顧佳萍

（上海市閔行區(qū)環(huán)境監(jiān)測站，上海 201199）

隨著城市的發(fā)展，越來越多的污染物質(zhì)進入河流中，引起地表水質(zhì)的污染，威脅人類健康，因此，地表水質(zhì)的監(jiān)測和評價越來越引起人們重視。全國各地都對當(dāng)?shù)氐牡乇硭|(zhì)用不同的方法進行了評價和趨勢分析，主要有單因子評價法[1-3]、綜合污染指數(shù)法[4-6]、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[7]、模糊數(shù)學(xué)法[8]等。通過對地表水水質(zhì)的監(jiān)測和評價，可以及時有效地監(jiān)控水質(zhì)污染狀況，合理調(diào)整水污染治理措施。

本文采用單因子評價法和水質(zhì)綜合污染指數(shù)法分析了新涇港“十三五”期間的水質(zhì)污染狀況和時空變化趨勢，并與“十二五”的數(shù)據(jù)進行比較，評價新涇港水質(zhì)改善情況，顯示了“十三五”期間河道整治的效果，為“十四五”水環(huán)境質(zhì)量改善提供數(shù)據(jù)支持和理論參考。

1 研究內(nèi)容與方法

1.1 新涇港概況

新涇港位于閔行區(qū)中部，原從顓橋鎮(zhèn)附近的六磊塘東北流，越春申塘、淀浦河、蒲匯塘，經(jīng)過程家橋，北抵北新涇鎮(zhèn)入?yún)卿两?，上游在清末已淤塞成陸，現(xiàn)僅殘留從淀浦河到吳淞江的11km 河道。新涇港在閔行區(qū)設(shè)置吳中路、漕寶路和平陽路3 個監(jiān)測斷面（圖1），閔行區(qū)水環(huán)境區(qū)劃要求達到的水質(zhì)類別均為Ⅴ類。

圖1 新涇港監(jiān)測斷面布點圖

1.2 數(shù)據(jù)來源

新涇港的監(jiān)測數(shù)據(jù)來源于閔行區(qū)環(huán)境監(jiān)測站2011-2020年的地表水監(jiān)測數(shù)據(jù)。

1.3 水質(zhì)評價方法

參考國家環(huán)境保護部印發(fā)的《地表水環(huán)境質(zhì)量評價方法（試行）》（環(huán)辦〔2011〕22號）進行地表水環(huán)境質(zhì)量狀況評價，采用單因子評價法和水質(zhì)綜合污染指數(shù)法，評價“十三五”期間（2016-2020年）新涇港各斷面的水質(zhì)污染狀況和達標(biāo)情況，與“十二五”期間（2011-2015 年）的數(shù)據(jù)進行比較，了解水質(zhì)的時間和空間變化特征及水質(zhì)改善情況。

1.3.1 水質(zhì)單因子評價法

將單項水質(zhì)因子監(jiān)測結(jié)果與《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值相比較，進行單因子評價，根據(jù)評價時段內(nèi)該斷面參評的指標(biāo)中類別最高的一項來確定斷面類別，評價指標(biāo)為《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》表1 中（除水溫、總氮、糞大腸菌群外）的21項指標(biāo)。監(jiān)測值小于相應(yīng)類別標(biāo)準(zhǔn)值為達標(biāo)，不同斷面的功能類別按照閔行區(qū)水環(huán)境區(qū)劃要求來確定。

斷面水質(zhì)超過Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)時，先按照不同指標(biāo)對應(yīng)水質(zhì)類別的優(yōu)劣，選擇水質(zhì)類別最差的前三項指標(biāo)作為主要污染指標(biāo)。當(dāng)不同指標(biāo)對應(yīng)的水質(zhì)類別相同時計算超標(biāo)倍數(shù)，取超標(biāo)倍數(shù)最大的前三項為主要污染指標(biāo)。當(dāng)氰化物或鉛、鉻等重金屬超標(biāo)時，優(yōu)先作為主要污染指標(biāo)。對于水溫、pH 值和溶解氧等項目不計算超標(biāo)倍數(shù)。

1.3.2 水質(zhì)綜合污染指數(shù)法

1.3.2.1 綜合污染指數(shù)計算

綜合污染指數(shù)法是對各污染指標(biāo)的相對污染指數(shù)進行統(tǒng)計，得出代表水體污染程度的數(shù)值，該方法用以確定污染程度和主要污染物，并對水污染狀況進行綜合判斷[9]。本文選取溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、氨氮和總磷五項有代表性的污染物指標(biāo)，按照Ⅲ類功能區(qū)標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)來計算綜合污染指數(shù)。

