用綜合污染指數(shù)法分析評價黃河陜西段的水環(huán)境

王益昌，李瑞嬌，問思恩，張軍燕，余斌

（陜西省水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)部黃河中上游漁業(yè)資源環(huán)境科學(xué)觀測實驗站，陜西 西安 710086）

用綜合污染指數(shù)法分析評價黃河陜西段的水環(huán)境

王益昌，李瑞嬌，問思恩，張軍燕，余斌

（陜西省水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)部黃河中上游漁業(yè)資源環(huán)境科學(xué)觀測實驗站，陜西 西安 710086）

2013年-2015年，逐月監(jiān)測分析了黃河陜西段府谷、吳堡、龍門、洽川、港口、汾河入黃口和渭河入黃口7個段面22項水質(zhì)指標(biāo)，并用綜合污染指數(shù)法進行評價。結(jié)果顯示：黃河陜西段處于4級中度污染水平，5級較重污染段面汾河入黃口（P=9.26）1個，其余6個段面處于4級中度污染水平（2.04≤P≤4.67）。主要污染物為總氮、總磷和有機物，部分段面還受到重金屬汞、砷、銅、鋅的影響，所有段面未受有機氯和有機磷的污染。同期斷面比較，上游污染輕于下游，污染逐年下降。

黃河陜西段；綜合污染指數(shù)；水環(huán)境評價

黃河陜西段位于黃河中游，在陜西總長714km，是陜西和山西兩省的界河，最北端從府谷縣的墻頭鄉(xiāng)進入陜西，南端從潼關(guān)港口鄉(xiāng)進入河南。黃河陜西段北高南低，高差516m，河流比降0.72‰，河谷海拔一般在325～850m之間。龍門鎮(zhèn)以北河道狹窄，水深且水流湍急，龍門至潼關(guān)這一段屬于典型的堆積游蕩性河道，河床寬淺，水流散亂，主流游蕩不定，東西擺動頻繁，為人口較為密集的現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)發(fā)達區(qū),有渭河、洛河、汾河等多條支流匯入。黃河陜西段是烏鱧Channidae、蘭州鲇Silurus lanzhouensis Chen、黃河鯉Cyprinus carpio等重要名貴魚類的棲息地，漁業(yè)資源比較豐富。改革開放以來，經(jīng)濟發(fā)展給黃河水質(zhì)環(huán)境帶來了一定程度的污染，對黃河陜西段的水質(zhì)環(huán)境雖有持續(xù)監(jiān)測，但都沒有對黃河陜西段全段進行監(jiān)測，涉及的內(nèi)容也不一樣。此次監(jiān)測工作有助于了解和掌握黃河陜西段全段水質(zhì)的質(zhì)量狀況，為更好地為改善黃河魚類棲息生境提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

2013年4月、5月、6月、8月、9月和10月分別對黃河府谷段（E:111°6'17"，N:39°2'23"）、吳堡段（E:110°44'25"，N:37°27'05"）、龍門段（E:110°35'76"，N:35°39'74"）、洽川段（E:110°22'48"，N:35°7'96"）、港口段（E:110°19'29"，N:34°36'26"）、汾河入黃河口（E:110°28'61"，N:35°21'20"） 和渭河入黃河口（E:110°14'14"，N:34°36'51"）7 個段面，在河左、右岸各設(shè)一個采樣點，采集平行水樣監(jiān)測。樣品采集依據(jù)漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測規(guī)范中SC/T9102.1-2007和SC/T9102.3-2007標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定檢測方法進行。檢測和評價依據(jù)《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB11608-89）和《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）。檢測參數(shù)包括：pH、電導(dǎo)率、溶解氧、總氮、總磷、氨氮、錳酸鹽指數(shù)、亞硝酸鹽、硝酸鹽、汞、砷、銅、鋅、鉛、鎘、總鉻、六六六、滴滴涕、馬拉硫磷、樂果、甲基對硫磷、葉綠素a等22項指標(biāo)。2014-2015年對黃河龍門、洽川和港口一帶部分參數(shù)在6月和8月做了2次監(jiān)測（圖1）。

圖1 黃河陜北段漁業(yè)環(huán)境監(jiān)測位置示意圖Fig.1 Digram of fisheries environment monitoring sitesin Shannxi section of the Yellow River

1.2 判定標(biāo)準(zhǔn)和評價方法

1.2.1 單項水質(zhì)指標(biāo)的判定標(biāo)準(zhǔn)

單項水質(zhì)指標(biāo)按照標(biāo)準(zhǔn)[1,2]規(guī)定判定值進行判定。

1.2.2 綜合污染指數(shù)評價標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)綜合污染指數(shù)大小，環(huán)境質(zhì)量分為六個級別[3]（表1）。

1.2.3 pH和DO單項污染指數(shù)評價

pH單項污染指數(shù)[4]評價采用：SpH=|pH-pHsm|/Ds其中：pHsm=（pHsu+pHsd）/2，Ds=（pHsu-pHsd）/2，式中SpH-pH的污染指數(shù)；pH-樣品的測定值；pHsu-漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的上限值；pHsd-漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的下限值。

