鄉(xiāng)鎮(zhèn)飲用水源地主要超標項目變化趨勢分析

向亞芳

（云陽縣生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站 重慶 404500）

引言

飲用水源是飲水安全保障中的一個重要環(huán)節(jié)，水質問題直接關系到人類的身體健康，成為國際國內社會高度關注的公共衛(wèi)生問題之一[1]。中國的城市供水水源地水質問題突出，居民飲水安全受到影響。飲用水是各種疾病、傳染病傳播的重要途徑，發(fā)展中國家80%的疾病和30%死亡的是由不安全的飲用水引起[2]。因此，水源地水質安全事關千家萬戶的身體健康，開展重慶市云陽縣轄區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地超標項目的變化趨勢分析可以為環(huán)境管理者提供決策依據(jù)，為改善轄區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地水質綜合達標治理提供技術支撐。

1 云陽縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地現(xiàn)狀

云陽縣有42 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道，飲用水主要是以地表水水源地為主。2020 年飲用水源地共60 個，其中城市集中式飲用水水源地2 個，鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地58 個（其中供水人口在10000 人或日供水在1000 噸以上“萬人千噸”集中式飲用水水源地6 個）。河流型飲用水水源地15 個，湖庫型飲用水水源地45 個。

“萬人千噸”集中式飲用水水源地每季度首月月初現(xiàn)場采樣監(jiān)測1 次，其余52 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地半年（5 月、10 月）監(jiān)測各1 次，監(jiān)測項目均為《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）中表1 和表2 的共29 項指標。

表1 秩相關系數(shù)rs的臨界值Wp

超標項目確定方法采用單因子評價法，河流型和湖庫型鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地超標項目確定標準均采用《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）的Ⅲ類標準限值評價。

本文利用2020 年云陽縣生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站對云陽縣轄區(qū)58 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地監(jiān)測數(shù)據(jù)分析評價結果，超標鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地為鳳鳴鎮(zhèn)和平水庫、人和街道桂花水庫、盤龍街道大河溝水庫、紅獅鎮(zhèn)九道水庫等4 個水庫型水源地，超標項目主要為高錳酸鹽指數(shù)、化學需氧量、總磷、硫酸鹽。對4 個超標水源地主要污染物運用秩相關系數(shù)統(tǒng)計分析近5 年的變化趨勢，同時多角度分析引起水質變化的主要原因，為水質達標綜合治理方案和管理方法提供參考依據(jù)。

因環(huán)境監(jiān)測結果會受多方面因素影響，很難利用某一兩次的監(jiān)測結果判斷整個污染物變化趨勢。因此必須利用統(tǒng)計學原理檢驗污染變化趨勢的定量分析[3]。

2 秩相關系數(shù)法

常用Spearman 秩相關系數(shù)法分析行變化趨勢。該方法要求舉足夠數(shù)據(jù)，一般至少應采用四個期間的數(shù)據(jù)。具體方法是：給出時間周期Y1……Yn，和其相應數(shù)值C（即月均值、季均值、季均值或年均值C1……Cn），將C 從大到小排列好。

秩相關系數(shù)的計算公式如下：

式中：di—變量Xi和變量Yi的差值；

Xi—周期1 到N 按數(shù)值從小到大排列序號；

Yi—按時間順序排列的序號。

將秩相關系數(shù)rs的絕對值同spearman 秩相關系數(shù)統(tǒng)計表中的臨界值Wp進行比較。當|rs|≥Wp則表明變化趨勢有顯著意義：如果rs是負值，則表明變化呈下降趨勢或好轉趨勢；如果rs為正值，則表明變化呈上升趨勢或加重趨勢；當|rs|

3 評價參數(shù)與斷面選擇

根據(jù)表2 的2020 年云陽縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)飲用水源地項目超標倍數(shù)統(tǒng)計表，對超標水源地及導致其超標的項目進行分析，分析該項目近5 年的變化趨勢。

表2 2020年鄉(xiāng)鎮(zhèn)飲用水源地項目超標倍數(shù)統(tǒng)計表

由于和平水庫和桂花水庫為“萬人千噸”鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水源地，每季度監(jiān)測1 次，因此在本文中取年均值參與計算[5]。

4 校驗

4.1 和平水庫

2016-2020 年按時間順序依次排列為Yi，2016-2020 年分別對應的CODMn、CODCr和總磷年均值從低到高依次排列為Xi。和平水庫2016-2020 年CODMn、CODCr和總磷年均值分析見表3。

表3 和平水庫CODMn、CODCr、總磷年均值分析

將表3 中CODMn的數(shù)值帶入（1）式得rs=0.7，查表1 得N=5 時顯著性水平0.05 對應Wp=0.9，表明2016-2020 年和平水庫CODMn濃度在0.05 的可信度水平上上升趨勢不顯著。

將表3 中CODCr的數(shù)值帶入（1）式得rs=0.6，查表1 得N=5 時顯著性水平0.05 對應Wp=0.9，表明和平水庫2016-2020 年CODCr濃度呈上升趨勢不顯著。

將表3 中總磷的數(shù)值帶入（1）式得rs=0.9，查表1得N=5 時顯著性水平0.05 對應Wp=0.9，表明和平水庫2016-2020 年總磷濃度呈上升趨勢顯著。

4.2 桂花水庫

2016-2020 年按時間順序依次排列為Yi，2016-2020 年分別對應的CODMn、CODCr和總磷年均值從低到高依次排列為Xi。桂花水庫2016-2020 年CODMn、CODCr和總磷年均值分析見表4。

表4 桂花水庫CODMn、CODCr、總磷年均值分析

將表4 中CODMn數(shù)值帶入（1）式得rs=1.0，查表1得N=5 時顯著性水平0.05 對應Wp=0.9，表明2016-2020 年桂花水庫CODMn濃度在0.05 的可信度水平上上升趨勢顯著。