綜合污染指數(shù)計算公式：

除溶解氧外，單項污染指數(shù)計算公式：

式中：P為綜合污染指數(shù)；Pi為單項污染指數(shù)；Ci為污染物實測濃度；Si為相應(yīng)功能類別的標(biāo)準(zhǔn)值；n為參與評價的水質(zhì)項目。

溶解氧污染指數(shù)計算公式：

式中：C飽（t）為t 溫度下的飽和溶解氧值，C飽(t)(mg/L)=477.8/(t+32.26)；

Ci為t溫度下的溶解氧實測值；

C標(biāo)(t)為t 溫度下的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值（用GB3838-2002換算）。

1.3.2.2 水質(zhì)隨空間變化評價

計算河道下游較上游斷面的綜合污染指數(shù)變化率，評價上游至下游斷面的水質(zhì)變化。

1.3.3 水質(zhì)隨時間變化評價

根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量評價方法（試行）》（環(huán)辦〔2011〕22 號），采用Daniel 的趨勢檢驗，Spearman 秩相關(guān)系數(shù)法評價綜合污染指數(shù)的年度變化趨勢及五項主要污染指標(biāo)的月度變化和年度變化趨勢。

1.3.4 水質(zhì)改善情況

比較“十三五”期末與“十二五”期末的綜合污染指數(shù)變化率以及五項主要污染指標(biāo)的變化率，評價水質(zhì)改善情況。變化率在5%以內(nèi)為基本持平，5%～10%之間為略有變化（改善或惡化），10%～20%為輕微變化（改善或惡化），＞20%為顯著變化（改善或惡化）。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因子評價

2.1.1 “十三五”期間水質(zhì)狀況

用單因子法評價“十三五”期間新涇港三個斷面的水質(zhì)狀況見表1，吳中路、漕寶路和平陽路斷面在“十三五”前期水質(zhì)類別均為劣V類，未達標(biāo)，隨后水質(zhì)逐漸轉(zhuǎn)好，至2020年均達到Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)，達到閔行區(qū)水環(huán)境區(qū)劃要求的水質(zhì)類別（Ⅴ類）?！笆濉逼谀?020 年）與“十二五”期末（2015年）相比，新涇港水質(zhì)總體上升了兩個類別，2016-2018 年水質(zhì)未達標(biāo)，2019-2020年水質(zhì)達標(biāo)。

表1 新涇港“十三五”期間水質(zhì)狀況

“十三五”前期新涇港主要污染指標(biāo)為氨氮、總磷、化學(xué)需氧量，“十三五”期末主要污染指標(biāo)為氨氮、溶解氧，表明總磷污染顯著改善，且新涇港水體無重金屬污染，以富營養(yǎng)化污染為主。

2.1.2 年度變化趨勢

“十三五”期間，新涇港水體中，氨氮、總磷和高錳酸鹽指數(shù)濃度呈下降趨勢，溶解氧濃度穩(wěn)中有升，五日生化需氧量濃度呈持平趨勢（圖2）。

圖2 新涇港“十三五”期間主要污染物變化趨勢圖

“十三五”期間，新涇港水體中氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)和五日生化需氧量平均濃度分別為2.55mg/L、0.29 mg/L、4.9 mg/L和3.3 mg/L，與“十二五”期間相比，分別下降57.1%、44.2%、26.9%和15.4%，氨氮濃度降幅最大；溶解氧平均濃度為3.30 mg/L，上升31.0%。由此可見，“十三五”期間水中溶解氧濃度顯著上升，氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)和五日生化需氧量濃度均有所下降，表明新涇港水體水質(zhì)顯著改善。

2.1.3 月度變化趨勢

“十三五”期間，新涇港主要污染指標(biāo)，氨氮濃度月度變化呈秋季低、春夏冬季高的特征；溶解氧濃度呈冬春季高、夏秋季低的特征；總磷、高錳酸鹽指數(shù)和五日生化需氧量濃度月度變化相對平穩(wěn)（圖3）。其中，溶解氧濃度最低值出現(xiàn)在5 月（2.16 mg/L），最高值出現(xiàn)在2月（5.76 mg/L）；高錳酸鹽指數(shù)濃度最低值出現(xiàn)在12月（4.0 mg/L），最高值出現(xiàn)在5月（5.3 mg/L）；五日生化需氧量濃度最低值出現(xiàn)在12 月（2.6 mg/L），最高值出現(xiàn)在2 月、3 月（3.6 mg/L）；氨氮濃度最低值出現(xiàn)在8 月（1.39 mg/L），最高值出現(xiàn)在1 月（3.73 mg/L）；總磷濃度最低值出現(xiàn)在12月（0.19 mg/L），最高值出現(xiàn)在7月（0.35 mg/L）。

