地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法研究

張 靜，文 婷，高 娜，惠亞梅

（甘肅省酒泉生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，甘肅 酒泉 735000）

為加強(qiáng)地表水環(huán)境管理，防治水環(huán)境污染，保障人體健康，有必要開展地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)。地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)應(yīng)根據(jù)水域功能類別，選取相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行單因子評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果應(yīng)說(shuō)明水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況，超標(biāo)的應(yīng)說(shuō)明超標(biāo)項(xiàng)目和超標(biāo)倍數(shù)。

1 水質(zhì)評(píng)價(jià)方法研究進(jìn)展

隨著研究的不斷深入和技術(shù)的不斷發(fā)展，水質(zhì)評(píng)價(jià)方法愈來(lái)愈多。劉成等對(duì)單因子評(píng)價(jià)法、綜合污染指數(shù)法、分級(jí)評(píng)價(jià)法、模糊評(píng)價(jià)法和灰色評(píng)價(jià)法等方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析。孫炳雙等對(duì)雙臺(tái)子河流域綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了對(duì)比研究，得出綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法為最佳評(píng)價(jià)方法。尚佰曉等用模糊評(píng)價(jià)法和單因子評(píng)價(jià)法進(jìn)行了比較分析，得出這兩種方法的評(píng)價(jià)結(jié)果存在較大差異，模糊評(píng)價(jià)法的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果較好。

葉猛等對(duì)6 種常用地表水質(zhì)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)每種評(píng)價(jià)方法各有優(yōu)劣，需要根據(jù)具體要求選用。李政大等對(duì)環(huán)境質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)和測(cè)度方法進(jìn)行了梳理，總結(jié)了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。李慧在主成分投影法和4 種組合評(píng)價(jià)法的基礎(chǔ)上建立迭代修正的主成分投影法，為水質(zhì)評(píng)價(jià)提供了一種新方法，得出迭代修正的主成分投影法貼近實(shí)際情況。楊悅等對(duì)單因子評(píng)價(jià)法、灰色關(guān)聯(lián)分析法、改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法進(jìn)行比較，得出灰色關(guān)聯(lián)分析法更能綜合反映地表水體的污染程度。

姚琨比較了有機(jī)污染指數(shù)法、綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法、綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法，得出綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法更優(yōu)。羅芳等用傳統(tǒng)內(nèi)梅羅指數(shù)法、改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法和單因子評(píng)價(jià)法對(duì)河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法更科學(xué)合理。姜明岑等對(duì)斷面水質(zhì)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行綜述，得出中國(guó)流域評(píng)價(jià)所適用的斷面比例不夠準(zhǔn)確，缺乏污染物時(shí)空分析和生物評(píng)價(jià)等。周森等對(duì)單因子評(píng)價(jià)法、綜合污染指數(shù)法、模糊評(píng)價(jià)法等水質(zhì)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行比較分析，得出其評(píng)價(jià)結(jié)果基本一致，特點(diǎn)各有不同。吳夏怡等對(duì)單因子評(píng)價(jià)法和灰色關(guān)聯(lián)分析法進(jìn)行梳理。

周紅蝶提出應(yīng)根據(jù)地表水不同特點(diǎn)，選擇合適的單因子進(jìn)行評(píng)價(jià)。潘犖等對(duì)單因子評(píng)價(jià)法、內(nèi)梅羅指數(shù)法、加拿大水質(zhì)指數(shù)法等水質(zhì)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了對(duì)比分析，得出加拿大水質(zhì)指數(shù)法是較全面的水質(zhì)評(píng)價(jià)方法。吳岳玲對(duì)主成分分析法、聚類分析法、綜合污染指數(shù)法、模糊評(píng)價(jià)法、灰色系統(tǒng)法、層次分析法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了闡述。

古小超等對(duì)綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法、主成分分析法、灰色聚類法和灰色關(guān)聯(lián)分析法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較，得出這四種方法應(yīng)用普遍，但都具有一定的局限性，需要進(jìn)行改進(jìn)和完善。陳澤榕用主成分分析法評(píng)價(jià)汕頭市飲用水水源地水質(zhì)，得出在判定水體水質(zhì)類別和污染情況時(shí)，將主成分分析法與單因子評(píng)價(jià)法結(jié)合起來(lái)共同分析，將得到更為客觀全面的評(píng)價(jià)結(jié)果。李紅艷通過(guò)實(shí)例對(duì)單因子評(píng)價(jià)法、綜合污染指數(shù)法、綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法等進(jìn)行比較分析，得出要根據(jù)水質(zhì)特征選擇適合的方法。

李博川重點(diǎn)對(duì)單因子評(píng)價(jià)法、綜合污染指數(shù)法和水污染指數(shù)法進(jìn)行了綜合比較。游如玥等對(duì)單因子評(píng)價(jià)法、綜合污染指數(shù)法和加拿大水質(zhì)指數(shù)法等進(jìn)行比較，得出綜合指數(shù)法最適用于小流域水質(zhì)評(píng)價(jià)。叢銘等運(yùn)用單因子評(píng)價(jià)法和可變模糊法對(duì)水質(zhì)狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出可變模糊法能夠綜合權(quán)衡各個(gè)指標(biāo)對(duì)水質(zhì)等級(jí)的影響，避免以最差指標(biāo)所屬標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間硬性分級(jí)的問(wèn)題，更加科學(xué)和客觀。

