黃石市磁湖水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)與分析

樂 靜

(黃石環(huán)境監(jiān)測(cè)站，湖北 黃石 435000)

黃石市磁湖水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)與分析

樂 靜

(黃石環(huán)境監(jiān)測(cè)站，湖北 黃石 435000)

對(duì)黃石市磁湖主要污染物的污染現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，運(yùn)用綜合污染指數(shù)法、綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法和 spearman 秩相關(guān)系數(shù)法對(duì)磁湖水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)和分析。結(jié)果表明，磁湖中高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮、總磷四種主要污染物濃度年均值、水質(zhì)綜合污染指數(shù)及綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)等指標(biāo)明顯下降，由中度富營養(yǎng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變成輕度富營養(yǎng)狀態(tài)，但其水質(zhì)基本上屬重污染，提出了改善磁湖水環(huán)境質(zhì)量的對(duì)策和建議。

磁湖；水環(huán)境質(zhì)量；評(píng)價(jià)；分析；水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；富營養(yǎng)化

磁湖位于湖北省黃石市市區(qū)，是一座美麗的城中湖，水域面積約1.0×107m2，匯水面積6.28×107m2，平均水深1.75m。磁湖具有調(diào)蓄、景觀等多種功能。隨著黃石市環(huán)磁湖開發(fā)，集聚人口增加，大量污染物排入湖內(nèi)，嚴(yán)重影響湖泊水環(huán)境質(zhì)量。本文根據(jù)“十一五”、“十二五”期間黃石監(jiān)測(cè)站定點(diǎn)監(jiān)測(cè)結(jié)果，運(yùn)用綜合污染指數(shù)法、綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法和 spearman 秩相關(guān)系數(shù)法等多種方法對(duì)磁湖水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)與分析，并探討其變化原因及防治對(duì)策，對(duì)做好“十三五”及今后一段時(shí)間磁湖水污染防治工作具有重要的指導(dǎo)意義。

1 分析方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)來自于《黃石市環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書(2006～2010年度)》、《黃石市環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書(2011～2015年度)》中磁湖省控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的年均值。

1.2 評(píng)價(jià)點(diǎn)和項(xiàng)目

磁湖水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)共15個(gè)，其中省控點(diǎn)7個(gè)，每月監(jiān)測(cè)一次；市控點(diǎn)8個(gè)，逢單月監(jiān)測(cè)。因省控點(diǎn)監(jiān)測(cè)頻次高，更具有代表性，所以本文選用省控點(diǎn)監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)。

評(píng)價(jià)項(xiàng)目包括高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、氨氮、總氮、總磷、葉綠素a、透明度等 7項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)。

1.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)地表水環(huán)境功能區(qū)劃，磁湖執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838 -2002)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值見表1。

1.4 評(píng)價(jià)方法

1.4.1 綜合污染指數(shù)法

綜合污染指數(shù)方法屬于定量評(píng)價(jià)，在我國被廣泛應(yīng)用于河流、湖庫水污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià)[1,2]，其計(jì)算公式為：

式中：P——水質(zhì)綜合污染指數(shù)；

Pi——i種污染物的污染分指數(shù)；

Ci——i種污染物的實(shí)測(cè)濃度值(mg/L)；

Si——i種污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值(mg/L)；

n——評(píng)價(jià)因子個(gè)數(shù)。

根據(jù)P的計(jì)算結(jié)果，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如表2 .

表1 《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值

1.4.2 綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法

湖泊、水庫的營養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)執(zhí)行中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站制定的《湖泊(水庫)富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法及分級(jí)技術(shù)規(guī)定》，評(píng)價(jià)參數(shù)為葉綠素a(Chla)、總磷(TP)、總氮(TN)、透明度(SD)和高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)[3]。

式中：TLI(∑)為綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；

Wj為第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重；

TLI(j)為代表第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)。

各參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計(jì)算公式為：

TLI(chl)=10(2.5+1.086 ln chl)TLI(TP)=10(9.436+1.624 ln TP)TLI(TN)=10(5.453+1.694 ln TN)TLI(SD)=10(5.118-1.94 ln SD)TLI(CODMn)=10(0.109+2.66 ln CODMn)

湖泊(水庫)營養(yǎng)狀態(tài)分級(jí)見表3 .

表2 地表水水質(zhì)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

表3 湖泊(水庫)營養(yǎng)狀態(tài)分級(jí)

1.4.3 Spearman秩相關(guān)系數(shù)法

磁湖水質(zhì)狀況年度變化趨勢(shì)評(píng)價(jià)采用Spearman秩相關(guān)系數(shù)法，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)(項(xiàng)目濃度)與時(shí)間序列間的相關(guān)性進(jìn)行計(jì)算，從而對(duì)水質(zhì)變化趨勢(shì)進(jìn)行定性分析[4]。

1)秩相關(guān)系數(shù)的計(jì)算公式為：

di=Xi-Yi

式中：di——變量Xi和變量Yi的差值；

Xi——周期1到N按濃度值從小到大排列的序號(hào)；

Yi——按時(shí)間順序排列的序號(hào)。

2)評(píng)價(jià)方法

將秩相關(guān)系數(shù)rs的絕對(duì)值同spearman秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)表中的臨界值Wp(0.564)進(jìn)行比較。

如果│γs│>Wp則表明變化趨勢(shì)有顯著意義；rs是負(fù)值，則表明下降趨勢(shì)或好轉(zhuǎn)趨勢(shì)；rs為正值，則表明上升趨勢(shì)或加重趨勢(shì)；當(dāng)│γs│≤Wp則表明變化趨勢(shì)沒有顯著意義，表明基本無變化。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要污染物現(xiàn)狀及變化趨勢(shì)

