綜合污染指數(shù)法在酉陽(yáng)縣小壩水庫(kù)水質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

冉曉頻

摘要：指出了小壩水庫(kù)為酉陽(yáng)縣的主要供水水源地之一，根據(jù)2016年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用污染指數(shù)進(jìn)行了水庫(kù)水質(zhì)污染狀況分析，探討了小壩水庫(kù)的季節(jié)變化規(guī)律，主要的污染因子及污染物來(lái)源。研究結(jié)果表明：小壩水庫(kù)主要污染因子為總磷和總氮，小壩水庫(kù)水體為營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，總體水質(zhì)能夠滿足功能區(qū)要求。

關(guān)鍵詞：酉陽(yáng)縣；水質(zhì)；綜合污染指數(shù)

中圖分類號(hào)：X703

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16749944（2017）12007102

1引言

酉陽(yáng)縣位于重慶市東南部，地處武陵山區(qū)腹部，是重慶市主要的少數(shù)民族聚居地。近年來(lái)，隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，酉陽(yáng)縣工業(yè)和生活用水大幅度增長(zhǎng)，排放的污水和污染物量增加，污染了水環(huán)境。長(zhǎng)期跟蹤水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，小壩水庫(kù)水質(zhì)已呈下降趨勢(shì)。查閱相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，目前未發(fā)現(xiàn)有與酉陽(yáng)飲用水源水質(zhì)的相關(guān)研究。因此，研究小壩水庫(kù)的水質(zhì)變化趨勢(shì)和情況，對(duì)酉陽(yáng)縣的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有重要意義。

目前，水質(zhì)評(píng)價(jià)方法有單因子評(píng)價(jià)法[1]、內(nèi)梅羅污染指數(shù)法[2]、模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法[3]、綜合污染指數(shù)法[4]等。其中單因子評(píng)價(jià)法簡(jiǎn)便易行，應(yīng)用比較多，但不能反映多個(gè)水質(zhì)參數(shù)與相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)間的綜合關(guān)系。而綜合污染指數(shù)法既能突出污染指數(shù)最大因子對(duì)總體水質(zhì)的作用，又能總體反映水體的污染性質(zhì)和程度，是目前國(guó)內(nèi)外比較常用的綜合污染指數(shù)法[5]。

本文采用綜合污染指數(shù)法對(duì)小壩水庫(kù)水質(zhì)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，客觀的反映了小壩水庫(kù)水質(zhì)情況，以期為水資源保護(hù)和水域環(huán)境質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù)。

2材料與方法

2.1采樣點(diǎn)布設(shè)原則及布設(shè)情況

通過(guò)資料收集和考察，遵循覆蓋面、代表性、可控性、客觀性等原則，選擇小壩水庫(kù)庫(kù)心作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。

2.2樣品采集

2016年春夏秋冬四季用有機(jī)玻璃采樣器采集表層瞬時(shí)水樣，裝入潔凈塑料瓶。采樣時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)用便攜式溶解氧儀器（HD25d），電導(dǎo)率儀（SG7梅特勒托利多）和pH儀（SG8梅特勒托利多）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得水溫、pH值和溶解氧（DO）等水質(zhì)參數(shù)。

2.3監(jiān)測(cè)方法

監(jiān)測(cè)頻率要求年度內(nèi)不少于4次，每個(gè)季度監(jiān)測(cè)一次。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目參照地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）中，表1 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目，共計(jì)24項(xiàng)。

本文選擇高錳酸鉀鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總磷、總氮7個(gè)項(xiàng)目評(píng)價(jià)水庫(kù)水質(zhì)情況，由于重金屬等項(xiàng)目未檢出，故不做討論。

3評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)選擇

小壩水庫(kù)是酉陽(yáng)縣的飲用水庫(kù)，應(yīng)達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）中Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

4評(píng)價(jià)方法

4.1水質(zhì)綜合污染指數(shù)法

目前，對(duì)水環(huán)境質(zhì)量的評(píng)價(jià)通常采用兩種評(píng)價(jià)方法，一是定性評(píng)價(jià)，即實(shí)測(cè)值與地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，進(jìn)行水質(zhì)類別的判定；二是定量評(píng)價(jià)，對(duì)某水域?qū)⒏魑廴局笜?biāo)的濃度值無(wú)量化，進(jìn)行不同空間和時(shí)間的水質(zhì)比較。

不同類別的水體的水質(zhì)要求有差異，利用單一標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)水質(zhì)的優(yōu)劣是不可取的，也難以滿足現(xiàn)實(shí)需求。水質(zhì)綜合污染指數(shù)法是基于單因子污染指數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)上得到的[6]。

單因子污染指數(shù)：Pi=CiSi （1）

綜合污染指數(shù)：P=1n∑ni=1Pi （2）

式中：Ci為污染物濃度，Si為相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值，n為參與評(píng)價(jià)的項(xiàng)目數(shù)。

