不同水质评价方法在浏阳河水质评价中的应用比较

彭小玉　周理程　毕军平　甘杰　梁菁

摘要：以浏阳河8个常规监测断面2016年监测水质数据为基础，运用单因子评价法、水污染指数法、综合水质标识指数法、综合污染指数法和内梅罗指数法5种评价方法对其水质进行了综合评价。结果表明：水污染指数法在浏阳河水质评价中具有较好的适用性，单因子评价法无法进行水质定量评价，综合污染指数法和内梅罗指数法无法进行水质类别的评价，综合水质标识指数法评价结果过于乐观。

关键词：单因子评价法;水污染指数法;综合水质标识指数法;综合污染指数法;内梅罗指数法;水质评价

中图分类号：X824 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（ 2020） 2-0106-03

1 引言

河流水质评价是水环境管理的基础性工作，采用科学合理的水质评价方法，才能准确地反映当前水体的水质状况和污染情况，从而为水污染治理及水环境管理等提供依据。一种水质评价方法要想被广泛推广应用，必须具备科学性、准确性、合理性、计算简单、便于掌握等特点。随着环境统计学的发展，近年来一些新的统计方法不断被尝试用于水质评价中，如模糊数学法、灰色评价法等，但这些方法计算过程复杂繁琐，可操作性较差[1]。目前，我国环保部门普遍采用的水质评价方法是单因子评价法和综合污染指數法，但这两种方法都有其局限性，单因子评价法能够给出水质类别，但无法定量反映水质变化;综合污染指数法能够将水质量化，但无法直观判断水质类别。

综合国内外研究，目前在河流水质评价方面尚无统一的、公认的评价模式。为此，以浏阳河8个常规监测断面为研究对象，采用单因子评价法、水污染指数法、综合水质标识指数法、综合污染指数法和内梅罗指数法5种评价方法，对浏阳河水质进行综合评价，分析评价结果，并对各评价方法的优缺点进行比较分析。

2 评价区域和数据来源

浏阳河是湘江下游东侧重要的一级支流，为长沙市境内最大的湘江支流，起源于湖南省浏阳市大围山镇浏河源村，流经浏阳市、长沙县、长沙雨花区、长沙芙蓉区和长沙开福区，全长223.6 km，流域面积4243.7 km2，其干流为沿岸居民生产生活重要用水水源。浏阳河干流沿程设有8个常规监测断面，分别为黄花洞、浏阳三水厂、韩家港、金牌村、石桥、榔梨、黑石渡和三角洲，评价所采用的数据为8个监测断面2016年1～12月的月平均监测数据。综合分析全年监测数据，浏阳河水质主要受有机类和营养盐类污染的影响，故本次评价参与指标选定为高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮和总磷等5项指标。

3 评价方法

3.1 单因子评价法

单因子评价法是我国《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中规定的评价方法，即以水质最差的单项指标所属的类别来确定水体综合水质类别。其方法是用水体各监测指标的监测结果对照该指标的分类标准，确定该指标的水质类别，在所有参与评价指标的水质类别中选取水质类别最差的那个作为水体水质类别。

3.2 水污染指数法

水污染指数法基于单因子评价法的评价原则，依据水质类别与WPI值对应表（表1），应用内插方法计算出某一断面每个参与水质评价指标的WPI值，选取最高的WPI值作为该断面的WPI值[2-4]。

式（1）中，C（i）为第i个评价指标的监测浓度值，C，（i）为第i个评价指标所在类别标准的下限浓度值，Ch（i）为第i个评价指标所在类别标准的上限浓度值，WPli（i）为第i个评价指标所在类别标准下限浓度值所对应的指数值，WPIk（i）为第i个评价指标所在类别标准上限浓度值所对应的指数值，WPl（i）为第i个评

3.3 综合水质标识指数法

综合水质标识指数法是由徐祖信等人[5]于2005年在单因子水质标识指数法的基础上，提出的一种全新的综合水质评价方法。综合水质标识指数总体上包括两部分[6]：一是综合水质指数X1和X2，由计算获得;二是标识码X3和X4，在求得综合水质指数的基础上，通过判断获得，其结构为：

式（3）中，X1为水体总体的水质类别;X2为水质在X1类水质变化区间内所处位置，从而实现在同类水质中进行优劣比较;X3为参与水质评价的评价因子中，劣于水环境功能区目标的单项指标个数;X4为水质类别与水体功能区类别的比较结果。

综合水质标识指数的核心是X1和X2的计算，即根据监测数据确定水体的综合水质类别，并确定水质在该类别变化区间中的位置[7，8]。

3.4 综合污染指数法

综合污染指数法是对各污染指标的相对污染指数进行统计，从而得出代表水体污染程度的数值。该方法用以确定污染程度和主要污染物，并对水污染状况进行综合判断。在一般情况下综合污染指数评价方法的应用，是假设各参与评价因子对水质的贡献基本相同，采用各评价因子标准指数加和的算术平均值进行计算[9]。

3.5 内梅罗指数法

内梅罗指数由美国叙拉古大学内梅罗（N.L.Nemerow）教授于1974年在其所著的《河流污染科学分析》一书中提出的一种水污染指数，是一种兼顾极值或称突出最大值的计权型多因子环境质量指数[11，12]。

