综合污染指数法在酉阳县小坝水库水质评价中的应用

冉晓频

摘要：指出了小坝水库为酉阳县的主要供水水源地之一，根据2016年的水质监测数据，采用污染指数进行了水库水质污染状况分析，探讨了小坝水库的季节变化规律，主要的污染因子及污染物来源。研究结果表明：小坝水库主要污染因子为总磷和总氮，小坝水库水体为营养状态，总体水质能够满足功能区要求。

关键词：酉阳县；水质；综合污染指数

中图分类号：X703

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）12007102

1引言

酉阳县位于重庆市东南部，地处武陵山区腹部，是重庆市主要的少数民族聚居地。近年来，随着社会和经济的迅速发展，酉阳县工业和生活用水大幅度增长，排放的污水和污染物量增加，污染了水环境。长期跟踪水质监测结果表明，小坝水库水质已呈下降趋势。查阅相关文献发现，目前未发现有与酉阳饮用水源水质的相关研究。因此，研究小坝水库的水质变化趋势和情况，对酉阳县的经济社会发展具有重要意义。

目前，水质评价方法有单因子评价法[1]、内梅罗污染指数法[2]、模糊数学评价法[3]、综合污染指数法[4]等。其中单因子评价法简便易行，应用比较多，但不能反映多个水质参数与相应标准间的综合关系。而综合污染指数法既能突出污染指数最大因子对总体水质的作用，又能总体反映水体的污染性质和程度，是目前国内外比较常用的综合污染指数法[5]。

本文采用综合污染指数法对小坝水库水质情况进行评价，客观的反映了小坝水库水质情况，以期为水资源保护和水域环境质量提供科学依据。

2材料与方法

2.1采样点布设原则及布设情况

通过资料收集和考察，遵循覆盖面、代表性、可控性、客观性等原则，选择小坝水库库心作为监测点位。

2.2样品采集

2016年春夏秋冬四季用有机玻璃采样器采集表层瞬时水样，装入洁净塑料瓶。采样时，现场用便携式溶解氧仪器（HD25d），电导率仪（SG7梅特勒托利多）和pH仪（SG8梅特勒托利多）现场测得水温、pH值和溶解氧（DO）等水质参数。

2.3监测方法

监测频率要求年度内不少于4次，每个季度监测一次。监测项目参照地表水环境质量标准（GB3838-2002）中，表1 地表水环境质量标准基本项目，共计24项。

本文选择高锰酸钾盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总磷、总氮7个项目评价水库水质情况，由于重金属等项目未检出，故不做讨论。

3评价标准选择

小坝水库是酉阳县的饮用水库，应达到地表水环境质量标准（GB3838-2002）中Ⅱ类水质标准。

4评价方法

4.1水质综合污染指数法

目前，对水环境质量的评价通常采用两种评价方法，一是定性评价，即实测值与地表水环境质量标准（GB3838-2002）的标准值进行比较，进行水质类别的判定；二是定量评价，对某水域将各污染指标的浓度值无量化，进行不同空间和时间的水质比较。

不同类别的水体的水质要求有差异，利用单一标准来评价水质的优劣是不可取的，也难以满足现实需求。水质综合污染指数法是基于单因子污染指数计算的基础上得到的[6]。

单因子污染指数：Pi=CiSi （1）

综合污染指数：P=1n∑ni=1Pi （2）

式中：Ci为污染物浓度，Si为相应的标准值，n为参与评价的项目数。

4.2污染等级的划分

水质综合污染指数是对应水体功能要求来判断污染程度的，具有一定的相对性。如同一水域，监测结果相同，若划分为Ⅱ类水体，所得评价结果可能为合格，若划分为Ⅰ类水体，所得结果可能为中度污染甚至重度污染。

污染程度的分级能够定性反映水质的现状，水域原定功能是否安全、全面地发挥效应。一般根据综合污染指数的大小，将水体分为合格、轻度污染、中度污染和重污染四类，具体详见表1。

