许昌市清泥河水质现状及改善对策分析

徐永新

（许昌学院城乡规划与园林学院，河南 许昌 461000）

许昌市清泥河水质现状及改善对策分析

徐永新

（许昌学院城乡规划与园林学院，河南 许昌 461000）

以清泥河为研究对象，选取水温、pH值、DO（溶氧量）、COD（化学需氧量）及水环境因子进行单因子评价和综合污染指数评价。结果表明，清泥河整条河段受到中度及其以上的污染，其中最高点为排污口4，综合污染指数值达到82.20，说明该样点已受到最为严重的污染。

水质现状；污染指数；改善对策；许昌市

河流作为淡水资源的重要组成部分，为人类提供供水、航运、渔业和景观等各种综合效益，是人类赖以生存和发展的重要载体［1］。河流对于一个城市来说有着极其重要的作用。因此，河流水质的优劣对一个城市的社会经济发展、人民生活水平的提高影响重大。地表水环境质量现状评价工作开展已有多年，最初是通过对水的感观认识来判断水质的好坏，如水的颜色、气味、嗅、悬浮物等。随着西方工业化的不断发展以及城市化进程迅速加快的影响，工业废水和城市污水的排放逐年增加，使得河流、湖泊、水库等污染日趋严重，水质的好坏仅依靠感观来判断已不符合要求。因此，许多水质评价指标逐步形成，水质的评价标准也得到了不断的完善［2］。

清泥河作为许昌市的主要河流之一，近年来随着城市化和工业化的不断发展，其区域内河流水质现状不容乐观。河流水由20年前可以洗衣、灌溉等重要功能到现在受到较大的污染，严重影响到河流沿岸居民的日常饮水安全，清泥河水质已成为周围地区人民生活水平提高和经济可持续发展的限制条件。因此，有必要对清泥河的水质现状进行研究和评价，为河流水质进一步的改善和治理提供参考依据。

1 研究区域概况

许昌市（113°03′～114°19′E，33°16′～34°24′N）位于河南省中部，平均海拔72.8m，属暖温带季风性气候，南水北调工程经过其境内。许昌市目前辖3县（许昌县、鄢陵县、襄城县）、2市（禹州市、长葛市）、1区（魏都区），总面积4 996km2，总人口447万人，其中许昌市区建成区面积45.8km2，市区人口48万人。

河流对于城市来说有极其重要的作用，尤其在许昌市这样严重缺少水资源的区域就更加显现出河流对城市的重要影响。许昌市境内虽没有大江、大河的流经，但一些小的河流也对许昌市人民有着深刻的影响，其中以清潩河、护城河、运粮河、清泥河为最。本文所研究的清泥河分布在许昌市城西，被誉为“许昌城西的青袖”。清泥河属于季节性河流，全长约20km，径流量约3m3/s。其发源于许昌县河街乡的岗地，流经许昌市城西并在经济开发区处汇入小泥河。

2 材料和方法

在清潩河河流断面取水点选取5个采样点，每个点取1个水样即每个断面取水点取4份水样，在排污口取水点取2个水样，共计32个水样。采样点示意图见图1，样品取回立即放置实验室冰箱待测。

图1 水样采集点的分布图

3 评价方法及评价标准的选择

3.1 基于单项水质标准的评价方法——单因子评价法

单因子评价法就是用水质最差的单项指标所属类别来确定水体综合水质类别，即用水体各监测项目的监测结果对照该项目的分类标准，确定水质类别，在所有项目的水质类别中，选取水质最差类别作为水体的水质类别［3］。水质指数Ci的计算公式为：

式（1）中，Ci为某项的相对污染指数；Cip为P监测点的实测值；Li为某项污染物的标准值（其中pH值应该根据金士博修正式［4］来计算Ci值）。当Ci≤1时，表示水体未受到污染；当Ci≥l时，表示水体受到污染。具体数值直接反映污染物的超标程度［3］。

pH值的计算公式为：

式（2）中，LpH为平均pH；LpH最小值或LpH最大值要根据实际测得的值CpHP接近哪个就取哪个值。

3.2 基于综合水质标准的评价方法——修正内梅罗指数法

综合污染指数法针对单项污染指数法提出的，将单项污染指数进行综合而得到的一个综合指数来评价综合水质。本文采用的水环境因子为pH值、化学需氧量和水溶氧量对内梅罗指数法进行修正。

