鞍山市重要水質(zhì)站水質(zhì)分析與評價

李 雪

(遼寧省鞍山水文局，遼寧 鞍山 114032)

為優(yōu)化水質(zhì)監(jiān)測站網(wǎng)，落實“水利工程補短板，水利行業(yè)強監(jiān)管”的水利改革發(fā)展總基調(diào)，全面提升水質(zhì)監(jiān)測支撐水資源合理利用、優(yōu)化配置和節(jié)約保護能力，國家設(shè)立了重要水質(zhì)站，其監(jiān)測信息反映了國家重要江河湖泊水資源質(zhì)量基本情況，并為水利中心工作提供了重要支撐。水質(zhì)是水文水資源的基本要素，所以對重要水質(zhì)站的水質(zhì)監(jiān)測分析與評價更是必不可少。目前，對江河湖泊的水質(zhì)評價方法有很多，其中水質(zhì)標識指數(shù)法應用較為普遍[1]，因此，本文采用水質(zhì)標識指數(shù)法對遼寧省鞍山市重要水質(zhì)站進行評價，能夠較好地反映水體的污染狀況以及主要污染因子[2]。

1 概 述

遼寧省鞍山市的重要水質(zhì)站有三岔河、文家街、張荒地大橋、岫巖、高家、海城。三岔河監(jiān)測斷面位于遼寧省海城市，是大遼河上的監(jiān)測斷面，屬于農(nóng)業(yè)用水區(qū)，根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838-2002)，其水質(zhì)目標為Ⅳ類水。文家街監(jiān)測斷面位于遼寧省鞍山市岫巖滿族自治縣，是哨子河上的監(jiān)測斷面，起始斷面是石湖水庫出口，終止斷面是入大洋河河口，屬于哨子河石湖水庫上游引用水源區(qū)以及農(nóng)業(yè)用水區(qū)，其水質(zhì)目標為Ⅱ類水。張荒地大橋監(jiān)測斷面位于鞍山市，屬于遼河上的監(jiān)測斷面，起始斷面是小徐家房子，終止斷面是西溝稍子，屬于遼河小徐家房子引用水源區(qū)以及農(nóng)業(yè)用水區(qū)，其水質(zhì)目標為Ⅲ類水。岫巖監(jiān)測斷面位于遼寧省鞍山市岫巖滿族自治縣，是大洋河上的監(jiān)測斷面，屬于大洋河岫巖源頭水保護區(qū)，其水質(zhì)目標為Ⅱ類水。高家監(jiān)測斷面位于鞍山市臺安縣，是繞陽河上的監(jiān)測斷面，起始斷面是金家，終止斷面是王回窩堡，屬于繞陽河金家農(nóng)業(yè)用水區(qū)以及漁業(yè)用水區(qū)，其水質(zhì)目標為Ⅲ類水。海城監(jiān)測斷面位于遼寧省海城市，是海城河上的監(jiān)測斷面，起始斷面是紅土嶺水庫出口，終止斷面是東三臺，屬于農(nóng)業(yè)用水區(qū)，其水質(zhì)目標為Ⅳ類水。

2 監(jiān)測方法與結(jié)果

隨著連續(xù)流動分析技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，其在水質(zhì)監(jiān)測中的應用越來越廣泛[3]。連續(xù)流動分析法具有大批量檢測分析速率快、樣品用量少、試劑耗量低、檢出限低、檢測效率高、檢測體系封閉和環(huán)境友好等特點[4]。

本實驗運用連續(xù)流動分析法對影響水質(zhì)的主要指標高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)、總氮(TN)進行檢測，三岔河、文家街、張荒地大橋、岫巖、高家、海城6個重要水質(zhì)站2019—2020年汛期(豐水期7—9月)和非汛期(平水期10—11月和枯水期12月—次年2月)CODMn、NH3-N、TP和TN的檢測數(shù)據(jù)見表1～表3。

表1 三岔河和文家街監(jiān)測項目結(jié)果 單位：mg/L

表2 張荒地大橋和岫巖監(jiān)測項目結(jié)果 單位：mg/L

表3 高家和海城監(jiān)測項目結(jié)果 單位：mg/L

3 水質(zhì)分析與評價

3.1 各監(jiān)測斷面水質(zhì)單因子分析

單因子水質(zhì)標識指數(shù)可以完整標識水質(zhì)評價指標的類別、水質(zhì)數(shù)據(jù)、功能區(qū)目標值等重要信息，既能定量地判別水體屬于哪一類別水質(zhì)，又能定性地分析不同水質(zhì)指標在同一類別水質(zhì)中的優(yōu)劣[5]，還能反映河流中主要的污染因子。

