基于水污染指數(shù)法的渦河(蒙城段)水質(zhì)評(píng)價(jià)分析

于品正

(蒙城水文站，安徽 蒙城 233500)

水質(zhì)評(píng)價(jià)主要是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、指標(biāo)和方法以及水資源的利用情況，對(duì)各水域的水質(zhì)狀況進(jìn)行定性或定量評(píng)價(jià)，可及時(shí)、全面地反映水質(zhì)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，為水環(huán)境管理、污染源控制等提供科學(xué)依據(jù)，在水環(huán)境保護(hù)中發(fā)揮著重要作用[1]。水質(zhì)評(píng)價(jià)方法繁雜，包括單-多因素評(píng)價(jià)法、水污染指數(shù)法、綜合污染指數(shù)法、灰色關(guān)聯(lián)法和模糊綜合評(píng)價(jià)法等，各種方法適用性及優(yōu)劣不同，其中水污染指數(shù)法具備可進(jìn)行水質(zhì)類別評(píng)價(jià)、水質(zhì)定量評(píng)價(jià)和識(shí)別主要污染物的優(yōu)點(diǎn)，可從時(shí)空雙角度進(jìn)行水質(zhì)演變趨勢(shì)分析[2-4]。因此，本文選用水污染指數(shù)法對(duì)渦河蒙城段上下游2016-2021年水質(zhì)情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析，為優(yōu)化改善渦河流域水質(zhì)提供參考。

1 研究區(qū)域概況

渦河是淮河的一級(jí)支流、第二大支流，發(fā)源于河南省開(kāi)封市，經(jīng)安徽亳州(譙城、渦陽(yáng)、蒙城)于蚌埠匯入淮河主干道，呈西北-東南走向，是豫、皖間水運(yùn)要道，全長(zhǎng)約380 km，流域面積約16 000 km2，其中渦河蒙城段位于中下游，長(zhǎng)約55 km。選擇檢測(cè)站點(diǎn)為岳坊鎮(zhèn)站和雙澗站，其中岳坊鎮(zhèn)站位于城區(qū)上游，雙澗鎮(zhèn)站位于城區(qū)下游，流域位置見(jiàn)圖1。

圖1 渦河(蒙城段)流域位置

2 研究方法

水污染指數(shù)法(WPI，Water Pollution Index)是在單因子評(píng)價(jià)模型的基礎(chǔ)上，選擇最具污染性的指標(biāo)判斷水質(zhì)類別，將計(jì)算的水質(zhì)類別和WPI值進(jìn)行對(duì)應(yīng)來(lái)確定評(píng)價(jià)，核心是采用內(nèi)插法求出檢測(cè)段每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的WPI值后進(jìn)行比選，保留WPI值最大的指標(biāo)作為該檢測(cè)的WPI值[3]。

2.1 水質(zhì)等級(jí)與 WPI 值對(duì)應(yīng)表

水質(zhì)等級(jí)根據(jù)計(jì)算的WPI值可分為6類，具體對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表1。

表1 水質(zhì)等級(jí)與 WPI 值對(duì)應(yīng)表

2.2 WPI 值計(jì)算公式

當(dāng)水質(zhì)為Ⅰ～Ⅴ類時(shí)，WPI值的計(jì)算公式為：

(1)

當(dāng)水質(zhì)為劣Ⅴ類時(shí)，WPI值的計(jì)算公式為：

(2)

式中：WPI(i)為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的指數(shù)值；C(i)為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的檢測(cè)濃度值；Ch(i)、Cl(i)分別為該指標(biāo)的上限、下限濃度值；WPIl(i)為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)所在類別標(biāo)準(zhǔn)下限濃度值所對(duì)應(yīng)的指數(shù)值；WPIh(i)為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)所在類別標(biāo)準(zhǔn)上限濃度值所對(duì)應(yīng)的指數(shù)值；C5(i)為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)限值。

2.3 指標(biāo)選擇及數(shù)據(jù)來(lái)源

根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)、《地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)辦法( 試行) 》和國(guó)際主要污染指標(biāo)[5]，選取化學(xué)需氧量CODcr、溶解氧DO、氨氮NH3-N、高錳酸鹽CODMn作為渦河蒙城段水質(zhì)評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)。