PIP的计算公式为：

式（3）中，PIP为P监测点的水质综合污染指数；Cipmax为P监测点的最大单项污染值；Cipave为P监测点的各单项污染值的平均值［5］。

据所计算出的环境综合污染指数PIP，以Ⅴ类水质标准为基础划分污染等级，当某监测点P所测得的＜0.739时，说明水质未受到污染，状况较好；当0.739≤PIP＜1时，水质状况受到轻微污染；当1≤PIP＜7.28时，说明水质受到中度污染；当PIP≥7.28时，说明水质受到严重污染［6］。

3.3 评价标准的选择

根据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）［7］，将地表水分为五类，本文选取的4个水环境因子的评价标准见表1。

表1《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）

4 清泥河水质现状及评价

4.1 水质现状

4.1.1 清泥河的pH值现状。pH值是河流水体的重要水质指标之一，对鱼类等水生生物的生存有重要的影响。不同的水生生物有不同的pH值适应范围，pH高低将直接影响水体中的生物和化学过程。如pH值低于4或者高于10时，水体中的鱼、虾、蟹都不能存活。

图2 清泥河各河段的水体pH值

由图2得出，清泥河各河段水的pH值在6.04～7.78，虽然水质符合《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）规定的pH值在6～9，但排污口处的河流水pH值明显低于河流断面的值。

4.1.2 清泥河的溶氧量现状。水体溶解氧是指溶解于水中分子状态的氧，是水生生物生存不可缺少的条件，也是评价水体污染程度的重要指标。如果溶解氧的浓度降低，则表明水质已经受到有机污染［8］。当水体受无机和有机还原物质污染时，如果耗氧的速度小于复氧的速度，水体在一定时间内能够自我恢复；如果耗氧的速度大于从空气中补充氧的速度时，水体中的溶解氧将减少［9］。这时厌氧菌繁殖，有机物在缺氧条件下分解，产生腐败发酵现象而使水质恶化。

图3 清泥河各河段水体溶解氧含量

由图3得出，清泥河所有样点的水体溶解氧百分比在Ⅱ类到Ⅴ类之间。自上游段到排污口2水体溶解氧呈下降趋势，到运粮河口水体溶氧量逐渐上升并达到最大值，水质接近Ⅱ类标准。尤其在排污口3时水体溶解氧降到17.40 ug/mL，属于劣Ⅴ类水质。从排污口3到下游河段水体溶解氧逐渐上升。由此明显看出，排污口的水体溶氧量要远低于河流的正常河段的溶氧量。

4.1.3 清泥河的化学需氧量（COD）现状。化学需氧量（COD）又称化学耗氧量，是指在规定的条件下，使水样中能被氧化的物质氧化所需要耗用的氧化剂的量，以每升水消耗氧的毫克数表示［10］。

由图4得出，清泥河所有样点的平均COD含量基本上都大于170 ug/mL，远远大于《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅴ类水质的标准值，最大值为2 204 ug/mL。因此，清泥河水质在化学需氧量（COD）方面属于劣Ⅴ类，最小超标倍数为4.25倍，个别点的COD超标倍数达到55倍。总体上，上游河段和下游河段COD超标比排污口和中游河段较轻，水质稍好。

图4 清泥河各河段平均化学需氧量（COD）

4.1.4 清泥河的水温现状。从图5可以得出，清泥河一周内水温的变化幅度较小，排污口的水温变化幅度要高于河流断面的水温变化。说明人为因素引起了清泥河水温的升高，但考虑到一周内气温也处于上升的趋势，所以清泥河水温的人为影响周平均最大温升≤1，即清泥河水温的上升幅度符合《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）。

图5 清泥河各河段一周内水温变化

4.2 水质评价

4.2.1 单因子评价。根据对清泥河的4个水环境因子的监测数据、河流水质的单因子指数评价结论及绘制的图表，对其进行评价得出：①清泥河水质的pH值的分布范围为6.04～7.78，水质符合《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）的规定，但排污口处的pH值低于河流断面的pH值，呈弱酸性；②清泥河水体溶解氧的含量在1.45～5.91 ug/mL，排污口水质污染较为严重；③清泥河化学需氧量最小值为170.50 ug/mL，严重超出水质量标准，化学需氧量因子是最主要的污染因子；④清泥河一周内水温的变化幅度较小，排污口的水温变化幅度要高于河流断面的水温变化。

4.2.2 综合评价。本文以许昌市城西清泥河为研究对象，运用修正内梅罗综合污染指数法对清泥河水质的现状进行初步分析与评价，各采样点的单项污染指数见表2。

表2 各采样点的单项污染指数

在算出各污染因子的单项污染指数Ci的前提下，利用修正内梅罗污染指数法的公式分别计算出各采样点的环境综合污染指数PIP计算结果，见表3。

表3 各采样点环境综合污染指数

由表3可知，清泥河整条河段受到中度及其以上的污染；除了上游断面的内梅罗综合污染指数小于7.28以外，其他各个采样点的内梅罗综合污染指数都高于7.28，受到严重污染；其中最高点为排污口4，综合污染指数值达到82.20，说明该样点已受到最为严重的污染。