單因子水質(zhì)標識指數(shù)P由整數(shù)位、小數(shù)點、小數(shù)點后兩位或三位有效數(shù)字組成[6]。可表示為

Pi=X1X2X3

式中：X1為第i個水質(zhì)指標的水質(zhì)類別；X2為監(jiān)測數(shù)據(jù)在X1類水質(zhì)變化區(qū)間中所處的位置;X3為水質(zhì)類別與功能區(qū)劃設(shè)定類別的比較結(jié)果。

X1X2的確定方法如下：

a.當水質(zhì)介于Ⅰ類水和Ⅴ類水之間時，對于一般指標[6]：

式中：ai為第i個水質(zhì)指標的實測濃度；a標上、a標下分別為第i項指標在a類水質(zhì)標準區(qū)間的上限值和下限值；a=1、2、3、4、5，該值根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)與國家標準比較確定。

b.當水質(zhì)等于或劣于Ⅴ類水時，a=6，對于一般指標：

c.X3的確定方法為

X3=X1-f1

式中：f1為水環(huán)境功能區(qū)目標類別。

評價標準執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838-2002)，基本項目標準限值見表4。

表4 地表水環(huán)境質(zhì)量標準基本項目標準限值 單位：mg/L

3.1.1 三岔河、文家街

三岔河監(jiān)測斷面和文家街監(jiān)測斷面監(jiān)測指標單因子水質(zhì)標識指數(shù)見表5。

從表5可以看出，三岔河監(jiān)測斷面CODMn和TP在豐水期、平水期和枯水期均能達到遼寧省水功能區(qū)水質(zhì)目標Ⅳ類水標準，其中NH3-N在1月(枯水期)超過功能區(qū)標準1個水質(zhì)等級，而TN在豐水期、平水期和枯水期均呈現(xiàn)不同程度的超標現(xiàn)象，并且枯水期TN超標現(xiàn)象較豐水期略重，與功能區(qū)標準相差5個水質(zhì)等級。文家街監(jiān)測斷面CODMn、NH3-N和TP在豐水期、平水期和枯水期均能達到其水環(huán)境功能區(qū)水質(zhì)目標Ⅱ類水標準，只有TN在豐水期、平水期和枯水期均呈現(xiàn)不同程度的超標現(xiàn)象，從數(shù)值上可以看出枯水期的TN超標現(xiàn)象更嚴重一些，與功能區(qū)標準相差5個水質(zhì)等級。三岔河和文家街監(jiān)測斷面的主要污染因子均為TN，總體來說，豐水期的水質(zhì)要好于枯水期的水質(zhì)。

表5 三岔河和文家街單因子水質(zhì)標識指數(shù)

3.1.2 張荒地大橋、岫巖

張荒地大橋監(jiān)測斷面和岫巖監(jiān)測斷面監(jiān)測指標單因子水質(zhì)標識指數(shù)見表6。

表6 張荒地大橋和岫巖單因子水質(zhì)標識指數(shù)

張荒地大橋監(jiān)測斷面CODMn在豐水期、平水期和枯水期均能達到遼寧省水功能區(qū)水質(zhì)目標Ⅲ類水標準，NH3-N在2月(枯水期)超過功能區(qū)標準2個水質(zhì)等級，TP在9月(豐水期)超過功能區(qū)標準1個水質(zhì)等級，TN在平水期和枯水期均與功能區(qū)標準差4～5個水質(zhì)等級。岫巖監(jiān)測斷面CODMn、NH3-N和TP在豐水期、平水期和枯水期均能達到水環(huán)境功能區(qū)水質(zhì)目標Ⅱ類水標準，TN在豐水期、平水期和枯水期的水質(zhì)標識指數(shù)變化不大，基本上都與功能區(qū)標準相差4～5個水質(zhì)等級。張荒地大橋和岫巖監(jiān)測斷面的主要污染因子均為TN。

3.1.3 高家、海城

高家監(jiān)測斷面和海城監(jiān)測斷面監(jiān)測指標單因子水質(zhì)標識指數(shù)見表7。

表7 高家和海城單因子水質(zhì)標識指數(shù)