將表4 中CODCr數(shù)值帶入（1）式得rs=0.10，查表1 得N=5 時顯著性水平0.05 對應Wp=0.9，表明桂花水庫2016-2020 年CODCr濃度呈上升趨勢不顯著。

將表4 中總磷數(shù)值帶入（1）式得rs=0.50，查表1得N=5 時顯著性水平0.05 對應Wp=0.9，表明桂花水庫2016-2020 年總磷濃度呈上升趨勢不顯著。

4.3 大河溝水庫和九道水庫

2016-2020 年按時間順序依次排列為Yi，2016-2020 年分別對應的總磷、硫酸鹽年均值從低到高依次排列為Xi。2016-2020 年大河溝水庫總磷和九道水庫硫酸鹽年均值分析情況見表5。

表5 大河溝水庫總磷和九道水庫硫酸鹽年均值分析

將表5 中大河溝水庫的數(shù)值帶入（1）式得rs=0.3，查表1 得N=5 時顯著性水平0.05 對應Wp=0.9，表明大河溝水庫2016-2020 年總磷濃度呈上升趨勢不顯著。

將表5 中九道水庫的數(shù)值帶入（1）式得rs=0.8，查表1 得N=5 時顯著性水平0.05 對應Wp=0.9，表明九道水庫2016-2020 年硫酸鹽濃度呈上升趨勢不顯著。

表6 鄉(xiāng)鎮(zhèn)飲用水源地主要超標項目秩相關系數(shù)分析

5 趨勢分析

根據(jù)上述4 個斷面的結果分析可知，和平水庫的總磷和桂花水庫的高錳酸鹽指數(shù)濃度變化呈顯著上升趨勢，其余斷面的其他指標濃度變化均呈不顯著上升趨勢。

6 原因分析與建議

6.1 原因分析

轄區(qū)4 個超標飲用水水源地均為湖庫型，因此湖庫型鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地整體情況不容樂觀，超標嚴重因子主要為總磷。超標原因分析主要有：

一是因為《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）中湖庫型總磷的標準限值比河流型低0.15mg/L，河流型標準值0.2mg/L，湖庫型0.05mg/L，因此湖庫型水源地很容易超標。

二是從污染物來源和污染物輸入情況看，主要是由于農業(yè)面源輸入為主，畜禽養(yǎng)殖污染、保護區(qū)內居民生活污水和生活垃圾直排等為輔，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)應指導保護區(qū)內農戶農業(yè)生產過程中使用生物肥、低毒生物農藥，以減少對飲用水水源地的污染。

三是部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)飲用水源地是死水不流動，自凈能力弱，污染物逐年累積，部分指標上升趨勢顯著，上游分布著大量農田，化肥、農藥隨地表徑流進入湖庫。

四是保護區(qū)內部分農戶的生活陋習將生活污水、糞便直接傾倒。

五是畜禽養(yǎng)殖散養(yǎng)戶將畜禽排泄物未有效利用而直接排入水體。

六是在春秋季節(jié)，因氣溫適宜，易導致藻類大量生長，從而爆發(fā)水華現(xiàn)象導致湖庫富營養(yǎng)化嚴重。

6.2 建議

（1）加強現(xiàn)有飲用水源地保護力度。結合飲用水源調查結果開展飲用水源保護工作，加強日常監(jiān)測和巡查，規(guī)范界碑設置和保護區(qū)劃分，對達不到要求的實施限期整改，確保群眾飲水安全。特別是加強農村飲水保護，對長期不能達標，治理難度又大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)采取更換飲用水源地的措施。對以水庫為飲用水源地的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，應進一步加強水源保護，尤其是禁止肥水養(yǎng)魚。

（2）加快污水處理及配套設施的完善，提高農村生活污水收集率和處理率。針對農村場鎮(zhèn)布局、地形地勢及居民房屋結構，完善二、三級污水支管及入戶管道的建設，做到污水應收盡收，將生活污水全部納入污水管網，提高污水收集率。

加快污水處理廠的設備安裝和調試，加大對污水處理廠工作人員的技能培訓及職業(yè)道德教育，同時，生態(tài)環(huán)境部門應強化對污水處理廠的環(huán)境監(jiān)督管理，確保污水處理廠穩(wěn)定運行，污染物達標排放，減少對地表水環(huán)境的污染負荷。對城鎮(zhèn)污水管網未覆蓋的區(qū)域，修建污水凈化沼氣池，加強農村生活污水無動力處理系統(tǒng)建設。

（3）推進化肥農藥使用減量化。制定化肥農藥減量化工作方案，推廣有機肥替代化肥，實施測土配方施肥，強化病蟲害統(tǒng)防統(tǒng)治和綠色防控。

（4）加強畜禽養(yǎng)殖污染治理。嚴禁在禁養(yǎng)區(qū)內從事畜禽養(yǎng)殖等污染水體的行為。新、改、擴建畜禽養(yǎng)殖場（小區(qū)）應完善雨污分流、糞便污水資源化利用設施。

結語

（1）用秩相關系數(shù)法分析近5 年超標水源地水質的變化趨勢，結果表明和平水庫、桂灣水庫的高錳酸鹽指數(shù)、化學需氧量和總磷均有不同程度的上升；大河溝水庫的總磷濃度呈上升趨勢；九道水庫的硫酸鹽濃度上升趨勢不顯著。（2）根據(jù)超標水源地超標因子的趨勢分析，結合當?shù)貙嶋H情況，分析水源地超標的原因和提出相應合理的整治建議，為后續(xù)開展水庫型水源地整治提供參考依據(jù)。