不同方法在地下水型飲用水水源地水質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

摘要：目前，地下水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)常采用兩種方法，即單因子指數(shù)法和內(nèi)梅羅指數(shù)法，內(nèi)梅羅指數(shù)法可用于計(jì)算地下水的綜合污染指數(shù)。本文以亳州市主城區(qū)為例，采用2種方法對(duì)2022年地下水型飲用水水源地的水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果表明，單因子指數(shù)法可以直觀地反映超標(biāo)項(xiàng)目，但容易過度突出某一指標(biāo)的貢獻(xiàn)；內(nèi)梅羅指數(shù)法可以兼顧突出指標(biāo)和其他指標(biāo)，充分體現(xiàn)水質(zhì)變化的連續(xù)性，因此評(píng)價(jià)更為合理。

關(guān)鍵詞：地下水；飲用水水源地；水質(zhì)評(píng)價(jià)；單因子指數(shù)；內(nèi)梅羅指數(shù)

中圖分類號(hào)：X824 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2023）08-00-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.08.018

Application of Different Methods in Water Quality Evaluation of Groundwater Based Drinking Water Sources

——Taking the main urban area of Bozhou City as an example

ZHANG Ruili， ZHAO Hengsheng， SONG Tao

（Bozhou Ecological Environment Monitoring Center of Anhui Province， Bozhou 236800， China）

Abstract： At present， two methods are commonly used for evaluating groundwater environmental quality， namely the single factor index method and Nemero index method， and Nemero index method can be used to calculate the comprehensive pollution index of groundwater. Taking the main urban area of Bozhou City as an example， this paper uses two methods to evaluate the water quality of groundwater based drinking water sources in 2022. The evaluation results indicate that the single factor index method can intuitively reflect projects that exceed the standard， but it is easy to overemphasize the contribution of a certain indicator; Nemero index method can balance outstanding indicators and other indicators， fully reflecting the continuity of water quality changes， making the evaluation more reasonable.

Keywords： groundwater; drinking water sources; water quality evaluation; single factor index; Nemero index

地下水是我國重要的水資源，是農(nóng)業(yè)灌溉用水、工業(yè)用水及城市生活用水的重要來源，同時(shí)也是我國主要的飲用水源之一[1]。因此，地下水環(huán)境質(zhì)量對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民飲用水安全保障具有十分重要的影響。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地下水水質(zhì)受人類活動(dòng)的影響逐漸增加，為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，有必要采用合理的地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)方法，客觀準(zhǔn)確地反映水質(zhì)狀況。亳州市地處安徽省北部，是全國重要的糧油生產(chǎn)基地，人口密度大，水資源總量少，人均水資源占有量僅為510 m3左右，其屬于嚴(yán)重缺水地區(qū)[2]。皖北地區(qū)主要以地下水作為飲用水源，其水質(zhì)狀況與人民生活息息相關(guān)。目前，單因子指數(shù)法和內(nèi)梅羅指數(shù)法是地下水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的2種常用方法。本文以亳州市主城區(qū)為例，采用2種方法對(duì)2022年地下水型飲用水水源地的水質(zhì)進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，為亳州市科學(xué)管理和合理利用地下水資源提供依據(jù)。

1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與方法

1.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848—2017）作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)將地下水水質(zhì)分為5類，即Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類和Ⅴ類。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，若水質(zhì)達(dá)到或優(yōu)于Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，地下水可用作集中式生活飲用水水源。

1.2 評(píng)價(jià)方法

1.2.1 單因子指數(shù)法

單因子指數(shù)法通過計(jì)算超標(biāo)指數(shù)來確定評(píng)價(jià)等級(jí)，常用于單因子評(píng)價(jià)。若評(píng)價(jià)對(duì)象區(qū)域的一類水質(zhì)污染物對(duì)水質(zhì)影響較大且占比較大，則單因子指數(shù)法可以分析水環(huán)境質(zhì)量的大體情況[3]。單因子指數(shù)法將某種污染物實(shí)測濃度與該種污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，以確定水質(zhì)類別。它將每個(gè)水質(zhì)監(jiān)測參數(shù)與其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，確定水質(zhì)類別，最后選擇其中最差的水質(zhì)單項(xiàng)指標(biāo)所屬類別來確定所測區(qū)域水體綜合水質(zhì)類別，而弱化其他因子的作用。單因子指數(shù)法可確定地下水的主要污染因子。

單因子指數(shù)法計(jì)算簡單，通過水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)可以直觀反映水質(zhì)指標(biāo)的污染程度，然后計(jì)算每個(gè)污染因子的超標(biāo)指數(shù)，并將計(jì)算結(jié)果中最壞的指標(biāo)評(píng)價(jià)級(jí)別作為整體水質(zhì)的評(píng)價(jià)等級(jí)。但是，單因子指數(shù)法比較消極，在所有評(píng)價(jià)指標(biāo)中，只要有一項(xiàng)指標(biāo)相對(duì)污染程度較大，則無須考慮其他因子的污染評(píng)價(jià)等級(jí)，得到的最終評(píng)價(jià)結(jié)果中，水質(zhì)等級(jí)普遍較低。在地下水的水質(zhì)評(píng)價(jià)中，單因子指數(shù)法難以反映水體的整體水質(zhì)。因此，該方法一般與其他方法結(jié)合使用，以充分發(fā)揮其應(yīng)用效果。地下水水質(zhì)的單因子指數(shù)采用式（1）進(jìn)行計(jì)算。

Pi=Ci /Si（1）

式中：Pi為地下水水質(zhì)的單因子指數(shù)；Ci為第i種地下水水質(zhì)指標(biāo)的實(shí)測濃度，mg/L；Si為第i種地下水水質(zhì)指標(biāo)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，mg/L。