選擇高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、氨氮、總氮、總磷五項(xiàng)因子作為磁湖的主要污染物，對(duì)其 “十一五”、 “十二五”期間的濃度變化情況進(jìn)行了分析，詳情見表4、圖1。

由表4、圖1可知，“十一五”、“十二五”期間，對(duì)照表1中Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值，磁湖中高錳酸鹽指數(shù)除2006、2007年超標(biāo)外，其它年度均達(dá)標(biāo)；生化需氧量全部超標(biāo)；氨氮除2006、2007、2010年超標(biāo)外，其它年度均達(dá)標(biāo)；總氮、總磷全部超標(biāo)。2006、2007、2008及2010年磁湖屬劣Ⅴ類水質(zhì)。

根據(jù)spearman秩相關(guān)分析結(jié)果，“十一五”、“十二五”期間，磁湖中高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮、總磷四種主要污染物濃度年均值下降趨勢(shì)明顯，而生化需氧量年均值下降趨勢(shì)不明顯，這與黃石市實(shí)施環(huán)湖截流、關(guān)閉和搬遷磁湖流域規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)等措施有關(guān)。

表4 磁湖主要污染物年均值變化情況 單位：mg/L

圖1 磁湖主要污染物年均值變化情況

2.2 綜合污染指數(shù)及變化趨勢(shì)

“十一五”、 “十二五”期間，磁湖水質(zhì)污染情況見表5。

由表5可知，“十一五”、 “十二五”期間，磁湖水質(zhì)2007年屬嚴(yán)重污染，其它年度均屬重污染；根據(jù)spearman秩相關(guān)分析結(jié)果，磁湖綜合污染指數(shù)下降趨勢(shì)明顯。

表5 磁湖水質(zhì)綜合污染指數(shù)比較

2.3 綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果

在評(píng)價(jià)磁湖富營養(yǎng)化時(shí)，選取葉綠素a、總磷、總氮、透明度和高錳酸鹽指數(shù)等對(duì)湖泊營養(yǎng)狀態(tài)影響最為密切的5個(gè)參數(shù)，作為描述磁湖營養(yǎng)類型的指標(biāo)，評(píng)價(jià)結(jié)果見表6。

表6 磁湖富營養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果

由表6可知，從2006年到2013年，磁湖水質(zhì)一直呈中度富營養(yǎng)化特征；僅2014、2015年，磁湖水質(zhì)呈輕度富營養(yǎng)化特征，營養(yǎng)狀態(tài)明顯改善；根據(jù)spearman秩相關(guān)分析結(jié)果，磁湖綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)下降趨勢(shì)明顯，這可能與黃石市利用亞行貸款開展磁湖水污染綜合整治項(xiàng)目有關(guān)。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

“十一五”、“十二五”期間，磁湖中高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮、總磷四種主要污染物濃度年均值、水質(zhì)綜合污染指數(shù)及綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)等指標(biāo)明顯下降，由中度富營養(yǎng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變成輕度富營養(yǎng)狀態(tài)，但其水質(zhì)基本上屬重污染，磁湖水污染治理形勢(shì)仍然嚴(yán)峻。

3.2 建議

1)按照《湖北省生態(tài)保護(hù)紅線劃定方案》，落實(shí)磁湖生態(tài)保護(hù)紅線勘界落地任務(wù)。加快磁湖濕地公園的建設(shè)，處理來自下陸地區(qū)大量分散點(diǎn)源匯集至磁湖西岸李家坊溝渠中的污水。

2)加強(qiáng)配套管網(wǎng)建設(shè)，加快實(shí)施黃石市主城區(qū)二、三級(jí)支管建設(shè)以及雨污管網(wǎng)分流改造，推進(jìn)主城區(qū)初期雨水收集設(shè)施建設(shè)，減少初期雨水入磁湖量。

3)強(qiáng)化環(huán)境監(jiān)管，嚴(yán)厲打擊環(huán)磁湖違法排污行為 。

4)實(shí)施磁湖底泥疏浚，削減內(nèi)源污染；實(shí)施湖泊水體原位修復(fù)工程，建設(shè)多個(gè)植物浮床，以觀花植物為主，形成良好景觀。

[1]李利霞. “十一五”期間濟(jì)源市地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)[J]. 能源環(huán)境保護(hù)，2012，26(1)：52～55.

[2]李思敏，曹 燦，白蘇媛. 城市水系淺水湖泊水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)與分析[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2014，37(9)：163～167.

[3]王明翠，劉雪芹，張建輝，等. 湖泊富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[J]. 中國環(huán)境監(jiān)測(cè)，2002，18(5)：47～49.

[4]環(huán)境保護(hù)部. 地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)辦法 (試行 )，2011.

Evaluation and analysis of water environmental quality for Cihu lake in Huangshi city

YUE Jing

(Huangshi Environmental Monitoring Station，Hubei Huangshi 435000)

The pollution status of main pollutants for Cihu lake in Huangshi City were analyzed. Water environmental quality for Cihu Lake was evaluated and analyzed by methods of comprehensive pollution index, nutrient index, and the spearman rank correlation coefficient. Results showed that average pollutant concentration of permanganate index, ammonia nitrogen, total nitrogen, and total phosphorus, water quality comprehensive pollution index and comprehensive nutrition state index decreased obviously for Cihu lake , by moderate eutrophication state into a mild eutrophic state, but its water quality basically belongs to the heavy pollution. The countermeasures and Suggestions for improving Cihu lake water environment quality were put forward.

cihu lake；water environmental quality；evaluation；analysis；water quality standard；eutrophication

2016—09—11

樂靜(1969— )，女，湖北武漢人，高級(jí)工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)與環(huán)境保護(hù)研究工作.

G512

A

2096-3149(2017)01- 0022-05

10.3969/j.issn.2096-3149.2017.01.006