高家監(jiān)測斷面CODMn、NH3-N和TP在豐水期、平水期和枯水期均能達到遼寧省水功能區(qū)水質(zhì)目標Ⅲ類水標準，TN濃度在9月(豐水期)最高，與功能區(qū)標準相差7個水質(zhì)級別，之后平水期濃度明顯下降，到枯水期達到功能區(qū)標準。海城監(jiān)測斷面CODMn、NH3-N和TP在豐水期、平水期和枯水期均能達到水環(huán)境功能區(qū)水質(zhì)目標Ⅳ類水標準，TN濃度在7月、8月(豐水期)達到水環(huán)境功能區(qū)標準，之后濃度有所上升，平水期和枯水期的水質(zhì)標識指數(shù)變化不大，與功能區(qū)標準相差2～3個水質(zhì)等級。高家和海城監(jiān)測斷面的主要污染因子均為TN，總的來說水質(zhì)相對較好。

3.2 水質(zhì)綜合評價

綜合水質(zhì)標識指數(shù)是由單因子水質(zhì)標識指數(shù)的總和平均值、參與整體水質(zhì)評價的水質(zhì)指標中劣于功能區(qū)目標的指標個數(shù)及綜合水質(zhì)類別與功能區(qū)類別比較結(jié)果組成，其公式為

綜合水質(zhì)標識指數(shù)的級別判定見表8。

表8 綜合水質(zhì)級別判定[7]

由各個監(jiān)測斷面單因子水質(zhì)標識指數(shù)計算得出綜合水質(zhì)標識指數(shù)，見表9。 6個監(jiān)測斷面豐水期、平水期和枯水期水質(zhì)變化趨勢見圖1。

表9 綜合水質(zhì)標識指數(shù)

圖1 6個監(jiān)測斷面水質(zhì)變化趨勢

由表9和圖1可知，三岔河監(jiān)測斷面綜合水質(zhì)標識指數(shù)在豐水期、平水期和枯水期均能達到遼寧省水功能區(qū)水質(zhì)目標Ⅳ類水標準，水質(zhì)較好，但指標濃度TN不達標。文家街監(jiān)測斷面在8月(豐水期)綜合水質(zhì)為Ⅲ類水，與其功能區(qū)標準相差1個水質(zhì)等級，平水期和枯水期均能達到其水環(huán)境功能區(qū)水質(zhì)目標Ⅱ類水標準。張荒地大橋監(jiān)測斷面在豐水期和平水期水質(zhì)較好，均能達到其水環(huán)境功能區(qū)水質(zhì)目標Ⅲ類水標準，1月、2月(枯水期)綜合水質(zhì)為Ⅳ類水，與功能區(qū)標準相差1個水質(zhì)等級。岫巖監(jiān)測斷面在豐水期和平水期綜合水質(zhì)均能達到其水環(huán)境功能區(qū)水質(zhì)目標Ⅱ類水標準，1月(枯水期)與功能區(qū)標準相差1個水質(zhì)等級。高家監(jiān)測斷面在9月(豐水期)綜合水質(zhì)標識指數(shù)最大，水質(zhì)最差，與功能區(qū)標準相差1個水質(zhì)等級，其他時期均能達到其水環(huán)境功能區(qū)水質(zhì)目標Ⅲ類水標準。海城監(jiān)測斷面綜合水質(zhì)標識指數(shù)在豐水期、平水期和枯水期變化幅度較小，均能達到其水環(huán)境功能區(qū)水質(zhì)目標Ⅳ類水標準，水質(zhì)較好。

4 結(jié) 論

a.通過對各個監(jiān)測斷面的單因子水質(zhì)標識指數(shù)進行分析，得出各個監(jiān)測斷面的主要污染因子均為TN。比較了豐水期、平水期和枯水期各項水質(zhì)指標的達標情況，6個監(jiān)測斷面的CODMn、NH3-N和TP基本上能達標，只有TN存在超標現(xiàn)象。鞍山市是重工業(yè)城市，周邊化工業(yè)、制造業(yè)、施肥農(nóng)藥等造成的點源和面源污染可能是造成TN超標的主要原因。

b.通過對各個監(jiān)測斷面的綜合水質(zhì)標識指數(shù)進行分析，可以得出豐水期、平水期和枯水期6個監(jiān)測斷面的綜合水質(zhì)均較好，只有文家街監(jiān)測斷面的8月(豐水期)、張荒地大橋的1月和2月(枯水期)、岫巖的1月(枯水期)和高家的9月(豐水期)綜合水質(zhì)與其功能區(qū)標準相差1個水質(zhì)等級，其余均達標。