圖3 新涇港“十三五”期間主要污染物均值月際變化圖

2.1.4 水質(zhì)改善情況

“十三五”期末，新涇港水體中氨氮、總磷和高錳酸鹽指數(shù)濃度分別為1.24 mg/L、0.18 mg/L和4.1 mg/L，與“十二五”期末相比，分別下降75.2%、63.6%和24.1%；溶解氧濃度為4.67 mg/L，上升100%；五日生化需氧量濃度為3.0 mg/L，與“十二五”期末持平。

2.2 綜合污染指數(shù)評價

2.2.1 年度變化趨勢

“十三五”期間，新涇港水體綜合污染指數(shù)呈改善趨勢（圖4）。2016-2020 年，新涇港水體綜合污染指數(shù)分別為1.98、1.72、1.57、0.99、0.99，呈下降趨勢，五年均值為1.45，與“十二五”期間相比下降41.8%。其中，吳中路、漕寶路和平陽路斷面綜合污染指數(shù)五年均值分別為1.45、1.46和1.42，與“十二五”期間相比分別下降46.1%、39.9%和39.8%，吳中路斷面改善幅度最大。

2.2.2 水質(zhì)改善情況

“十三五”期末，新涇港水體綜合污染指數(shù)為0.99，與“十二五”期末相比，下降幅度為56.6%，綜合水質(zhì)顯著改善。吳中路、漕寶路和平陽路斷面“十三五”期末綜合污染指數(shù)分別為0.89、0.96和1.04，與“十二五”期末相比分別下降60.6%、58.1%和50.0%，吳中路斷面改善幅度最大。

2.2.3 水質(zhì)隨空間變化評價

以III 類標(biāo)準(zhǔn)分別計算各斷面的綜合污染指數(shù)，計算上下游斷面的綜合污染指數(shù)變化率（見表2）?！笆濉逼陂g，新涇港從上游的吳中路斷面到下游的平陽路斷面，綜合污染指數(shù)2016 年和2020 年上升，表明水質(zhì)在區(qū)內(nèi)有所惡化；2017 -2019 年下降，表明水質(zhì)在區(qū)內(nèi)有所改善。由于從上游到下游，有多條河流與新涇港交匯，且沿程有工業(yè)區(qū)，影響水質(zhì)變化的因素較多，每年新涇港水質(zhì)的空間變化規(guī)律不完全相同。從2020 年新涇港的綜合污染指數(shù)來看，下游的綜合污染指數(shù)比上游高，2020 年新涇港沿程水質(zhì)污染呈上升趨勢。

表2 新涇港“十三五”期間綜合污染指數(shù)的空間變化

3 結(jié)論

（1）新涇港吳中路、漕寶路和平陽路斷面2020年均達到Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)，達到閔行區(qū)水環(huán)境區(qū)劃要求的水質(zhì)類別（Ⅴ類）。“十三五”期末與“十二五”期末相比，新涇港水質(zhì)總體上升兩個類別，2016-2018 年水質(zhì)未達標(biāo)，2019-2020 年水質(zhì)達標(biāo)。

（2）“十三五”期末，新涇港主要污染指標(biāo)為氨氮、溶解氧，無重金屬污染，以富營養(yǎng)化污染為主?！笆濉逼陂g，氨氮、總磷和高錳酸鹽指數(shù)濃度呈下降趨勢，溶解氧濃度穩(wěn)中有升，五日生化需氧量濃度呈持平趨勢。與“十二五”期間相比，“十三五”期間水中溶解氧濃度顯著上升，氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)和五日生化需氧量濃度均有所下降，表明新涇港水體水質(zhì)顯著改善。氨氮濃度月度變化呈秋季低、春夏冬季高的特征；溶解氧濃度呈冬春季高、夏秋季低的特征；總磷、高錳酸鹽指數(shù)和五日生化需氧量濃度月度變化相對平穩(wěn)。與“十二五”期末相比，“十三五”期末，氨氮、總磷和高錳酸鹽指數(shù)濃度均有所下降；溶解氧濃度有所上升；五日生化需氧量濃度持平。

（3）“十三五”期間，新涇港水體綜合污染指數(shù)呈改善趨勢，吳中路、漕寶路和平陽路斷面綜合污染指數(shù)均有所改善，其中吳中路斷面改善幅度最大。從上游的吳中路斷面到下游的平陽路斷面，綜合污染指數(shù)2016 年和2020年上升，2017-2019年下降，每年新涇港水質(zhì)的空間變化規(guī)律不完全相同。

（4）“十三五”期間，閔行區(qū)通過持續(xù)實施環(huán)保三年行動計劃、《閔行區(qū)清潔水行動計劃》、水污染總量減排、截污治污，使新涇港水質(zhì)得到了較大改善，水質(zhì)污染整體呈現(xiàn)改善趨勢。