單因子水質(zhì)標識指數(shù)法在李村河水質(zhì)評價中的應(yīng)用

曹正梅，姜 輝，王明麗

(青島市環(huán)境監(jiān)測中心站，山東 青島 266003)

單因子水質(zhì)標識指數(shù)法在李村河水質(zhì)評價中的應(yīng)用

曹正梅，姜 輝，王明麗

(青島市環(huán)境監(jiān)測中心站，山東 青島 266003)

選用單因子水質(zhì)標識指數(shù)法對李村河水質(zhì)進行評價。2010—2015年，李村河308國道橋和入?？跀嗝嫠|(zhì)均未達到景觀娛樂用水要求。5項指標中，氨氮污染最重，其次為總磷和五日生化需氧量，化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)和溶解氧污染較輕。

單因子； 標識指數(shù)；水質(zhì)評價；應(yīng)用

目前，國內(nèi)對河流、湖庫水質(zhì)評價多采用單因子評價和綜合評價兩種方法。單因子評價又有兩種方法：一是將某斷面參評指標的實測值與《GB3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標準》中標準進行比較，根據(jù)參評指標類別最高的一項確定斷面的水質(zhì)類別；二是采用單項污染指數(shù)進行評價，將各評價指標監(jiān)測值量綱一化處理，對同一類水質(zhì)污染程度的評價。綜合評價多采用綜合污染指數(shù)或平均污染指數(shù)法進行評價，即將參與評價的指標與地表水Ⅲ類標準相比，然后取其和或求算術(shù)平均值，對水質(zhì)污染程度進行比較。

在對河流及湖庫的水質(zhì)評價過程中發(fā)現(xiàn)：上述方法均存在一定不足。首先單因子評價法確定某一斷面水質(zhì)類別時，不能對同一類別水質(zhì)的斷面進行細化評價；采用單因子指數(shù)法評價時，雖能對同一類水質(zhì)污染程度進行評價，但又不能明確水質(zhì)類別。綜合污染指數(shù)法雖能對某斷面污染程度進行評價，但不能說清水質(zhì)類別、功能區(qū)達標等狀況。徐祖信[1]提出了單因子水質(zhì)標識指數(shù)法，彌補了單因子和綜合評價法存在的不足。該方法既能對某斷面的水質(zhì)類別進行評價，又能對同一類水質(zhì)指標進行定量比較。該方法科學(xué)、簡單，定性、定量評價合理，通過科學(xué)評價水質(zhì)狀況，能為環(huán)境管理部門制定切實有效的治理措施提供科學(xué)技術(shù)支撐。本文依據(jù)2010—2015年李村河監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用單因子水質(zhì)標識指數(shù)法對李村河水質(zhì)進行科學(xué)評價。

1 方法簡介

1.1 單因子水質(zhì)標識指數(shù)的組成

單因子水質(zhì)指數(shù)P由一位整數(shù)、小數(shù)點后面2位或3位有效數(shù)字組成，表示為：

Pi=X1·X2X3

式中：X1：第i項水質(zhì)指標的水質(zhì)類別；X2：監(jiān)測數(shù)據(jù)在X1類水質(zhì)變化區(qū)間中所處的位置，根據(jù)公式按四舍五入的原則計算確定；X3：水質(zhì)類別與功能區(qū)劃設(shè)定類別的比較結(jié)果，視評價指標的污染程度，X3可以是一位或 2 位有效數(shù)字。

1.2 X1的確定

當(dāng)水質(zhì)介于Ⅰ類～Ⅴ類時，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)與地表水標準比較確定，X1=1表示Ⅰ類水，依次類推。

當(dāng)水質(zhì)劣于或等于Ⅴ類時，X1=6。

1.3 X2的確定

1.3.1 當(dāng)水質(zhì)好于Ⅴ類上限時

(1)一般指標(pH值除外)

(2)溶解氧

式中：Ci：第i項指標的監(jiān)測值；C標上：第i項指標在X1類水質(zhì)標準區(qū)間上限；C標下：第i項指標在X1類水質(zhì)標準區(qū)間下限。

1.3.2 當(dāng)水質(zhì)劣于或等于Ⅴ類上限時

(1)一般指標(pH值、水溫除外)