5结果与分析

5.1污染指数

运用公式（1）和（2）计算小坝水库的主要污染物的单项因子指数和综合污染指数，详见表2。由表2可以看出总磷和总氮是小坝水库的主要污染因子。总氮污染指数全年大于1，表明总氮超过功能区水质控制标准值，其中秋季总氮污染最严重，污染指数为1.96，超标约2倍。此外总磷除冬季污染指数小于1外，春夏秋三季污染指数均大于1，表明总磷已超过小坝水库功能区水质控制标准值。五日生化需氧量、高锰酸钾指数、氨氮等单因子污染指数均小于0.8，表明这个3个因子处于合格水平。由表2可以看出PTN>PTP>PCOD>PBOD5>PCODMn>PNH3-N，表明小坝水库总氮和总磷污染相对严重，其次是化学需氧量。

小坝水库综合污染指数在0.8

5.2污染原因分析

小坝水库主要的污染物是总氮和总磷污染，水库中总氮中氮的来源主要为流域内农村化肥的使用，未被吸收利用的化肥随地表径流进入水库污染了水源。总磷中的磷来源应该是岩石和土壤中的磷酸盐由于风化和淋溶作用进入水库。同时， 流域内使用的有机磷农药和水溶性磷肥如过磷酸钙、重过磷酸钙等在水中溶解度很高， 受雨水淋洗流失， 排入水库污染了水源。

水库水体富营养化与气候条件、营养物质、水库水化学性质和生物性质、水库调度方式等各种因素有密切联系。国际通用富营养化评价总氮和总磷负荷值的标准为，贫营养状态：总氮< 0.2 mg/L、总磷< 0.02 mg/ L；富营养状态：总氮>0.2 mg/L 、总磷>0.02 mg/L。小壩水库总氮和总磷浓度的比值见表3，可以看出2016年小坝水库氮磷比值在21～57之间，营养物质总氮比较充足[7，8]。在春秋冬三季，满足总氮>0.2 mg/L 、总磷>0.02 mg/L条件，可以看出水库营养物质氮磷均比较充分，已呈现富营养化状态，对此应该引起相关部门的重视。

6结论与建议

本文在单因子污染指数法的基础上，结合综合污染指数，得出了小坝水库的主要污染因子是总磷和总氮及水库水质类别，为小坝水库的综合治理提供了科学依据。

小坝水库的污染指数在四季变化中呈一定变化规律，秋季>夏季>春季=冬季。

小坝水库水库处于富营养化状态，总体水质基本合格，满足水体功能。

水体污染具有延缓性、难逆性和长期性等特点，一旦遭受污染将很难恢复。因此，在发展经济的同时，更应该注重水资源的保护，建议如下。

（1） 水资源保护与污染防治要坚持预防为主的原则，积极引导农民合理使用氮肥和磷肥。

（2） 制定相关区域的规划，实行氮的总量控制，抑制湖泊的富营养化，坚守生态红线。

（3） 必须进行必要的监测，建立预警机制，一旦发现水体遭受污染，就应及时采取措施，防微杜渐。

参考文献：

[1]

张宇红， 胡成.单因子标识指数法在浑河抚顺段水质评价中的应用[J]. 环境科学与技术，2011，34（6G）：276～230.

[2]王书锦， 刘云根， 侯磊，等. 基于内梅罗指数的阳宗海湖滨湿地水环境质量评价[J]. 环境污染与防治，2016，36（8）：6～14.

[3]王博， 杨志强， 李慧颖，等.基于模糊數学和GIS的松花江流域水环境质量评价研究[J]. 环境科学研究，2008，21（6）：125～129.

[4]袁政涛， 金少格， 张舒，等.青浦区镇村级河道水质综合污染指数评价[J]. 农业灾害研究，2016，6（2）：58～60.

[5]陆卫军， 张涛.几种河流水质评价方法的比较分析[J].环境科学与管理，2009，34（6）：174～176.

[6]薛巧英，刘建明.水污染综合指数评价方法与应用分析[J].环境工程， 2004， 22（1）：64～66.

[7]彭近新. 水质富营养化与防治[M]. 北京：中国环境科学出版社， 1988：60～68

[8]杨梅玲，胡忠军，刘其根，等. 利用综合营养状态指数和修正的营养状态指数评价千岛湖水质变化（2007-2011年） [J]. 上海海洋大学学报，2013， 22（2）：240～244.