1.2.2 內(nèi)梅羅指數(shù)法

內(nèi)梅羅指數(shù)法是一種經(jīng)典的地下水綜合評(píng)價(jià)方法，也是目前國內(nèi)外進(jìn)行綜合污染指數(shù)計(jì)算的常用方法之一。該方法先求出各單因子指數(shù)（超標(biāo)倍數(shù)），然后求其平均值，取最大單因子指數(shù)和平均值進(jìn)行計(jì)算[4-5]。

（2）

（3）

式中：P為地下水水質(zhì)的內(nèi)梅羅指數(shù)；Pmax為所有評(píng)價(jià)污染物中單因子指數(shù)的最大值；P為所有評(píng)價(jià)污染物單因子指數(shù)的平均值；n為參與評(píng)價(jià)的指標(biāo)個(gè)數(shù)。

若P≤1，則說明地下水水質(zhì)較好，水體比較清潔；若P＞1，則說明地下水水質(zhì)較差，水體已經(jīng)受到污染。具體水質(zhì)劃分等級(jí)如表1所示。

2 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

選取亳州市主城區(qū)的4個(gè)地下水型飲用水水源地作為評(píng)價(jià)對(duì)象，根據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848—2017），主要選取15項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)地下水水質(zhì)。一是感官性狀及一般化學(xué)指標(biāo)，包括總硬度、溶解性總固體（TDS）、硫酸鹽（SO42-）、氯化物（Cl-）、錳、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、氨氮（NH4+-N）；二是毒理學(xué)指標(biāo)，包括亞硝酸鹽（NO2--N）、硝酸鹽（NO3--N）、氟化物（F-）、汞、砷、鎘、六價(jià)鉻（Cr6+）、鉛。4個(gè)地下水型飲用水水源地的水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果如表2所示。分別采用單因子指數(shù)法、內(nèi)梅羅指數(shù)法對(duì)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果如表3所示。

根據(jù)單因子指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果，4個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位的地下水水質(zhì)均為Ⅳ類，主要超標(biāo)項(xiàng)目均為氟化物。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，4個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位單項(xiàng)指標(biāo)為Ⅰ～Ⅱ類的均占總評(píng)價(jià)指標(biāo)的66.7%，超標(biāo)項(xiàng)目僅有氟化物一項(xiàng)。經(jīng)調(diào)查，氟超標(biāo)主要是地質(zhì)因素導(dǎo)致的，與古沉積環(huán)境有關(guān)。地下水主要來源于含氟較高的第三系地層，二疊系風(fēng)化時(shí)在亳州凹陷進(jìn)行湖相沉積，地下水長期溶解地層中的氟化物，使水中氟化物含量升高?？傮w來看，單因子指數(shù)法過分突出氟化物的貢獻(xiàn)，同一水質(zhì)類別無法比較不同水體的優(yōu)劣。

根據(jù)內(nèi)梅羅指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果，DXS01、DXS02和DXS03的P值介于0.84～0.94，水體清潔，水質(zhì)較好；DXS04的P值為1.07，略超Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)值，水體存在輕污染，主要原因還是氟化物超標(biāo)。DXS01、DXS02和DXS03的氟化物超標(biāo)倍數(shù)介于0.1～0.3，水質(zhì)由清潔逐漸趨向輕污染，DXS04的最大超標(biāo)倍數(shù)為0.5，水質(zhì)等級(jí)為輕污染。相比單因子指數(shù)法，內(nèi)梅羅指數(shù)法更能體現(xiàn)水質(zhì)變化的連續(xù)性，該評(píng)價(jià)方法更為合理。

3 結(jié)論

亳州市地下水型飲用水水源地的水質(zhì)評(píng)價(jià)采用2種方法，即單因子指數(shù)法和內(nèi)梅羅指數(shù)法。其中，單因子指數(shù)法可以直觀地檢出超標(biāo)項(xiàng)目，但完全依賴某一突出指標(biāo)的貢獻(xiàn)。內(nèi)梅羅指數(shù)法全面考慮多種因素，更能體現(xiàn)水質(zhì)變化的連續(xù)性，更能客觀全面地反映地下水水質(zhì)。亳州市主城區(qū)的4個(gè)地下水型飲用水水源地中，DXS01、DXS02、DXS03水體總體清潔；DXS04水體存在輕污染，污染指標(biāo)為氟化物，主要是由地質(zhì)因素導(dǎo)致的。因此，亳州市應(yīng)實(shí)施氟超標(biāo)改水工程，增加治理工藝；借助引江濟(jì)淮工程實(shí)施的有利時(shí)機(jī)，建設(shè)調(diào)蓄水庫，加快完成主城區(qū)飲用水水源置換；加大水庫水質(zhì)安全監(jiān)管力度，做好引水河道的建設(shè)與維護(hù)。

參考文獻(xiàn)

1 鐘 秀，馬 騰，劉 林，等.地下水飲用水源地污染源風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)方法研究[J].安全與環(huán)境工程，2014（2）：104-108.

2 胡云虎，張付海，鈕志遠(yuǎn)，等.皖北地區(qū)集中式深層地下水飲用水源地水化學(xué)特征及水質(zhì)評(píng)價(jià)[J].中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014（11）：913-920.

3 張 航，殷環(huán)環(huán).江西省2021年地下水水質(zhì)現(xiàn)狀分析評(píng)價(jià)[J].江西水利科技，2023（1）：28-33.

4 李亞松，張兆吉，費(fèi)宇紅，等.內(nèi)梅羅指數(shù)評(píng)價(jià)法的修正及其應(yīng)用[J].水資源保護(hù)，2009（6）：48-50.

5 閆欣榮.修正的內(nèi)梅羅指數(shù)法及其在城市地下飲用水源地水質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].地下水，2010（1）：6-7.