单因子水质标识指数法在李村河水质评价中的应用

曹正梅，姜 辉，王明丽

(青岛市环境监测中心站，山东 青岛 266003)

单因子水质标识指数法在李村河水质评价中的应用

曹正梅，姜 辉，王明丽

(青岛市环境监测中心站，山东 青岛 266003)

选用单因子水质标识指数法对李村河水质进行评价。2010—2015年，李村河308国道桥和入海口断面水质均未达到景观娱乐用水要求。5项指标中，氨氮污染最重，其次为总磷和五日生化需氧量，化学需氧量、高锰酸盐指数和溶解氧污染较轻。

单因子； 标识指数；水质评价；应用

目前，国内对河流、湖库水质评价多采用单因子评价和综合评价两种方法。单因子评价又有两种方法：一是将某断面参评指标的实测值与《GB3838-2002地表水环境质量标准》中标准进行比较，根据参评指标类别最高的一项确定断面的水质类别；二是采用单项污染指数进行评价，将各评价指标监测值量纲一化处理，对同一类水质污染程度的评价。综合评价多采用综合污染指数或平均污染指数法进行评价，即将参与评价的指标与地表水Ⅲ类标准相比，然后取其和或求算术平均值，对水质污染程度进行比较。

在对河流及湖库的水质评价过程中发现：上述方法均存在一定不足。首先单因子评价法确定某一断面水质类别时，不能对同一类别水质的断面进行细化评价；采用单因子指数法评价时，虽能对同一类水质污染程度进行评价，但又不能明确水质类别。综合污染指数法虽能对某断面污染程度进行评价，但不能说清水质类别、功能区达标等状况。徐祖信[1]提出了单因子水质标识指数法，弥补了单因子和综合评价法存在的不足。该方法既能对某断面的水质类别进行评价，又能对同一类水质指标进行定量比较。该方法科学、简单，定性、定量评价合理，通过科学评价水质状况，能为环境管理部门制定切实有效的治理措施提供科学技术支撑。本文依据2010—2015年李村河监测数据，采用单因子水质标识指数法对李村河水质进行科学评价。

1 方法简介

1.1 单因子水质标识指数的组成

单因子水质指数P由一位整数、小数点后面2位或3位有效数字组成，表示为：

Pi=X1·X2X3

式中：X1：第i项水质指标的水质类别；X2：监测数据在X1类水质变化区间中所处的位置，根据公式按四舍五入的原则计算确定；X3：水质类别与功能区划设定类别的比较结果，视评价指标的污染程度，X3可以是一位或 2 位有效数字。

1.2 X1的确定

当水质介于Ⅰ类～Ⅴ类时，根据监测数据与地表水标准比较确定，X1=1表示Ⅰ类水，依次类推。

当水质劣于或等于Ⅴ类时，X1=6。

1.3 X2的确定

1.3.1 当水质好于Ⅴ类上限时

(1)一般指标(pH值除外)

(2)溶解氧

式中：Ci：第i项指标的监测值；C标上：第i项指标在X1类水质标准区间上限；C标下：第i项指标在X1类水质标准区间下限。

1.3.2 当水质劣于或等于Ⅴ类上限时

(1)一般指标(pH值、水温除外)

(2)溶解氧

式中：Ci：第i项指标的监测值；CV 标上：第i项指标(一般指标)在V类水质标准区间上限；m：溶解氧在V类水质标准区间下限；m:溶解氧计算时的修正系数，为4。

1.4X3的确定

X3的意义是判别该单项水质类别是否劣于水环境功能区类别。

如果水质类别好于或达到功能区类别，X3=0；

如果水质类别差于功能区类别且X2不为零，X3=X1-fi；

如果水质类别差于功能区类别且X2为零，X3=X1-fi-1。

式中：fi为水环境功能区类别。

2 单因子水质指数标识法在李村河水质评价中的应用

2.1 李村河概况及监测概况

李村河发源于崂山区石门山，流经市北区、李沧区，在李沧区曲戈庄与张村河汇流，干流全长20km，是市区重要的过城河。308国道桥断面用于监控李村河入李村街道办事处前的水质，入海口断面用于监控李村河入海前的水质。根据《青岛市水功能区划》[5](青政办发[2010]38号)，李村河两断面均属景观娱乐用水区，执行地表水Ⅴ类标准。

青岛市环境监测中心站于2010—2015年每年枯、丰、平水期对李村河308国道桥和入海口断面各监测2次，监测项目为《GB3838-2002地表水环境质量标准》表1中的指标。

2.2 评价指标的确定

根据多年监测结果，影响李村河水质的主要污染因子为溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮、总磷、化学需氧量等指标，本文选取这6项对李村河水质状况进行评价。

