内梅罗污染指数修正法评价岫岩县地表水环境质量

李伯森，王 兵

（1.辽宁省水文水资源勘测局鞍山分局，辽宁 鞍山 114002；2．辽宁省水文水资源勘测局铁岭分局，辽宁 铁岭 112000）

内梅罗污染指数修正法评价岫岩县地表水环境质量

李伯森1，王 兵2

（1.辽宁省水文水资源勘测局鞍山分局，辽宁 鞍山 114002；2．辽宁省水文水资源勘测局铁岭分局，辽宁 铁岭 112000）

内梅罗指数法是目前国内外进行综合评价的常用方法之一。该法概念清晰、运算过程简单，按照河流不同功能分类评价，更能方便水功能区的科学管理，但未考虑毒性重金属逐年累积对人类社会的影响。文中提出了修正的内梅罗污染指数法，并应用该法对岫岩县的水环境质量进行评价。结果表明：修正法更能真实反映水体质量现状，

内梅罗污染指数修正法；水环境质量；评价结果

1 概 况

岫岩满族自治县地处辽宁省南部、辽东半岛北部，地势北高南低，平均海拔 79.6 m。距鞍山市区 130 km、沈阳市 240 km、丹东市 165 km，总面积 4 507 km2。县内辖 15个镇、7 个乡、2 个办事处，总人口 52 万。

岫岩境内河流总长 882 km，流域面积 4 466 km2，有500 多条溪流，汇集成偏岭河、哈达河、汤池河、雅河等 13条支流，13 条支流河又汇成大洋河和哨子河，两大干流在哨子河乡交汇后，组成大洋河水系出境流入黄海。

岫岩属于北温带湿润地区季风气候，多年平均气温7.4 ℃，多年平均降雨量 868.2 mm。岫岩县水资源丰富，多年 平 均 地 表 水 资 源 量 18.86 亿 m3， 折 合 径 流 深 为 415.3 mm，是鞍山市平均水平的 1.55 倍。

2 地表水环境监测

根据地表水环境现状况及社会经济发展对水质、水量的需求，岫岩县共划分为 35 个水功能区段，主要分为源头水保护区、饮用水源区、渔业用水区和工业用水区 4 种类型。从 2012 年开始全面监测 22 个水质控制断面，占总数量的 62.9%，监测项目为水温、pH 值、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、挥发酚、氰化物、汞、砷、铜、锌、铅、镉、六价铬、氟化物和粪大肠等参数。由于地属山区性河流，大多数水体质量较好。

3 内梅罗污染指数

3.1 评价方法

1）公式原理。内梅罗（N.L.Nemerow）指数法是目前国内外进行综合指数评价的常用方法之一，该方法先计算各因子的分指数，然后求出分指数的平均值，再取最大分指数和平均值进行计算，其基本计算公式为：

式中：PIj为第 j种水功能的内梅罗水污染指数；ρj为第 i种污染 物的实测浓度，mg/L；sij为第 i 种污染物第 j 种水功能的水质标准，mg/L；avej为第 j种水功能各因子分指数的平均值。

2）河流分类。根据岫岩县河流水质现状，将水功能区划成果与地表水环境质量标准相结合，按照水的功能分为4 种类型进行评价：源头水保护区，采用地表水环境质量Ⅰ级标准限值进行评价；与人类接触使用的饮用水源区，采用地表水环境质量Ⅱ级标准限值进行评价；与人类间接接触使用的渔业用水区，采用地表水环境质量Ⅲ级标准限值进行评价；与人类不接触使用的工业用水区，采用地表水环境质量Ⅳ级标准限值进行评价。

3）综合水污染指数。先分别求出各种功能水的分指数，再按照加权叠加的方法求出总综合污染指数。总计算公式：

PI=W1PI1+W2PI2+W3PI3+W4PI4（2）

式中：W1，W2，W3，W4为水体 4 种用途的权重。

根据水资源水质现状，将第一类、第二类和第三类用途的权重各定义为 0.3，第四类定位 0.1，ΣWi=1.0。

当 PI＜1.0 时，水 质处于清洁 水平；当 1.0 ＜PI＜2.0 时 ，水质处于轻污染水平；当 PI＞2.0 时，水质处于污染水平。计算结果见表1。

表1 地表河流污染指数计算成果表

3.2 公式修正

文中公式的修正主要考虑重金属污染因子的影响。内梅罗指数是一种兼顾极值或突出最大值的计权型多因子质量评价指数，但没有考虑毒性重金属对环境造成的严重危害。从环境污染角度说，河流中毒害性较强，不易降解的重金属主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷。它们可通过食物链传递并富集起来，条件适宜时还能转化为毒性更强的有机化合物，严重威胁动植物生长和人类社会的生产、生活，这一点通过国家《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准限值的大小也可以体现出来，限值越低，其危害性越大。因此，此次评价加大了上述五种重金属所占的比重分值，分 2种情况进行说明：1）在上述 5 种重金属均没有超标，即分指数小于等于 1 的情况下，其计算方法与原公式相同。2）当分指数大于 1时，增加重金属因子的比重值来突显重金属的危害性，即用 5种重金属分指数累加值的平方与其他因子的分指数进行累加，再除以总评价因子的数量 n。计算公式如下：

式中：bi为第 j种水功能中重金属的监测值，mg/L。

4 评价结果及分析

4.1 评价结果

根据 2012 全年水质监测资料，计算各个水质断面的年度均值，利用内梅罗污染指数法进行分析和评价。计算结果见表 1和表 2。

表2 地表河流计算成果汇总表

4.2 结果分析

上述计算结果表明：源头水保护区、渔业用水区和工业用水区的 PI值小于 1.0，水质处于清洁水平；饮用水源区原公式计算为水质处于轻污染、接近污染的水平，修正后的公式计算位水质处于污染水平。总综合污染指数原公式计算结果为 0.97，水质处于清洁、接近轻污染的水平，修正后的公式计算结果 1.08，水质处于轻污染水平。因此，采用修正后的公式计算，总综合污染指数更能清晰地反映出当地河流水质的实际现状。

5 结 语

内梅罗污染指数法物理概念清晰、运算过程简单，在一定程度上既克服了一般评价方法的片面性，又克服了多种因子对水体质量的影响，很适合定量分析河段水体质量变化过程。此外，该法属于确定性的质量评价方法，评价结果不但能真实反映饮用、渔业、工业、农业等多种水资源用途，还能进行总体综合污染水平的分析判断，更能方便目前水功能区的科学评价和管理。因此，使用修正后的方法评价某一区域水环境质量，更能真实反映水体质量现状，该方法是可行和可靠的。

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2013－09－15