4 结果与讨论

应用单因子评价法、水污染指数法、综合水质标识指数法、综合污染指数法和内梅罗指数法5种评价方法对浏阳河水域8个常规监测断面水质进行评价，评价结果见表2。

4.1 水质类别评价

由表2可以看出，单因子评价法和水污染指数法的水质类别评价结果完全相同。上游黄花洞和浏阳三水厂断面水质分别为I类和Ⅱ类，水质为优;中游断面韩家港、金牌村、石桥和榔梨断面水质均为Ⅲ类，水质为良好;下游断面黑石渡和三角洲断面水质分别为Ⅳ类和V类，水质受到不同程度的污染，主要是由于浏阳河长沙城区段生活污水直接排人和污水处理厂尾水排入导致清污比例失调引起的[13]。

综合水质标识指数法的水质类别评价结果较单因子评价法和水污染指数法评价结果过于乐观，上游黄花洞和浏阳三水厂断面水质均为I类，水质为优;中游断面韩家港、金牌村、石桥和榔梨断面水质均为Ⅱ类，水质为优;下游断面黑石渡和三角洲断面水质均为Ⅲ类，水质为良好。

4.2 水质定量评价

除单因子评价法外，水污染指数法、综合水质标识指数法、综合污染指数法和内梅罗指数法均能对水质进行定量评价，其评价结果见表2和图1。

由图1可以看出，水污染指数法、综合水质标识指数法、综合污染指数法和内梅罗指数法的评价结果基本一致，浏阳河上游断面黄花洞水质较好，沿程水质由上而下呈逐步变差趋势，下游黑石渡和三角洲断面水质最差。

4.3 五种评价方法的综合比较

单因子评价法是我国《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中规定的评价方法，也是目前我国环保部门普遍采用的水质评价方法，缺点在于只能对水质进行定性判断，无法对水质类别相同的水体进行优劣比较。

水污染指数法延续了单因子评价法以污染最严重的指标作为判断水质类别的思想，在此基础上将水质状况进行量化，评价结果与历史结果相比有其延续性和可比性。根据量化结果，不仅能直观的判断水质类别，还能对不同时段不同水体、水质类别相同的水体等进行优劣比较，同时该方法计算方法简单、可操作性强，具有较强的应用和推广价值。

综合水质标识指数法既能对河流水质进行定性评价，也能将评价结果量化，对不同水体间的水质优劣进行比较。但在浏阳河水域水质评价中，综合水质标识指数法评价结果明显优于其他方法，与国家现行标准规定的水质类别评价方法评价结果不一致，致使其评价结果与历史结果无可比性，适用性较差。

综合污染指数法和内梅罗指数法在目前水质评价中常与单因子评价法结合使用，但共同缺点在于无法进行水质类别的判定。

5 结论

（1）对浏阳河水质进行水质类别评价时，单因子评价法和水污染指数法的评价结果完全相同，综合水质标识指数法的评价结果较前两者过于乐观。

（2）对浏阳河水质进行水质定量评价时，除单因子评价法外，水污染指数法、综合水质标识指数法、综合污染指数法和内梅罗指数法均能对水质进行定量评价，且4种方法的评价结果基本一致。

（3）水污染指数法在浏阳河水质评价中具有较好的适用性，该方法既延续了我国《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）规定的水质类别评价方法，使评价结果与历史结果相比有其延续性和可比性，同时又能将评价结果进行量化，从而对不同时段不同水体、水质类别相同的水体等进行优劣比较，且计算简单、可操作性强，有利于管理人员跨过繁杂的原始数据，快速掌握不同水体的污染程度，是水资源保护和管理工作中一项有力的工具。

参考文献：

[1]刘琰，郑丙辉，付青，等.水污染指数法在河流水质评价中的应用研究[J].中国环境监测，2013，29（3）：49—55.

[2]高紅杰，郑利杰，嵇晓燕，等.典型城市地表水质综合评价方法研究[Jl.中国环境监测，201 7，33（2）：55—60.

[3]张亚丽，周扬，程真，等，不同水质评价方法在丹江口流域水质评价中应用比较[J].中国环境监测，2015，31（3）：58-61.

[4]刘欢，吴金甲.水污染指数法在河流水质评价中应用分析[J].安徽农业科学，2014，42（21）：7164～7165.

[5]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.

[6]安乐生，赵全升，刘贯群，等.代表性水质评价方法的比较研究[J].中国环境监测，2010，26（5）：47-50，

[7]上海市环境保护局，上海市内陆河流及水系水质常规评价技术规范：试行[EB/OL].[2005 -08-02].http：//www.sepb. gov. cn/fa/cms/shhj/shhj 20 24/shhj 20 38/index. shtml#

[8]李茜，张建辉，林兰钰，等.水环境质量评价方法综述[J].现代农业科技，2011（19）：285—287，290.

[9]陆卫军，张涛，几种河流水质评价方法的比较分析[J].环境科学与管理，2009，34（6）：174-176.

[10]张小君，徐中民，宋晓谕，等.几种水环境质量评价方法在青海湖人湖河流中的应用[J].环境工程，201 3，31（1）：117 -121.

[11]徐彬，林灿尧，毛新伟.内梅罗水污染指数法在太湖水质评价中的适用性分析[J].水资源保护，2014，30（2）：38—40.

[12]解莹，李叙勇，王慧亮，等，滦河流域上游地区主要河流水污染特征及评价[J].环境科学学报，2012，32（3）：645-653.

[13]廖岳华，吴文晖，肖辰畅，等.城市生活污染对浏阳河长沙城区段水质的影响[J].中国环境监测，2014，30（4）：118-122。

作者简介：彭小玉（ 1984-），女，硕士，研究方向为环境监测及评价。