2.3 监测结果及常规评价

李村河308国道桥和入海口断面5项指标监测结果见表1。

表1 李村河两断面主要污染指标监测值 (mg/L)

根据2010—2015年监测结果,采用目前国内水环境质量现状评价常用的单因子评价法评价,李村河308国道桥、入海口断面均为劣Ⅴ类水质，未达到景观娱乐用水水质要求。该评价方法只能说明李村河水质不达标，但并不能说明该河流的污染程度是减轻还是加重，该方法具有一定局限性。

根据综合污染指数法评价，李村河308国道桥断面污染程度总体低于入海口断面，该方法弥补了单因子方法的不足，但不能说明断面的水质类别。因此单因子评价法和综合污染指数法在评价水质状况时均存在一定局限性。

表2 李村河两断面综合污染指数年际变化

2.4 单因子水质标识指数评价

基于上述两种评价方法不足，本文采用徐祖信[1-4]指出的单因子水质标识指数法对李村河水质状况进行综合评价，评价项目为上述6项指标。

表3 单因子水质标识指数的意义

表4 李村河两断面主要污染指标水质标识指数评价结果

由表3和表4可看出，2010—2015年，李村河308国道桥和入海口断面水质较差，均为劣Ⅴ类水质，未达到景观娱乐用水要求，入海口断面污染重于308国道断面。其中308国道断面氨氮污染最重，其次为五日生化需氧量，再次为总磷；入海口断面氨氮污染最重，其次为总磷，再次为五日生化需氧量。两断面化学需氧量均超标，但超标幅度相对较小，高锰酸盐指数个别年份偶有超标，溶解氧基本达标。

根据Spearman秩相关系数法对各单因子水质标识指数变化趋势检验，结果见表5。

表5 李村河两断面单因子水质标识指数趋势检验

由表5可看出，2010—2015年，李村河308国道桥、入海口断面各污染指标水质标识指数基本保持稳定，污染未得到根本改善。分析原因如下：李村河下游南岸建有李村河污水处理厂，设计规模为17万t/d，设计出水水质为一级A标准，污水管网配套较为完善，但由于李村河中上游两岸仍有部分工业、生活污水和养殖废水经过排污明渠或雨水管等渠道直接排入李村河河道干流，导致胜利桥以下河段污染仍严重，过城河河道污染综合整治形势仍十分严峻。

3 结论与建议

在查阅相关文献及对比不同水质评价方法的基础上，选取了单因子水质标识评价方法，该方法具有科学、合理、直观、简便等优点，利用该方法对李村河两断面的水质进行了评价。5项指标中，氨氮指数最高，污染最重，其次为总磷和五日生化需氧量，化学需氧量、高锰酸盐指数和溶解氧指数较低，污染较轻。入海口断面由于处于李村河最下游，受中上游及沿岸废水及部分生活垃圾堆放河道等因素的影响，污染仍较重。

建议一是扩大污水处理能力、优化处理工艺、完善污水管网的铺设范围；二是加强对河道两岸的环境巡查监管，杜绝生活垃圾和部分工业垃圾乱堆乱放现象的发生，尤其是丰水期，增加巡查频次，尽量减轻因雨水的冲刷而造成对河道的污染；三是加强汇水区内重点污染源的监督监管，确保污水全部收集，杜绝零外排，有污水处理设施的单位，确保污水处理设施正常运转，处理达标后排入市政污水管网。

[1]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.

[2]孙伟光,邢佳,马云,等.单因子水质标识指数评价方法在某流域水质评价中的应用[J].环境科学与管理,2010,35(11):181-184.

[3]张宇红,胡成. 单因子水质标识指数评价方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):276-279.

[4]唐立新,王文微. 单因子水质标识指数法在布尔哈通河水质评价中的应用[J].吉林水利,2010(12):38-40.

[5]青政办发[2010]38号. 青岛市人民政府关于印发青岛市水功能区划的通知[Z].

Application of Single Factor Water Quality Identification Index to Assess the Water Quality of Licun River

CAO Zheng-mei, JIANG Hui, WANG Ming-li

( Qingdao Environmental Monitoring Centre, Qingdao Shandong 266003，China)

Single factor water quality identification index was applied to assess the water quality of Licun River. The analysis showed that water quality of both 308 national highway bridge and estuary sections of Licun River failed to meet the water quality goal for landscape and entertainment during 2010—2015. Among the five indexes, pollution of ammonia nitrogen was the most serious, followed by total phosphorus, five-day BOD, and COD. The permanganate index and dissolved oxygen were relatively light.

single factor; identification index; water quality assessment; application

2016-11-01

曹正梅(1972-)，女，高级工程师，硕士研究生，主要从事环境质量评价。

X824

A

1673-9655(2017)02-0101-04