DO單項污染指數(shù)評價采用：PDOi=（Cim-Ci）/（Cim-Civ），其中：PDOi-溶解氧的污染指數(shù)，Ci-溶解氧的測定值，Civ-溶解氧的評價標(biāo)準(zhǔn)，Cim-本次測定中溶解氧的最大值。

1.2.4 綜合污染指數(shù)評價

綜合污染指數(shù)法評價[5]的公式為：式中：P-環(huán)境中污染物的綜合污染指數(shù)；Ci-環(huán)境污染物中的實測值；Si-污染物中的評價值；Ci/Si-單項污染指數(shù)；（Ci/Si）max-單項污染指數(shù)最大值；（Ci/Si）evr-單項污染指數(shù)平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 監(jiān)測結(jié)果

2013年的監(jiān)測結(jié)果表明，黃河陜西段漁業(yè)水質(zhì)受到一定程度的污染，處于4級中度污染，綜合污染指數(shù)為 3.87（表 2）。

表1 漁業(yè)環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 The standard of the fishery environment quality evaluation

2.2 主要污染物

主要污染物為總氮、總磷和有機物時，水質(zhì)富營養(yǎng)化嚴(yán)重,總氮超標(biāo)范圍100%，超標(biāo)幅度444%；府谷、吳堡、洽川和汾河入黃口總磷超標(biāo)，超標(biāo)范圍57.14%，超標(biāo)幅度50%；汾河入黃口和渭河入黃口高錳酸鹽指數(shù)超標(biāo)，超標(biāo)28.57%，超標(biāo)幅度12.33%。

2.3 局部段面污染

局部段面受到氨氮和汞污染，但平均水平符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。汾河入黃口氨氮超標(biāo)幅度199%，吳堡、洽川、龍門和汾河入黃口汞含量超過臨界判定值，超標(biāo)幅度為8%。

2.4 重金屬污染

在分次監(jiān)測中,個別段面有重金屬砷、銅、鋅超標(biāo)現(xiàn)象。

砷：渭河入黃口6月份超標(biāo)1次，超標(biāo)100%。

銅：府谷、吳堡8月份，渭河入黃口6月檢出超標(biāo)，不符合限量要求。最大超標(biāo)出現(xiàn)在6月渭河入黃口，超標(biāo)220%。

鋅：6月渭河入黃口、10月港口段檢出超標(biāo)，不符合限量要求。最大超標(biāo)出現(xiàn)在6月渭河入黃口，超標(biāo)240%。

2.5 污染的時空分布

平水期（4-5月）綜合污染指數(shù)高，豐水期（8月）綜合污染指標(biāo)低[6]；黃河上游水質(zhì)優(yōu)于中游，中游優(yōu)于下游，渭河優(yōu)于汾河（圖2）。污染較重的段面一個即汾河入黃口，水質(zhì)綜合污染指數(shù)為9.26，其余6個段面處于中度污染水平；污染局勢為汾河入黃口 ＞港口段（4.67）＞渭河入黃口（4.08）＞洽川段（2.46）＞ 吳堡段（2.43）＞ 龍門段（2.16）＞ 府谷段（2.04）。

2.6 年度污染變化趨勢比較

2013-2015年龍門、洽川、港口三個河段的水質(zhì)綜合污染指數(shù)依次為3.14、2.24和2.74（表3），表明黃河小北干流水環(huán)境質(zhì)量處于4級中度污染，污染程度逐年下降，但2015年略有提高。

表2 2013年黃河陜西段水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)評價Tab.2 The evaluation of water quality monitoring in Shaanxi section of the Yellow River in 2013

圖2 黃河陜西段各段面水質(zhì)綜合污染評價Fig.2 The comprehensive pollution evaluation of water quality in Shaanxi section of the Yellow River

表3 龍門、洽川、港口段水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)Tab.3 The water environment monitoring data in the sections of Longmen,Hechuan,Port

3 討論

黃河陜西段水環(huán)境質(zhì)量受到一定程度污染，總體上呈4級中度污染水平。各段面分析來看，汾河入黃口屬于5級較重污染段面[7]，其余6處為4級中度污染。上游水環(huán)境質(zhì)量好于下游，渭河好于汾河，從年度變化上看,污染逐年下降。主要污染物為總氮、總磷和有機物[8];上游主要是銅污染，下游除銅污染外還受到汞、砷、鋅的污染，黃河陜西全段未受到有機氯和有機磷的污染。

3.1 污染源分析

3.1.1 渭河污染源分析

渭河是關(guān)中唯一的納污排泄通道，屬于缺水型污染嚴(yán)重的河流，主要污染物為總磷、總氮和有機物及部分重金屬。渭河平均每天向黃河潼關(guān)段排放500t左右的有機物，汛期高達2 000t，關(guān)中地區(qū)高錳酸鹽排放占全省85%以上，主要來自紙制品、化學(xué)原料及化學(xué)制品等行業(yè)。這些重污染行業(yè)幾乎全部集中在關(guān)中地區(qū)，企業(yè)數(shù)量多，排污量大；總磷、總氮主要來自化肥工業(yè)廢水和農(nóng)田施用化肥的退排水，化肥和農(nóng)藥施用氮、磷比例不合理造成。

