用综合污染指数法分析评价黄河陕西段的水环境

王益昌，李瑞娇，问思恩，张军燕，余斌

（陕西省水产研究所，农业部黄河中上游渔业资源环境科学观测实验站，陕西 西安 710086）

用综合污染指数法分析评价黄河陕西段的水环境

王益昌，李瑞娇，问思恩，张军燕，余斌

（陕西省水产研究所，农业部黄河中上游渔业资源环境科学观测实验站，陕西 西安 710086）

2013年-2015年，逐月监测分析了黄河陕西段府谷、吴堡、龙门、洽川、港口、汾河入黄口和渭河入黄口7个段面22项水质指标，并用综合污染指数法进行评价。结果显示：黄河陕西段处于4级中度污染水平，5级较重污染段面汾河入黄口（P=9.26）1个，其余6个段面处于4级中度污染水平（2.04≤P≤4.67）。主要污染物为总氮、总磷和有机物，部分段面还受到重金属汞、砷、铜、锌的影响，所有段面未受有机氯和有机磷的污染。同期断面比较，上游污染轻于下游，污染逐年下降。

黄河陕西段；综合污染指数；水环境评价

黄河陕西段位于黄河中游，在陕西总长714km，是陕西和山西两省的界河，最北端从府谷县的墙头乡进入陕西，南端从潼关港口乡进入河南。黄河陕西段北高南低，高差516m，河流比降0.72‰，河谷海拔一般在325～850m之间。龙门镇以北河道狭窄，水深且水流湍急，龙门至潼关这一段属于典型的堆积游荡性河道，河床宽浅，水流散乱，主流游荡不定，东西摆动频繁，为人口较为密集的现代工农业发达区,有渭河、洛河、汾河等多条支流汇入。黄河陕西段是乌鳢Channidae、兰州鲇Silurus lanzhouensis Chen、黄河鲤Cyprinus carpio等重要名贵鱼类的栖息地，渔业资源比较丰富。改革开放以来，经济发展给黄河水质环境带来了一定程度的污染，对黄河陕西段的水质环境虽有持续监测，但都没有对黄河陕西段全段进行监测，涉及的内容也不一样。此次监测工作有助于了解和掌握黄河陕西段全段水质的质量状况，为更好地为改善黄河鱼类栖息生境提供参考。

1 材料与方法

1.1 样品采集

2013年4月、5月、6月、8月、9月和10月分别对黄河府谷段（E:111°6'17"，N:39°2'23"）、吴堡段（E:110°44'25"，N:37°27'05"）、龙门段（E:110°35'76"，N:35°39'74"）、洽川段（E:110°22'48"，N:35°7'96"）、港口段（E:110°19'29"，N:34°36'26"）、汾河入黄河口（E:110°28'61"，N:35°21'20"） 和渭河入黄河口（E:110°14'14"，N:34°36'51"）7 个段面，在河左、右岸各设一个采样点，采集平行水样监测。样品采集依据渔业生态环境监测规范中SC/T9102.1-2007和SC/T9102.3-2007标准所规定检测方法进行。检测和评价依据《渔业水质标准》（GB11608-89）和《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）。检测参数包括：pH、电导率、溶解氧、总氮、总磷、氨氮、锰酸盐指数、亚硝酸盐、硝酸盐、汞、砷、铜、锌、铅、镉、总铬、六六六、滴滴涕、马拉硫磷、乐果、甲基对硫磷、叶绿素a等22项指标。2014-2015年对黄河龙门、洽川和港口一带部分参数在6月和8月做了2次监测（图1）。

图1 黄河陕北段渔业环境监测位置示意图Fig.1 Digram of fisheries environment monitoring sitesin Shannxi section of the Yellow River

1.2 判定标准和评价方法

1.2.1 单项水质指标的判定标准

单项水质指标按照标准[1,2]规定判定值进行判定。

1.2.2 综合污染指数评价标准

根据综合污染指数大小，环境质量分为六个级别[3]（表1）。

1.2.3 pH和DO单项污染指数评价

pH单项污染指数[4]评价采用：SpH=|pH-pHsm|/Ds其中：pHsm=（pHsu+pHsd）/2，Ds=（pHsu-pHsd）/2，式中SpH-pH的污染指数；pH-样品的测定值；pHsu-渔业水质标准的上限值；pHsd-渔业水质标准的下限值。