指標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)源于渦河蒙城段岳坊鎮(zhèn)、雙澗鎮(zhèn)環(huán)境監(jiān)測(cè)站2016-2021 年的每年平均檢測(cè)數(shù)據(jù)，其中化學(xué)需氧量CODcr分析方法為重鉻酸鉀法，溶解氧DO分析方法為電化學(xué)探頭法，氨氮NH3-N分析方法為納氏試劑分光光度法，高錳酸鹽CODMn分析方法為高錳酸鹽指數(shù)法。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 2016-2021年岳坊站、雙澗站檢測(cè)數(shù)據(jù)

3 結(jié)果與分析

3.1 水污染指數(shù)法的評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)水污染指數(shù)法計(jì)算渦河蒙城段岳坊站、雙澗站2016-2022年4項(xiàng)指標(biāo)的WPI值，計(jì)算結(jié)果及水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表3、表4。

表3 渦河岳坊站水污染指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果

表4 渦河雙澗站水污染指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)表3、表4可知，按照水污染指數(shù)法計(jì)算，岳坊站和雙澗站評(píng)價(jià)結(jié)果基本一致，即渦河蒙城段2016、2017年水質(zhì)為Ⅴ類；2018、2019年水質(zhì)為Ⅳ類；2020年水質(zhì)最好，達(dá)到Ⅲ類；2021年水質(zhì)降為Ⅳ類，整體水質(zhì)一般。

由圖2可見(jiàn)，自2016年以來(lái)，兩檢測(cè)站綜合值WPI均呈下降的變化趨勢(shì)，表明渦河蒙城段的水質(zhì)正在逐漸變好，治理措施初見(jiàn)成效。

圖2 岳坊、雙澗站綜合WPI值變化趨勢(shì)

3.2 污染源分析和建議

根據(jù)水污染指數(shù)法篩選主要污染指標(biāo)原則，對(duì)于水質(zhì)差于Ⅲ類時(shí)，可選擇WPI值高于60的指標(biāo)作為主要污染指標(biāo)，篩選結(jié)果匯總見(jiàn)表5。由表5可見(jiàn)，蒙城段主要污染物為化學(xué)需氧量CODcr和高錳酸鉀CODMn，尤其是城區(qū)下游污染物多于且整體高于上游。這表明一方面城鎮(zhèn)污水排流問(wèn)題仍然嚴(yán)重，污染綜合指數(shù)較高；另一方面渦河沿線農(nóng)耕地較多，支流豐富，農(nóng)藥化肥超量和使用方法不科學(xué)的問(wèn)題仍然存在。

表5 岳坊、雙澗站主要污染物指標(biāo)

建議：①加快推進(jìn)小企業(yè)規(guī)模集中化發(fā)展，采取集中治理方式進(jìn)行工業(yè)集聚區(qū)水污染防治。②統(tǒng)籌推進(jìn)城鎮(zhèn)污水處理及配套管網(wǎng)建設(shè)工作，禁止沿岸企業(yè)、居民直排污水。③加強(qiáng)河道支流治理，尤其是黑水溝等老大難問(wèn)題，從源頭進(jìn)行管控。④加強(qiáng)宣傳教育，對(duì)沿岸群眾、村莊采用多種媒體方式進(jìn)行宣傳，營(yíng)造愛(ài)河護(hù)河的良好氛圍。

4 結(jié) 論

采用水污染指數(shù)法對(duì)渦河蒙城段上下游兩個(gè)斷面的不同時(shí)期進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)分析。結(jié)果表明：①近年來(lái)渦河蒙城段水質(zhì)整體一般，處于Ⅲ～Ⅳ類動(dòng)態(tài)變化，較2016、2017年有所改善；②河道主要污染物為化學(xué)需氧量CODcr和高錳酸鉀CODMn，下游污染物高于上游。主管部門應(yīng)在省市指導(dǎo)下，進(jìn)一步強(qiáng)化治理，持續(xù)改善水質(zhì)環(huán)境。