(2)溶解氧

式中：Ci：第i項指標的監(jiān)測值；CV 標上：第i項指標(一般指標)在V類水質(zhì)標準區(qū)間上限；m：溶解氧在V類水質(zhì)標準區(qū)間下限；m:溶解氧計算時的修正系數(shù)，為4。

1.4X3的確定

X3的意義是判別該單項水質(zhì)類別是否劣于水環(huán)境功能區(qū)類別。

如果水質(zhì)類別好于或達到功能區(qū)類別，X3=0；

如果水質(zhì)類別差于功能區(qū)類別且X2不為零，X3=X1-fi；

如果水質(zhì)類別差于功能區(qū)類別且X2為零，X3=X1-fi-1。

式中：fi為水環(huán)境功能區(qū)類別。

2 單因子水質(zhì)指數(shù)標識法在李村河水質(zhì)評價中的應(yīng)用

2.1 李村河概況及監(jiān)測概況

李村河發(fā)源于嶗山區(qū)石門山，流經(jīng)市北區(qū)、李滄區(qū)，在李滄區(qū)曲戈莊與張村河匯流，干流全長20km，是市區(qū)重要的過城河。308國道橋斷面用于監(jiān)控李村河入李村街道辦事處前的水質(zhì)，入?？跀嗝嬗糜诒O(jiān)控李村河入海前的水質(zhì)。根據(jù)《青島市水功能區(qū)劃》[5](青政辦發(fā)[2010]38號)，李村河兩斷面均屬景觀娛樂用水區(qū)，執(zhí)行地表水Ⅴ類標準。

青島市環(huán)境監(jiān)測中心站于2010—2015年每年枯、豐、平水期對李村河308國道橋和入?？跀嗝娓鞅O(jiān)測2次，監(jiān)測項目為《GB3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標準》表1中的指標。

2.2 評價指標的確定

根據(jù)多年監(jiān)測結(jié)果，影響李村河水質(zhì)的主要污染因子為溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、氨氮、總磷、化學(xué)需氧量等指標，本文選取這6項對李村河水質(zhì)狀況進行評價。

2.3 監(jiān)測結(jié)果及常規(guī)評價

李村河308國道橋和入?？跀嗝?項指標監(jiān)測結(jié)果見表1。

表1 李村河兩斷面主要污染指標監(jiān)測值 (mg/L)

根據(jù)2010—2015年監(jiān)測結(jié)果,采用目前國內(nèi)水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價常用的單因子評價法評價,李村河308國道橋、入?？跀嗝婢鶠榱英躅愃|(zhì)，未達到景觀娛樂用水水質(zhì)要求。該評價方法只能說明李村河水質(zhì)不達標，但并不能說明該河流的污染程度是減輕還是加重，該方法具有一定局限性。

根據(jù)綜合污染指數(shù)法評價，李村河308國道橋斷面污染程度總體低于入?？跀嗝妫摲椒◤浹a了單因子方法的不足，但不能說明斷面的水質(zhì)類別。因此單因子評價法和綜合污染指數(shù)法在評價水質(zhì)狀況時均存在一定局限性。

表2 李村河兩斷面綜合污染指數(shù)年際變化

2.4 單因子水質(zhì)標識指數(shù)評價

基于上述兩種評價方法不足，本文采用徐祖信[1-4]指出的單因子水質(zhì)標識指數(shù)法對李村河水質(zhì)狀況進行綜合評價，評價項目為上述6項指標。

表3 單因子水質(zhì)標識指數(shù)的意義

表4 李村河兩斷面主要污染指標水質(zhì)標識指數(shù)評價結(jié)果

由表3和表4可看出，2010—2015年，李村河308國道橋和入海口斷面水質(zhì)較差，均為劣Ⅴ類水質(zhì)，未達到景觀娛樂用水要求，入?？跀嗝嫖廴局赜?08國道斷面。其中308國道斷面氨氮污染最重，其次為五日生化需氧量，再次為總磷；入海口斷面氨氮污染最重，其次為總磷，再次為五日生化需氧量。兩斷面化學(xué)需氧量均超標，但超標幅度相對較小，高錳酸鹽指數(shù)個別年份偶有超標，溶解氧基本達標。