DO单项污染指数评价采用：PDOi=（Cim-Ci）/（Cim-Civ），其中：PDOi-溶解氧的污染指数，Ci-溶解氧的测定值，Civ-溶解氧的评价标准，Cim-本次测定中溶解氧的最大值。

1.2.4 综合污染指数评价

综合污染指数法评价[5]的公式为：式中：P-环境中污染物的综合污染指数；Ci-环境污染物中的实测值；Si-污染物中的评价值；Ci/Si-单项污染指数；（Ci/Si）max-单项污染指数最大值；（Ci/Si）evr-单项污染指数平均值。

2 结果与分析

2.1 监测结果

2013年的监测结果表明，黄河陕西段渔业水质受到一定程度的污染，处于4级中度污染，综合污染指数为 3.87（表 2）。

表1 渔业环境质量评价标准Tab.1 The standard of the fishery environment quality evaluation

2.2 主要污染物

主要污染物为总氮、总磷和有机物时，水质富营养化严重,总氮超标范围100%，超标幅度444%；府谷、吴堡、洽川和汾河入黄口总磷超标，超标范围57.14%，超标幅度50%；汾河入黄口和渭河入黄口高锰酸盐指数超标，超标28.57%，超标幅度12.33%。

2.3 局部段面污染

局部段面受到氨氮和汞污染，但平均水平符合水质标准。汾河入黄口氨氮超标幅度199%，吴堡、洽川、龙门和汾河入黄口汞含量超过临界判定值，超标幅度为8%。

2.4 重金属污染

在分次监测中,个别段面有重金属砷、铜、锌超标现象。

砷：渭河入黄口6月份超标1次，超标100%。

铜：府谷、吴堡8月份，渭河入黄口6月检出超标，不符合限量要求。最大超标出现在6月渭河入黄口，超标220%。

锌：6月渭河入黄口、10月港口段检出超标，不符合限量要求。最大超标出现在6月渭河入黄口，超标240%。

2.5 污染的时空分布

平水期（4-5月）综合污染指数高，丰水期（8月）综合污染指标低[6]；黄河上游水质优于中游，中游优于下游，渭河优于汾河（图2）。污染较重的段面一个即汾河入黄口，水质综合污染指数为9.26，其余6个段面处于中度污染水平；污染局势为汾河入黄口 ＞港口段（4.67）＞渭河入黄口（4.08）＞洽川段（2.46）＞ 吴堡段（2.43）＞ 龙门段（2.16）＞ 府谷段（2.04）。

2.6 年度污染变化趋势比较

2013-2015年龙门、洽川、港口三个河段的水质综合污染指数依次为3.14、2.24和2.74（表3），表明黄河小北干流水环境质量处于4级中度污染，污染程度逐年下降，但2015年略有提高。

表2 2013年黄河陕西段水质监测数据评价Tab.2 The evaluation of water quality monitoring in Shaanxi section of the Yellow River in 2013

图2 黄河陕西段各段面水质综合污染评价Fig.2 The comprehensive pollution evaluation of water quality in Shaanxi section of the Yellow River

表3 龙门、洽川、港口段水环境监测数据Tab.3 The water environment monitoring data in the sections of Longmen,Hechuan,Port

3 讨论

黄河陕西段水环境质量受到一定程度污染，总体上呈4级中度污染水平。各段面分析来看，汾河入黄口属于5级较重污染段面[7]，其余6处为4级中度污染。上游水环境质量好于下游，渭河好于汾河，从年度变化上看,污染逐年下降。主要污染物为总氮、总磷和有机物[8];上游主要是铜污染，下游除铜污染外还受到汞、砷、锌的污染，黄河陕西全段未受到有机氯和有机磷的污染。

3.1 污染源分析

3.1.1 渭河污染源分析

渭河是关中唯一的纳污排泄通道，属于缺水型污染严重的河流，主要污染物为总磷、总氮和有机物及部分重金属。渭河平均每天向黄河潼关段排放500t左右的有机物，汛期高达2 000t，关中地区高锰酸盐排放占全省85%以上，主要来自纸制品、化学原料及化学制品等行业。这些重污染行业几乎全部集中在关中地区，企业数量多，排污量大；总磷、总氮主要来自化肥工业废水和农田施用化肥的退排水，化肥和农药施用氮、磷比例不合理造成。