5 对策和建议

在许昌市西城区清泥河流域内大部分的工业废水和城市生活污水未经污水处理厂处理就直接排入清泥河内。同时，许昌市相关单位对清泥河监测不到位，使得清泥河河水物理和化学特性发生较大改变，污染比较严重，严重影响周围居民的生活和用水安全。针对清泥河水质现状提出对策和建议，以供参考。

5.1 水资源监测部门要加强对清泥河水质的监测，为强化管理提供科学依据

要根据《中华人民共和国水法》的规定，定期对清泥河的水质进行评价，定时发布水质通报，让广大公众及时了解和掌握水质状况和变化的趋势，并将水质状况反映到环保部门进行进一步治理。

5.2 环保部门应根据水质监测部门的监测数据加强水污染的防治和治理规划

对清泥河沿岸污水排放超标的化工厂、电厂和汽车修理厂进行限期的治理整顿，使污水达到标准再进行排放。同时，加强新闻媒体和网络对这些企业达标排放的监督作用。

5.3 提高水的利用率，大力倡导节水型产业

市区管理机构应负责建立水域安全利用指标，制定开发利用的长期规划。改变传统的水供给管理模式为竞争型水需求管理模式，优先发展节水型产业，鼓励节水技术、方法的应用和创新。

5.4 进一步完善清泥河沿岸污水统一管网建设

在市政建设方面，要进一步完善清泥河沿岸污水统一管网建设，将生活污水和工业废水尽可能多地纳入管网之中，集中送入污水处理厂进行深度处理，循环利用。同时，对清泥河上的漂浮物进行定期打捞，保证河流表面干净整洁。加强环境保护公德的宣传教育，普及全民环境意识，提高河流沿岸居民的水环境保护意识和生态建设意识。

［1］高学平，赵世新，张晨，等.河流系统健康状况评价体系及评价方法［J］.水利学报，2009（8）：962-968.

［2］水艳.太湖流域平原地区水质综合评价与水资源价值评价研究［D］.南京：河海大学，2006.

［3］何书会，李永根，马贺明，等.水资源评价方法与实例［M］.1版.北京：中国水利水电出版社，2008.

［4］金士博，张孟威.内梅罗污染指数公式与漓江水质评价［J］.环境科学，1980（2）：1-7.

［5］白艳艳，刘义豪，靳洋，等.应用内梅罗污染指数法综合评价烟台市辛安河排污口邻近海域环境质量［J］.齐鲁渔业，2010（4）：17-19.

［6］马懿，周健，黄志久，等.内梅罗污染指数综合评价自贡市釜溪河水质现状［J］.安徽农业科学，2011（27）：15576-15577.

［7］GB 3838-2002.地表水环境质量标准［S］.

［8］曹志勇，郝海森，张丽军，等.平原水库微污染水溶解氧含量模型反演与验证［J］.安徽农业科学，2011（10）：6023-6024.

［9］潘向忠，高玉蓉，李佳，等.钱塘江杭州段水体中溶解氧现状及其影响因素［J］.环境保护科学，2011（4）：12-16.

［10］王岩，陈宜俍.环境科学概论［M］.1版.北京：化学工业出版社，2010.

Analysis of Water Quality Status and Improvement Measures of the Qingni River in Xuchang City

Xu Yongxin
（School of Urban Planning and Landscape Architecture，Xuchang University，Xuchang Henan 461000）

Taking the Qingni river as the research object,the water environment factors including water temperature, pH,DO(dissolved oxygen)and COD(chemical oxygen demand)were assessmented by single factor and comprehen⁃sive pollution index.The results showed that the whole river reach of Qingni river was polluted moderately,and the highest blowdown point was the No.4 sewage discharge outlet,and its comprehensive pollution index reached 82.20, which showed that the sample point was polluted mostly.

water quality status；pollution index；improvement measures；Xuchang city

TU984

A

1003-5168(2016)09-0154-04

2016-08-05

河南省高等学校重点科研项目（16A610004）；许昌市科技发展计划项目（1405003）；许昌学院校内基金项目（2016059）；河南省社科联项目（SKL-2016-3833）。

徐永新（1979-），男，博士，讲师，研究方向：环境与健康研究。