根據(jù)Spearman秩相關(guān)系數(shù)法對各單因子水質(zhì)標識指數(shù)變化趨勢檢驗，結(jié)果見表5。

表5 李村河兩斷面單因子水質(zhì)標識指數(shù)趨勢檢驗

由表5可看出，2010—2015年，李村河308國道橋、入海口斷面各污染指標水質(zhì)標識指數(shù)基本保持穩(wěn)定，污染未得到根本改善。分析原因如下：李村河下游南岸建有李村河污水處理廠，設(shè)計規(guī)模為17萬t/d，設(shè)計出水水質(zhì)為一級A標準，污水管網(wǎng)配套較為完善，但由于李村河中上游兩岸仍有部分工業(yè)、生活污水和養(yǎng)殖廢水經(jīng)過排污明渠或雨水管等渠道直接排入李村河河道干流，導(dǎo)致勝利橋以下河段污染仍嚴重，過城河河道污染綜合整治形勢仍十分嚴峻。

3 結(jié)論與建議

在查閱相關(guān)文獻及對比不同水質(zhì)評價方法的基礎(chǔ)上，選取了單因子水質(zhì)標識評價方法，該方法具有科學(xué)、合理、直觀、簡便等優(yōu)點，利用該方法對李村河兩斷面的水質(zhì)進行了評價。5項指標中，氨氮指數(shù)最高，污染最重，其次為總磷和五日生化需氧量，化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)和溶解氧指數(shù)較低，污染較輕。入?？跀嗝嬗捎谔幱诶畲搴幼钕掠?，受中上游及沿岸廢水及部分生活垃圾堆放河道等因素的影響，污染仍較重。

建議一是擴大污水處理能力、優(yōu)化處理工藝、完善污水管網(wǎng)的鋪設(shè)范圍；二是加強對河道兩岸的環(huán)境巡查監(jiān)管，杜絕生活垃圾和部分工業(yè)垃圾亂堆亂放現(xiàn)象的發(fā)生，尤其是豐水期，增加巡查頻次，盡量減輕因雨水的沖刷而造成對河道的污染；三是加強匯水區(qū)內(nèi)重點污染源的監(jiān)督監(jiān)管，確保污水全部收集，杜絕零外排，有污水處理設(shè)施的單位，確保污水處理設(shè)施正常運轉(zhuǎn)，處理達標后排入市政污水管網(wǎng)。

[1]徐祖信.我國河流單因子水質(zhì)標識指數(shù)評價方法研究[J].同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2005,33(3):321-325.

[2]孫偉光,邢佳,馬云,等.單因子水質(zhì)標識指數(shù)評價方法在某流域水質(zhì)評價中的應(yīng)用[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2010,35(11):181-184.

[3]張宇紅,胡成. 單因子水質(zhì)標識指數(shù)評價方法在渾河撫順段水質(zhì)評價中的應(yīng)用[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2011,34(6G):276-279.

[4]唐立新,王文微. 單因子水質(zhì)標識指數(shù)法在布爾哈通河水質(zhì)評價中的應(yīng)用[J].吉林水利,2010(12):38-40.

[5]青政辦發(fā)[2010]38號. 青島市人民政府關(guān)于印發(fā)青島市水功能區(qū)劃的通知[Z].

Application of Single Factor Water Quality Identification Index to Assess the Water Quality of Licun River

CAO Zheng-mei, JIANG Hui, WANG Ming-li

( Qingdao Environmental Monitoring Centre, Qingdao Shandong 266003，China)

Single factor water quality identification index was applied to assess the water quality of Licun River. The analysis showed that water quality of both 308 national highway bridge and estuary sections of Licun River failed to meet the water quality goal for landscape and entertainment during 2010—2015. Among the five indexes, pollution of ammonia nitrogen was the most serious, followed by total phosphorus, five-day BOD, and COD. The permanganate index and dissolved oxygen were relatively light.

single factor; identification index; water quality assessment; application

2016-11-01

曹正梅(1972-)，女，高級工程師，碩士研究生，主要從事環(huán)境質(zhì)量評價。

X824

A

1673-9655(2017)02-0101-04