3.1.2 汾河污染源分析

汾河主要污染物为总磷、总氮和有机物，工业污染源主要来自汾河两岸的铁厂、选矿厂、洗煤、焦化厂；农业污染源主要来自汾河两边农田、畜禽业的退水，以及过度农药使用和大量污染物未经处理直接排放所致。

3.2 建议

黄河陕西段污染的主要来源是汾河和渭河，引起下游相应河段污染加重，汾河带来的污染重于渭河，主要污染物是总氮和有机物[9-11]，均在汾河入黄口达到污染的最高值。因此，治理黄河干流首先要治理汾河，加大治理力度，需要政府、环保等相关部门协调。渭河近几年经过陕西省水利、环保等相关部门治理，效果已经显现[12]。其次，黄河干道污染还表现在水质普遍富营养化，主要来源是城镇生活污水、沿黄两岸农田、养殖退水以及降雨冲刷地表带来的污染。对超标的汞、砷、铜、锌部分重金属，应加强沿岸相关企业的管控，治理重金属污染。

［1］GB11607-89,渔业水质标准［S］.

［2］GB3838-2002,地表水环境质量标准［S］.

［3］邓兆仁,谢玲娣.大冶湖水体环境污染对渔业影响初步分析［J］.华中师范大学学报:自然科学版,1995,29（3）:387-390.

［4］陈燕,李欣阳,张建乐.秦皇岛近岸海域水质状况调查与评价［J］.河北渔业,2014,245（5）:15-21.

［5］NY/T5295-2015,无公害农产品,产地环境评价准则［S］.

［6］陈靖.基于GIS的渭河下游水质模拟及评价研究［D］.西安:西北大学,2009:1-71.

［7］盛夏.汾河水库水质富营养化评价与预测研究［D］.太原:山西大学,2013:1-74.

［8］田野,李畅游,赵胜男,等.基于模糊数学的黄河内蒙古段水环境质量评价［J］.水土保持通报,2016,36（5）:162-166.

［9］武玮,徐宗学,于松延.渭河流域水环境质量评价与分析［J］.北京师范大学学报:自然科学版,2013,42（2/3）:275-281.

［10］林启才,李怀恩.渭河入黄河段水污染成因分析与防治对策探讨［J］.干旱区资源与环境,2011,25（3）:166-170.

［11］于婕,李怀恩.西安市对渭河水质的影响分析［J］.环境科学,2013,34（5）:1700-1706.

［12］王雅琼.渭河流域水环境现状分析与研究［J］.价值工程,2014（1）:86-87.

Assessment of Water Quality in Shaanxi Section of the Yellow River by a Comprehensive Pollution Index Method

WANG Yi-chang,LI Rui-jiao,WEN Si-en,ZHANG Jun-yan,YU Bin
（Fisheries Research Institute of Shaanxi，Scientific Observing and Experimental Station of Fishery Resources and Environment the middle reaches of the Yellow River，the Ministry of Agriculture,Xi'an 710086,China）

The 22 indices of water quality were monthly monitored at seven sections in Shaanxi section of the Yellow River from 2013 to 2015,and the assessment of water quality was carried out.using a comprehensive pollution index.It was found that the water quality was under class 4,moderate pollution level,in the river in Shaanxi section,and that the river mouth of Fen River into the Yellow River was under class 5,heavier pollution（P=9.26）,the rest 6 sections being under class 4（2.04≤P≤4.67）,moderate pollution levels.The total nitrogen,total phosphorus and organic matter were found to be the main pollutants,and the partial sections were influenced by heavy metals including mercury,arsenic,copper,and zinc.However no organochlorine and organophosphorus pollution was observed in all river sections.In comparison with different sections in the same period,light pollution was in the downstream,and pollution condition was dropping year by year.

Shaanxi section of the Yellow River;comprehensive pollution index;water quality assessment

X824

A

1005-3832（2017）05-0047-04

2017-06-01

公益性行业（农业）科研专项（201303050-06）；水利科技计划（2014slkj-36）.

王益昌（1965-），男，高级工程师，从事渔业环境资源研究.E-mail:wyc1112@qq.com

李瑞娇.E-mail:1508667740@qq.com