4.2污染等級(jí)的劃分

水質(zhì)綜合污染指數(shù)是對(duì)應(yīng)水體功能要求來(lái)判斷污染程度的，具有一定的相對(duì)性。如同一水域，監(jiān)測(cè)結(jié)果相同，若劃分為Ⅱ類水體，所得評(píng)價(jià)結(jié)果可能為合格，若劃分為Ⅰ類水體，所得結(jié)果可能為中度污染甚至重度污染。

污染程度的分級(jí)能夠定性反映水質(zhì)的現(xiàn)狀，水域原定功能是否安全、全面地發(fā)揮效應(yīng)。一般根據(jù)綜合污染指數(shù)的大小，將水體分為合格、輕度污染、中度污染和重污染四類，具體詳見(jiàn)表1。

5結(jié)果與分析

5.1污染指數(shù)

運(yùn)用公式（1）和（2）計(jì)算小壩水庫(kù)的主要污染物的單項(xiàng)因子指數(shù)和綜合污染指數(shù)，詳見(jiàn)表2。由表2可以看出總磷和總氮是小壩水庫(kù)的主要污染因子。總氮污染指數(shù)全年大于1，表明總氮超過(guò)功能區(qū)水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)值，其中秋季總氮污染最嚴(yán)重，污染指數(shù)為1.96，超標(biāo)約2倍。此外總磷除冬季污染指數(shù)小于1外，春夏秋三季污染指數(shù)均大于1，表明總磷已超過(guò)小壩水庫(kù)功能區(qū)水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)值。五日生化需氧量、高錳酸鉀指數(shù)、氨氮等單因子污染指數(shù)均小于0.8，表明這個(gè)3個(gè)因子處于合格水平。由表2可以看出PTN>PTP>PCOD>PBOD5>PCODMn>PNH3-N，表明小壩水庫(kù)總氮和總磷污染相對(duì)嚴(yán)重，其次是化學(xué)需氧量。

小壩水庫(kù)綜合污染指數(shù)在0.8

5.2污染原因分析

小壩水庫(kù)主要的污染物是總氮和總磷污染，水庫(kù)中總氮中氮的來(lái)源主要為流域內(nèi)農(nóng)村化肥的使用，未被吸收利用的化肥隨地表徑流進(jìn)入水庫(kù)污染了水源。總磷中的磷來(lái)源應(yīng)該是巖石和土壤中的磷酸鹽由于風(fēng)化和淋溶作用進(jìn)入水庫(kù)。同時(shí)， 流域內(nèi)使用的有機(jī)磷農(nóng)藥和水溶性磷肥如過(guò)磷酸鈣、重過(guò)磷酸鈣等在水中溶解度很高， 受雨水淋洗流失， 排入水庫(kù)污染了水源。

水庫(kù)水體富營(yíng)養(yǎng)化與氣候條件、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、水庫(kù)水化學(xué)性質(zhì)和生物性質(zhì)、水庫(kù)調(diào)度方式等各種因素有密切聯(lián)系。國(guó)際通用富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)總氮和總磷負(fù)荷值的標(biāo)準(zhǔn)為，貧營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)：總氮< 0.2 mg/L、總磷< 0.02 mg/ L；富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)：總氮>0.2 mg/L 、總磷>0.02 mg/L。小壩水庫(kù)總氮和總磷濃度的比值見(jiàn)表3，可以看出2016年小壩水庫(kù)氮磷比值在21～57之間，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總氮比較充足[7，8]。在春秋冬三季，滿足總氮>0.2 mg/L 、總磷>0.02 mg/L條件，可以看出水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氮磷均比較充分，已呈現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，對(duì)此應(yīng)該引起相關(guān)部門的重視。

6結(jié)論與建議

本文在單因子污染指數(shù)法的基礎(chǔ)上，結(jié)合綜合污染指數(shù)，得出了小壩水庫(kù)的主要污染因子是總磷和總氮及水庫(kù)水質(zhì)類別，為小壩水庫(kù)的綜合治理提供了科學(xué)依據(jù)。

小壩水庫(kù)的污染指數(shù)在四季變化中呈一定變化規(guī)律，秋季>夏季>春季=冬季。

小壩水庫(kù)水庫(kù)處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，總體水質(zhì)基本合格，滿足水體功能。

水體污染具有延緩性、難逆性和長(zhǎng)期性等特點(diǎn)，一旦遭受污染將很難恢復(fù)。因此，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，更應(yīng)該注重水資源的保護(hù)，建議如下。

（1） 水資源保護(hù)與污染防治要堅(jiān)持預(yù)防為主的原則，積極引導(dǎo)農(nóng)民合理使用氮肥和磷肥。

（2） 制定相關(guān)區(qū)域的規(guī)劃，實(shí)行氮的總量控制，抑制湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化，堅(jiān)守生態(tài)紅線。

（3） 必須進(jìn)行必要的監(jiān)測(cè)，建立預(yù)警機(jī)制，一旦發(fā)現(xiàn)水體遭受污染，就應(yīng)及時(shí)采取措施，防微杜漸。

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