和生態(tài)建設(shè)意識。

［1］高學(xué)平，趙世新，張晨，等.河流系統(tǒng)健康狀況評價體系及評價方法［J］.水利學(xué)報，2009（8）：962-968.

［2］水艷.太湖流域平原地區(qū)水質(zhì)綜合評價與水資源價值評價研究［D］.南京：河海大學(xué)，2006.

［3］何書會，李永根，馬賀明，等.水資源評價方法與實例［M］.1版.北京：中國水利水電出版社，2008.

［4］金士博，張孟威.內(nèi)梅羅污染指數(shù)公式與漓江水質(zhì)評價［J］.環(huán)境科學(xué)，1980（2）：1-7.

［5］白艷艷，劉義豪，靳洋，等.應(yīng)用內(nèi)梅羅污染指數(shù)法綜合評價煙臺市辛安河排污口鄰近海域環(huán)境質(zhì)量［J］.齊魯漁業(yè)，2010（4）：17-19.

［6］馬懿，周健，黃志久，等.內(nèi)梅羅污染指數(shù)綜合評價自貢市釜溪河水質(zhì)現(xiàn)狀［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（27）：15576-15577.

［7］GB 3838-2002.地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［8］曹志勇，郝海森，張麗軍，等.平原水庫微污染水溶解氧含量模型反演與驗證［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（10）：6023-6024.

［9］潘向忠，高玉蓉，李佳，等.錢塘江杭州段水體中溶解氧現(xiàn)狀及其影響因素［J］.環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2011（4）：12-16.

［10］王巖，陳宜俍.環(huán)境科學(xué)概論［M］.1版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

Analysis of Water Quality Status and Improvement Measures of the Qingni River in Xuchang City

Xu Yongxin
（School of Urban Planning and Landscape Architecture，Xuchang University，Xuchang Henan 461000）

Taking the Qingni river as the research object,the water environment factors including water temperature, pH,DO(dissolved oxygen)and COD(chemical oxygen demand)were assessmented by single factor and comprehen?sive pollution index.The results showed that the whole river reach of Qingni river was polluted moderately,and the highest blowdown point was the No.4 sewage discharge outlet,and its comprehensive pollution index reached 82.20, which showed that the sample point was polluted mostly.

water quality status；pollution index；improvement measures；Xuchang city

TU984

A

1003-5168(2016)09-0154-04

2016-08-05

河南省高等學(xué)校重點科研項目（16A610004）；許昌市科技發(fā)展計劃項目（1405003）；許昌學(xué)院校內(nèi)基金項目（2016059）；河南省社科聯(lián)項目（SKL-2016-3833）。

徐永新（1979-），男，博士，講師，研究方向：環(huán)境與健康研究。