嘉兴南郊河水源水水质变化特征与趋势分析

吴晓芳　董啸啸　洪志勇　丁梦娜　周苏萍　葛修晟　何洋阳　郑永吉　汪梅

【摘要】：南郊河为浙江省嘉兴市区的水源地，通过18个月的不间断采样检测，采用单因子评价法评价其水质类别，南郊河水体水质由Ⅲ～Ⅳ类向Ⅱ～Ⅲ类变化；采用超标倍数法，确定其主要污染指标为高锰酸盐指数、COD和TP；采用秩相关系数法对其进行水质变化趋势分析，表明在评价时段内污染指标变化呈下降趋势，水质有好转趋势，且其变化趋势有显著意义。此研究表明浙江省“五水共治”工程成效明显。

【关键词】：水源水；检测；评价；秩相关系数；五水共治

为保护水资源，守护生命线，浙江省委省政府于2014年在全省范围内全力推行“治污水、防洪水、排涝水、保供水、抓节水”的“五水共治”工程。首期目标为“力争在3年内解决突出问题，明显见效”。开展内陆河水质变化特征与趋势分析，可全面分析评价浙江省水源水水质变化情况，验证在全省范围内推行“五水共治”工程的成效。

本文以南郊河水源水为研究对象，在2015年9月～2017年2月期间，通过每月一次，为期18个月的高密度监测，全面评价南郊河原水水质状况和水质变化趋势。

1、研究方法

1.1 研究区域

嘉兴市南郊河为人工开挖河，在2007年11月全线通航后，成为嘉兴市的新环城河，同时也成为嘉兴贯泾港水厂的水源地。南郊河北起杭州塘，南止于海盐塘，全长10.71km，宽60m。南郊河贯通杭嘉湖水域，其水质变化情况同步表征了地区内河水质变化趋势。

1.2 采样点位与频率

南郊河水质检测项目频率为每月采样检测一次，每次采集水样1个，采样点为贯泾港水厂水源水采样口。

1.3 检测指标与方法

南郊河水质检测项目涵盖《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）表1中的24基本項目、表2饮用水源地中的5个补充项目，同时还增测了总大肠菌群、菌落总数、溴酸盐、甲醛、亚氯酸盐、氯酸盐、色度、浑浊度等18项指标。检测方法为《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中所规定的国家标准方法、《生活饮用水标准检验方法》（GB5750-2006）。

1.4 评价方法

评价标准依据为《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），采用单因子评价法，即根据评价时段内参评指标中类别最高的一项来进行类别判定。根据《地表水环境质量评价办法》（2011年），地表水水质评价指标为：《地表水环境指标标准》（GB3838-2002）表1中除水温、TN、粪大肠菌群以外的21项指标。

2、结果与讨论

2.1 检测与评价结果

结果显示，高锰酸盐指数、COD、氨氮以及TP测得值处于Ⅲ类～Ⅴ类水体水质之间；总氮均未达到Ⅴ类水体要求，水质评价结果见表下表1。

2.2 污染物变化趋势分析

结果表明，南郊河水系属Ⅱ类～Ⅴ类水体水质，属于微污染水源。2015年9月～2017年2月期间，水质向好趋势明显，特别是2016年7月以来，持续处于Ⅱ类～Ⅲ类水体，水质提升1个等级以上，能基本满足“饮用水源地一、二级保护区”要求。

高锰酸盐指数、COD、氨氮、TP等指标变化趋势基本一致，表现为稳中有降，特别是2016年7月以来，其测得值均下降趋势明显。

氟化物、硫酸盐、氯化物、硝酸盐氮等指标含量相对较为平稳，有不同程度的降低趋势，其中氟化物的测得值在0.35～0.50mg/L之间；硫酸盐测得值在35～70mg/L；氯化物测得值在20～30mg/L；硝酸盐氮测得值在1.50～3.00mg/L之间。

饮用水水源水补充项目指标中，铁、锰测定结果超过GB3838-2002规定限值（0.3mg/L，0.1mg/L），平均值超标倍数分别为2.3倍和1.7倍；2016年后结果明显降低，2017年2月铁和锰均未见超标，其中锰指标已连续4个月未检出。2015年12月～2016年4月连续5个月，在原水中有氯酸盐检出，其测得值在0.041～0.317mg/L之间。

2.3 主要污染物的确定

根据《地表水环境质量评价办法》（2011年），断面水质超过《地表水环境质量标准》GB3838-2002Ⅲ类标准时，先按照不同指标对应水质类别的优劣，选择水质类别最差的前三项指标作为主要污染指标。当不同指标对应的水质类别相同时计算超标倍数，将超标指标按其超标倍数大小排列，取超标倍数最大的前三项为主要污染指标。

超标倍数=（某指标的浓度值-该指标的Ⅲ类水质标准）/该指标的Ⅲ类水质标准

根据结果，确定南郊河的主要污染指标为高锰酸盐指数、COD和TP。

2.4 水质变化趋势分析

为评价南郊河水质变化趋势，使用spearman的秩相关系数，对其进行Daniel的趋势检验。

rs=1-[6∑di2]/[N3-N]

di=Xi-Yi

式中，di变量为Xi与Yi的差值；Xi为周期I到周期N按浓度值从小到大排列的序号；Yi为按时间排列的序号。

选用高锰酸盐指数、COD和TP三项主要污染指标，分别进行水质变化趋势分析，计算得rs结果如表3。

由spearman秩相关系数统计表查得临界值Wp为0.399[N=18；显著水平（单侧检验0.05）]。其评判标准为：

当rs的绝对值>Wp 则表明变化趋势有显著意义；

如果rs是负值，则表明在评价时段内有关统计量指标变化呈下降趋势或好转趋势；

如果rs为正值，则表明在评价时段内有关统计量指标变化呈上升趋势或加重趋势；

当rs的绝对值≤Wp则表明变化趋势没有显著意义：

结果显示，三项主要污染指标变化趋势分析一致，均表明在评价时段内污染指标变化呈下降趋势，水质有好转趋势，且其变化趋势有显著意义。

结语

南郊河属于人工开挖内陆河，2016年7月以来，水质已从原来的Ⅳ～Ⅴ类水体，提升为Ⅱ类～Ⅲ类水体，原水水质趋好。原水中大部分金属指标和毒理学指标未予检出，可以达到Ⅲ类以上水体要求。

南郊河的主要污染指标为高锰酸盐指数、COD和TP。在评价时段内，南郊河污染指标变化呈下降趋势，水质有好转趋势，且其变化趋势有显著意义。

【参考文献】：

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[5]环境保护部.地表水环境质量评价办法，2011.

作者简介：吴晓芳（1975-），女，浙江金华人，高级工程师，研究方向：水质检测。