2 我國(guó)地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)現(xiàn)狀

我國(guó)地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)主要采用綜合污染指數(shù)法，執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）。河流斷面水質(zhì)評(píng)價(jià)采用單因子評(píng)價(jià)法，選取單項(xiàng)指標(biāo)，分項(xiàng)進(jìn)行達(dá)標(biāo)率評(píng)價(jià)。其間對(duì)照各河段功能區(qū)的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行單因子達(dá)標(biāo)情況判定，若有一個(gè)項(xiàng)目年均值超標(biāo)，河段水質(zhì)即為不達(dá)標(biāo)。主要評(píng)價(jià)指標(biāo)有23 項(xiàng)，包括pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮、揮發(fā)酚、總砷、總汞、六價(jià)鉻、總銅、總鋅、石油類、氟化物和總磷等。湖泊和水庫(kù)的水質(zhì)評(píng)價(jià)方法同河流斷面水質(zhì)評(píng)價(jià)方法，營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)采用綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法。袁麗艷等對(duì)地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法進(jìn)行研究，用單因子評(píng)價(jià)法和加拿大水質(zhì)指數(shù)法對(duì)酒泉市“千噸萬(wàn)人”飲用水源水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出兩種方法配合運(yùn)用更好。

3 常用水質(zhì)評(píng)價(jià)方法

目前，常用水質(zhì)評(píng)價(jià)方法有4 種，即單因子評(píng)價(jià)法、綜合指數(shù)法、綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法和加拿大水質(zhì)指數(shù)法。每種水質(zhì)評(píng)價(jià)方法均存在一定缺陷，只能根據(jù)實(shí)際需求選擇相對(duì)合適的評(píng)價(jià)方法或者綜合運(yùn)用幾種評(píng)價(jià)方法。

3.1 單因子評(píng)價(jià)法

單因子評(píng)價(jià)法是《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）中的水質(zhì)評(píng)價(jià)方法，其將指標(biāo)監(jiān)測(cè)值與標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比，選取水質(zhì)最差的類別作為最終評(píng)價(jià)結(jié)果。單因子評(píng)價(jià)法簡(jiǎn)單明了，可直接反映水質(zhì)是否滿足功能要求。單因子評(píng)價(jià)法屬于一票否決法，操作簡(jiǎn)便且安全，但不能綜合反映水質(zhì)狀況。

3.2 綜合污染指數(shù)法

綜合污染指數(shù)法可以比較平均地評(píng)價(jià)水質(zhì)，將水體各評(píng)價(jià)指標(biāo)的分析結(jié)果與其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之比作為該指標(biāo)的污染分指數(shù)，然后運(yùn)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法將各指標(biāo)的分指數(shù)綜合，得到綜合污染指數(shù)，以反映水體污染程度。綜合污染指數(shù)法僅能反映河流、湖庫(kù)等點(diǎn)、線、面的水體質(zhì)量，不能準(zhǔn)確說(shuō)明水質(zhì)數(shù)據(jù)的空間性和動(dòng)態(tài)性，不能全面、客觀地描述區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣，不能準(zhǔn)確說(shuō)明大范圍區(qū)域地表水的總體水質(zhì)狀況。

3.3 綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法

綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法主要根據(jù)綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)對(duì)水質(zhì)類別及污染程度進(jìn)行綜合評(píng)判。該方法可對(duì)主要污染因子的污染程度進(jìn)行定性和定量描述，能較客觀反映水質(zhì)現(xiàn)狀，評(píng)價(jià)結(jié)果接近水質(zhì)的真實(shí)情況。綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法的局限性同綜合污染指數(shù)法。

3.4 加拿大水質(zhì)指數(shù)法

加拿大水質(zhì)指數(shù)法通過(guò)綜合超標(biāo)指標(biāo)數(shù)量百分比、超標(biāo)監(jiān)測(cè)數(shù)量百分比、監(jiān)測(cè)值超標(biāo)幅度三方面信息進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)，其比較適用于飲用水水源地水質(zhì)評(píng)價(jià)。

4 結(jié)語(yǔ)

生態(tài)環(huán)境保護(hù)是功在當(dāng)代、利在千秋的事業(yè)，已成為我國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。要想加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，必須建立系統(tǒng)、完善的環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，而評(píng)價(jià)方法的選擇是地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要一環(huán)。想要獲得更加科學(xué)的評(píng)價(jià)方法，未來(lái)要利用多種技術(shù)將各種評(píng)價(jià)方法有機(jī)結(jié)合，不斷發(fā)展和完善，加快水質(zhì)評(píng)價(jià)方法研究步伐，促使地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)更貼合實(shí)際，評(píng)價(jià)結(jié)果更具科學(xué)性和合理性。