基于标识指数法的梅溪河饮用水源水质评价

黄蓉姿，陈冬毅，张少君，林泽彬

(汕头市自来水总公司，广东汕头 515041)

梅溪河属韩江西溪支流，全长约13．9 km，最大流量为1 113 m3/s，流经汕头市金平区后入海，是汕头市重要的饮用水源地，沿岸分布庵埠、月浦和东墩三座水厂，供应汕头市中心城区约一半人口的饮用水，《汕头市生活饮用水地表水源保护区划分方案(修正案)》将梅溪河饮用水保护区内水质保护目标定为《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅱ类。随着城市化进程加快和流域经济发展，逐渐下降的水源水质对供水部门原有制水工艺和处理设备无疑是一种考验。科学合理地评价梅溪河饮用水源水质状况、掌握水质变化趋势不仅能了解水质保护情况，也是供水部门改进净水工艺保障饮用水安全的依据。目前我国用于评价流域水质的方法主要是单因子评价法，该法实行一票否决制［1］，即在所有参与评价的水质指标中，只要有一项不符合，就判定该水体达不到相应的水质类别。单因子评价法简单直观，但用最差的指标来确定水质类别显得过于保守，且不利于对同一类水质进行定量比较。徐祖信［2］提出的单因子水质标识指数和综合水质标识指数［3］是一种较为科学合理的评价方法，很好地解决了上述问题，已用于上海黄浦江［2］、苏州河［3］及韩江下游［4］等流域的水质评价。本文根据2014年庵埠、月浦和东墩三座水厂原水的监测数据，采用标识指数法判定其水质类别，以期获得该流域水质随时间、空间的变化情况，为水源保护和水质净化提供参考数据。

1 研究方法

1．1 采样点的布设及分析方法

为了解2014年的梅溪河饮用水源水质状况，将采样点布设在庵埠、月浦和东墩三座水厂的取水口，如图1所示。

图1 各水厂取水口的卫星地图ig．1 Satellite Image of Water Intakes of Water Plants

月浦、东墩水厂的取水口分别离庵埠水厂的取水口约2 100 m和4 800 m;每月下旬取样检测，样品的采集、现场处理及分析测量均按《生活饮用水卫生标准检验方法》(GB 5750—2006)［5］和《水和废水监测分析方法》［6］提供的标准方法执行。检测项目包括溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、总磷、氟化物、汞、铅和粪大肠菌群共8项，如表1所示。

表1 检测项目的分析方法、检出限及标准限值Tab．1 Analysis Method，Detection Limit and Standard Limit of Detected Items

1．2 评价方法

本文采用徐祖信提出的单因子水质标识指数法和综合水质标识指数法评价水质，其计算方法和水质类别划分标准详见文献［2］和［3］。标识指数的计算采用《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)［7］中的Ⅱ类标准。

1．2．1 单因子水质标识指数的组成

单因子水质指数P由1位整数、小数点后2位或3位有效数字组成，其表示方式如式(1)所示。

图2 单因子水质指数的含义Fig．2 Implication of Single Factor Water Quality Identification Index

1．2．2 综合水质标识指数的组成

综合水质标识指数由整数位和3位或4位小数组成，其表示方式如式(2)所示。

图3 综合水质标识指数的含义Fig．3 Implication of Comprehensive Factor Water Quality Identification Index

Y1、Y2由计算获得，Y3和Y4根据比较得到。

2 结果与讨论

根据2014年庵埠、月浦和东墩三座水厂原水各检测项目的监测数据值(见表2)，计算得到各自的综合水质标识指数(见表3)，该指数随时间和空间的变化如图3所示。

表2 各检测项目的监测数值Tab．2 Monitoring Data of Detected Items

表3 2014年各水厂取水口综合水质标识指数Tab．3 Comprehensive Water Quality Identification Index of Water Intakes of Water Plants in 2014

图3 综合水质随时间和空间的变化Fig．3 Variation of Comprehensive Water Quality Identification Index with Time and Space

