付博超

(河北省秦皇島水文勘測研究中心，河北 秦皇島 066000)

秦皇島屬北方缺水城市，常規(guī)水資源已經處于比較匱乏的狀態(tài)，因此，對水源地水質的保護和利用顯得尤為重要。本項目以秦皇島地表水飲用水源地為研究對象，采用內梅羅綜合污染指數(shù)法對秦皇島市飲用水水源地水環(huán)境現(xiàn)狀進行研究，科學地評價秦皇島區(qū)域內水源地水質情況，為秦皇島飲用水水源地水環(huán)境分析提出可行方案以及監(jiān)測管理手段，為相關部門對于水資源的管理提供理論支撐，提高水源地水質管理水平，對保障人民群眾飲水安全、維護社會穩(wěn)定、促進經濟發(fā)展具有重大意義。

1 材料和方法

1.1 水取樣站

秦皇島全市河流眾多，水系縱橫，分屬于灤河水系和冀東沿海兩大水系，流域面積在30 km2以上的河流有51條，其中，流域面積大于100 km2的河流有21條。為確保研究內容的準確性，本研究中的水采樣站分別從兩大水系中選取具有代表性的河流，最終確定取水站為青龍河、都源河、清河、石河、湯河，其中青龍河、都源河歸屬于灤河水系，石河、湯河歸屬于冀東沿海水系，清河位于兩河系交界位置，但主要歸屬于灤河水系。然后，以高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮、總磷、化學需氧量為主要評價指標對秦皇島市的水質進行評價。

1.2 評價方法

水質評價方法主要有單因子評價法[1]、綜合污染指數(shù)法[2]、水質指數(shù)法[3]、模糊綜合評價法[4]、內梅羅指數(shù)法等。其中，內梅羅指數(shù)法具有計算過程簡潔且同時兼顧標準指數(shù)的最高值和平均值的特點，在水質評價中是一種較為全面和準確的方法。因此，本文采用內梅羅指數(shù)法進行秦皇島市的水質評價和分析，具體計算公式(1)、式(2)如下：

(1)

(2)

內梅羅指數(shù)K是評價水質等級的關鍵指數(shù)，當K<1時水質最好(Ⅰ類)，當1≤K<2時說明水質受到輕微污染(Ⅱ類)，當2≤K<3時說明水質受污染(Ⅲ類)，當3≤K<5時說明水質受到重污染(Ⅳ類)，當K≥5時說明水質受到了嚴重污染(Ⅴ類)。

2 結果與分析

2.1 秦皇島水質評價

對秦皇島市的水質評價主要是針對從青龍河、都源河、清河、石河、湯河5條河中所取的水源所得結果進行評價，同時參考相關標準進行結果分析。

本文對秦皇島市的青龍河、都源河、清河、石河和湯河的高錳酸鹽指數(shù)CODMn、氨氮NH3-N、總氮TN、總磷TP、化學需氧量CODCr5個指標進行了統(tǒng)計，結果如表1所示。

表1 污染物入河量 mg·L-1

河流的水污染受多種因素的影響，如人口增長、土地利用變化、不受控制的垃圾排入河流，以及河岸區(qū)生活、工業(yè)、廢水和固體廢物等，污染物的主要來源可分為自然污染和人為污染。秦皇島市水體人為污染的主要原因是人們的生產和生活給水體帶來的污染，包括養(yǎng)殖業(yè)、生活污水、農業(yè)退水等。若不及時采取措施保護水質，水體污染所帶來的后果和代價是難以估量的。

2.2 秦皇島水質評價

結合表1、表2所統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，采用內梅羅指數(shù)法對2015—2020年監(jiān)測到的秦皇島市5個采樣點數(shù)據(jù)進行評價，結果如表2所示。

表2 各河流內梅羅指數(shù)法的評價結果

由表3可以發(fā)現(xiàn)，青龍河的內梅羅指數(shù)大體上呈現(xiàn)出逐年降低的趨勢，說明水質情況逐年變好，在2020年從之前的Ⅲ類(中污染)發(fā)展為Ⅱ類(輕污染)，說明水質保護措施有效；都源河的水質類型也有變好的趨勢，在2019年和2020年評價等級均為Ⅲ類(中污染)，較前幾年有所提高；清河的水質情況大體上來看并不穩(wěn)定，在中污染和重污染之間徘徊，近幾年有所提高，水質治理力度還需加強；石河在近6年間水質等級逐漸向Ⅲ類(中污染)靠攏，河流治理效果較好；湯河由于自身地理位置原因，水質等級為Ⅳ類(重污染)，2015年的時候水質等級最高，為Ⅲ類(中污染)。一旦水質被重度污染，將對當?shù)氐乃h(huán)境、水生態(tài)系統(tǒng)、工業(yè)生產和飲用水源都會造成不利影響，因此，需要相關政府部門加大監(jiān)管力度，提高水資源保護。

與此同時，本文對秦皇島市5條河流8個檢測站的污染物指標的變化趨勢進行統(tǒng)計，結果見表3。

表3 秦皇島市水質變化趨勢分析結果統(tǒng)計

從變化速率分析可以看出，主要污染指標變化速率大多屬正趨勢，占檢驗總項的37.50%；負趨勢變化很少，占檢驗總項的3.75%。硫酸鹽指標的上升站最多，其次是高錳酸鹽指數(shù)和亞硝酸鹽氮指數(shù)，這也間接表明了部分河流水質污染變化有逐漸加重的趨勢。

為了進一步分析青龍河、都源河、清河、石河、湯河在近幾年污染物的動態(tài)變化趨勢，對5條河近6年來的高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮、總磷、化學需氧量5項指標的變化進行了繪制，結果如圖1～圖5所示。

圖1 CODMn的年度變化趨勢

圖2 NH3-N的年度變化趨勢

圖3 TN的年度變化趨勢

圖4 TP的年度變化趨勢

圖5 CODCr的年度變化趨勢

根據(jù)圖1可知，秦皇島市2015—2020年間河流水質污染物呈現(xiàn)出上升趨勢，具體分析：根據(jù)秦皇島河流治理目標可知，青龍河的水質目標為Ⅱ類，但是根據(jù)圖1～圖5所顯示的情況可知，青龍河在近6年間CODMn、TN濃度和TP濃度的平均值均超過了期望值，表示該污染物含量高于目標值，青龍河的水質仍未達到期望水質；都源河的水質目標為Ⅲ類，近幾年都源河的五項污染物指標均高于期望值，表明還需加大對該河流水質的治理力度；清河的各項污染物指標均偏高，雖沒有增長的趨勢，但是，呈現(xiàn)出居高不下的勢態(tài)；石河的TN濃度和CODCr值偏高，且呈現(xiàn)出逐年增長的趨勢，水質情況不容樂觀；湯河的各項污染物指標值在這5條河流中是最高的，且污染物呈現(xiàn)出了逐年增長的趨勢，若不加大治理力度，其河流污染將會對人們的生產和生活造成較大影響。

3 結 論

本文基于相關調查和數(shù)據(jù)處理，采用內梅羅指數(shù)法對秦皇島市的5條河流進行了水質評價，明確了各條河流的評價等級，結果表明秦皇島市的水質情況整體良好，為管理和控制該市的水質提供了理論參考。