3.1.2 汾河污染源分析

汾河主要污染物為總磷、總氮和有機物，工業(yè)污染源主要來自汾河兩岸的鐵廠、選礦廠、洗煤、焦化廠；農(nóng)業(yè)污染源主要來自汾河兩邊農(nóng)田、畜禽業(yè)的退水，以及過度農(nóng)藥使用和大量污染物未經(jīng)處理直接排放所致。

3.2 建議

黃河陜西段污染的主要來源是汾河和渭河，引起下游相應(yīng)河段污染加重，汾河帶來的污染重于渭河，主要污染物是總氮和有機物[9-11]，均在汾河入黃口達到污染的最高值。因此，治理黃河干流首先要治理汾河，加大治理力度，需要政府、環(huán)保等相關(guān)部門協(xié)調(diào)。渭河近幾年經(jīng)過陜西省水利、環(huán)保等相關(guān)部門治理，效果已經(jīng)顯現(xiàn)[12]。其次，黃河干道污染還表現(xiàn)在水質(zhì)普遍富營養(yǎng)化，主要來源是城鎮(zhèn)生活污水、沿黃兩岸農(nóng)田、養(yǎng)殖退水以及降雨沖刷地表帶來的污染。對超標(biāo)的汞、砷、銅、鋅部分重金屬，應(yīng)加強沿岸相關(guān)企業(yè)的管控，治理重金屬污染。

［1］GB11607-89,漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］GB3838-2002,地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［3］鄧兆仁,謝玲娣.大冶湖水體環(huán)境污染對漁業(yè)影響初步分析［J］.華中師范大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,1995,29（3）:387-390.

［4］陳燕,李欣陽,張建樂.秦皇島近岸海域水質(zhì)狀況調(diào)查與評價［J］.河北漁業(yè),2014,245（5）:15-21.

［5］NY/T5295-2015,無公害農(nóng)產(chǎn)品,產(chǎn)地環(huán)境評價準(zhǔn)則［S］.

［6］陳靖.基于GIS的渭河下游水質(zhì)模擬及評價研究［D］.西安:西北大學(xué),2009:1-71.

［7］盛夏.汾河水庫水質(zhì)富營養(yǎng)化評價與預(yù)測研究［D］.太原:山西大學(xué),2013:1-74.

［8］田野,李暢游,趙勝男,等.基于模糊數(shù)學(xué)的黃河內(nèi)蒙古段水環(huán)境質(zhì)量評價［J］.水土保持通報,2016,36（5）:162-166.

［9］武瑋,徐宗學(xué),于松延.渭河流域水環(huán)境質(zhì)量評價與分析［J］.北京師范大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2013,42（2/3）:275-281.

［10］林啟才,李懷恩.渭河入黃河段水污染成因分析與防治對策探討［J］.干旱區(qū)資源與環(huán)境,2011,25（3）:166-170.

［11］于婕,李懷恩.西安市對渭河水質(zhì)的影響分析［J］.環(huán)境科學(xué),2013,34（5）:1700-1706.

［12］王雅瓊.渭河流域水環(huán)境現(xiàn)狀分析與研究［J］.價值工程,2014（1）:86-87.

Assessment of Water Quality in Shaanxi Section of the Yellow River by a Comprehensive Pollution Index Method

WANG Yi-chang,LI Rui-jiao,WEN Si-en,ZHANG Jun-yan,YU Bin
（Fisheries Research Institute of Shaanxi，Scientific Observing and Experimental Station of Fishery Resources and Environment the middle reaches of the Yellow River，the Ministry of Agriculture,Xi'an 710086,China）

The 22 indices of water quality were monthly monitored at seven sections in Shaanxi section of the Yellow River from 2013 to 2015,and the assessment of water quality was carried out.using a comprehensive pollution index.It was found that the water quality was under class 4,moderate pollution level,in the river in Shaanxi section,and that the river mouth of Fen River into the Yellow River was under class 5,heavier pollution（P=9.26）,the rest 6 sections being under class 4（2.04≤P≤4.67）,moderate pollution levels.The total nitrogen,total phosphorus and organic matter were found to be the main pollutants,and the partial sections were influenced by heavy metals including mercury,arsenic,copper,and zinc.However no organochlorine and organophosphorus pollution was observed in all river sections.In comparison with different sections in the same period,light pollution was in the downstream,and pollution condition was dropping year by year.

Shaanxi section of the Yellow River;comprehensive pollution index;water quality assessment

X824

A

1005-3832（2017）05-0047-04

2017-06-01

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201303050-06）；水利科技計劃（2014slkj-36）.

王益昌（1965-），男，高級工程師，從事漁業(yè)環(huán)境資源研究.E-mail:wyc1112@qq.com

李瑞嬌.E-mail:1508667740@qq.com