由表3可知标识指数法可直观反映水质类别及超标情况，如庵埠水厂取水口6月份的综合水质标识指数为2．110，表明该水体综合水质为Ⅱ类，且位于Ⅱ类水浓度区间内距下限值10%的位置，有1个检测项目劣于功能区目标，综合水质达到功能区类别。

(1)由各取水口的综合标识指数可知，2014年梅溪河饮用水源水质总体处于较好水平，除6月各取水口和5月、8月、9月东墩水厂取水口的综合水质为Ⅱ类外，其余时间水质均为Ⅰ类，优于预定水环境功能区保持Ⅱ类的目标。

(2)从时间上看，综合指数偏高的月份集中在降雨量较大的5月、6月和8月，超标项目主要是总磷和粪大肠菌群，单因子水质标识指数如表4所示。

表4 总磷和粪大肠菌群的单因子水质标识指数Tab．4 Single Factor Water Quality Identification Index of TP and Fecal Coliform

总磷峰值出现在5月，为0．13 mg/L;粪大肠菌群峰值出现在6月，为11 200个/L。梅溪河东、西岸片区用地混杂，主要有工业、农业和居住，而该区域产生的部分废水尚未纳入城市污水管网，这部分废水的无序排放会对河流水质造成影响。该流域的总磷主要来源于排涝、生活污水和随灌溉、降雨进入水体的农药、化肥。梅溪河水的总磷受降雨影响明显，雨水对化肥、农药的冲刷作用是总磷偏高的主要原因。粪大肠菌群是生长于人或其他温血动物肠道菌，会随粪便排出体外，雨季雨水冲刷将沿岸生活垃圾和畜禽养殖废物带入水体，夏季温度较高，细菌繁殖快，导致粪大肠菌群数量处于较高水平，这点与毛元宝［4］对韩江下游水质的研究结果一致。尽管粪大肠菌群在自来水厂消毒处理后可达到饮用卫生标准，但仍需从源头抓起，加强对沿岸排污的整治。

(3)从空间上看，各取样点的综合水质标识指数随时间的变化趋势基本一致，但与庵埠水厂相比，其他两个水厂的综合指数略高，这可能与梅溪河下游流经市区、接纳了更多生活污水有关。

3 结论

水质标识指数法能完整标识水质类别、污染程度、是否达到功能区目标等令人关注的信息，也可对河流水质做出定性定量的评价，是一种较为科学合理的水质评价方法，供水部门可用该法对饮用水水源水质的动态变化进行长期跟踪。通过应用水质标识指数对梅溪河饮用水源水进行整体评价，并结合单因子水质标识指数对水质进一步分析。

(1)梅溪河饮用水源水水质目前仍处于较好水平，汛期水质多为Ⅱ类，其余时间为Ⅰ类，上游庵埠水厂取水口的水质总体略优于下游月浦水厂和东墩水厂。

(2)雨季河水总磷和粪大肠菌群偏高，是由于冲刷地面污染物的雨水流入及生活污水的无序排放造成的。政府有关部门应加强水源地周边环境的污染源整治力度，对可能污染饮用水源的雨水和生活污水，应予以集中治理后排放，确保饮用水源保护区内水质不受影响。

(3)在每年汛期，供水部门应加密对污染指标的监测频次，同时提高水质异常预警和应急处理的能力，切实保障水源水和饮用水的安全。

［1］夏青，陈艳卿，刘宪兵．水质基准与水质标准［M］．北京:中国标准出版社，2004．

［2］徐祖信．我国河流单因子水质标识指数评价方法研究［J］．同济大学学报(自然科学版)，2005，33(3):321-325．

［3］徐祖信．我国河流综合水质标识指数评价方法研究［J］．同济大学学报(自然科学版)，2005，33(4):482-488．

［4］毛元宝．标识指数法在韩江下游主要饮用水源水质评价中的应用［J］．广东水利水电，2010，39(6):61-64．

［5］GB 5750—2006，生活饮用水卫生标准检验方法［S］．

［6］国家环境保护总局．水和废水监测分析方法［M］．第四版．北京:中国环境出版社，2002．

［7］GB 3838—2002，地表水环境质量标准［S］．