乡镇饮用水源地主要超标项目变化趋势分析

向亚芳

（云阳县生态环境监测站 重庆 404500）

引言

饮用水源是饮水安全保障中的一个重要环节，水质问题直接关系到人类的身体健康，成为国际国内社会高度关注的公共卫生问题之一[1]。中国的城市供水水源地水质问题突出，居民饮水安全受到影响。饮用水是各种疾病、传染病传播的重要途径，发展中国家80%的疾病和30%死亡的是由不安全的饮用水引起[2]。因此，水源地水质安全事关千家万户的身体健康，开展重庆市云阳县辖区乡镇集中式饮用水水源地超标项目的变化趋势分析可以为环境管理者提供决策依据，为改善辖区乡镇集中式饮用水水源地水质综合达标治理提供技术支撑。

1 云阳县乡镇集中式饮用水水源地现状

云阳县有42 个乡镇、街道，饮用水主要是以地表水水源地为主。2020 年饮用水源地共60 个，其中城市集中式饮用水水源地2 个，乡镇集中式饮用水水源地58 个（其中供水人口在10000 人或日供水在1000 吨以上“万人千吨”集中式饮用水水源地6 个）。河流型饮用水水源地15 个，湖库型饮用水水源地45 个。

“万人千吨”集中式饮用水水源地每季度首月月初现场采样监测1 次，其余52 个乡镇集中式饮用水水源地半年（5 月、10 月）监测各1 次，监测项目均为《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中表1 和表2 的共29 项指标。

表1 秩相关系数rs的临界值Wp

超标项目确定方法采用单因子评价法，河流型和湖库型乡镇集中式饮用水水源地超标项目确定标准均采用《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）的Ⅲ类标准限值评价。

本文利用2020 年云阳县生态环境监测站对云阳县辖区58 个乡镇集中式饮用水水源地监测数据分析评价结果，超标乡镇集中式饮用水水源地为凤鸣镇和平水库、人和街道桂花水库、盘龙街道大河沟水库、红狮镇九道水库等4 个水库型水源地，超标项目主要为高锰酸盐指数、化学需氧量、总磷、硫酸盐。对4 个超标水源地主要污染物运用秩相关系数统计分析近5 年的变化趋势，同时多角度分析引起水质变化的主要原因，为水质达标综合治理方案和管理方法提供参考依据。

因环境监测结果会受多方面因素影响，很难利用某一两次的监测结果判断整个污染物变化趋势。因此必须利用统计学原理检验污染变化趋势的定量分析[3]。

2 秩相关系数法

常用Spearman 秩相关系数法分析行变化趋势。该方法要求举足够数据，一般至少应采用四个期间的数据。具体方法是：给出时间周期Y1……Yn，和其相应数值C（即月均值、季均值、季均值或年均值C1……Cn），将C 从大到小排列好。

秩相关系数的计算公式如下：

式中：di—变量Xi和变量Yi的差值；

Xi—周期1 到N 按数值从小到大排列序号；

Yi—按时间顺序排列的序号。

将秩相关系数rs的绝对值同spearman 秩相关系数统计表中的临界值Wp进行比较。当|rs|≥Wp则表明变化趋势有显著意义：如果rs是负值，则表明变化呈下降趋势或好转趋势；如果rs为正值，则表明变化呈上升趋势或加重趋势；当|rs|

3 评价参数与断面选择

根据表2 的2020 年云阳县乡镇饮用水源地项目超标倍数统计表，对超标水源地及导致其超标的项目进行分析，分析该项目近5 年的变化趋势。

表2 2020年乡镇饮用水源地项目超标倍数统计表

由于和平水库和桂花水库为“万人千吨”乡镇集中式饮用水源地，每季度监测1 次，因此在本文中取年均值参与计算[5]。

4 校验

4.1 和平水库

2016-2020 年按时间顺序依次排列为Yi，2016-2020 年分别对应的CODMn、CODCr和总磷年均值从低到高依次排列为Xi。和平水库2016-2020 年CODMn、CODCr和总磷年均值分析见表3。

表3 和平水库CODMn、CODCr、总磷年均值分析

将表3 中CODMn的数值带入（1）式得rs=0.7，查表1 得N=5 时显著性水平0.05 对应Wp=0.9，表明2016-2020 年和平水库CODMn浓度在0.05 的可信度水平上上升趋势不显著。

将表3 中CODCr的数值带入（1）式得rs=0.6，查表1 得N=5 时显著性水平0.05 对应Wp=0.9，表明和平水库2016-2020 年CODCr浓度呈上升趋势不显著。

将表3 中总磷的数值带入（1）式得rs=0.9，查表1得N=5 时显著性水平0.05 对应Wp=0.9，表明和平水库2016-2020 年总磷浓度呈上升趋势显著。

4.2 桂花水库

2016-2020 年按时间顺序依次排列为Yi，2016-2020 年分别对应的CODMn、CODCr和总磷年均值从低到高依次排列为Xi。桂花水库2016-2020 年CODMn、CODCr和总磷年均值分析见表4。

表4 桂花水库CODMn、CODCr、总磷年均值分析

将表4 中CODMn数值带入（1）式得rs=1.0，查表1得N=5 时显著性水平0.05 对应Wp=0.9，表明2016-2020 年桂花水库CODMn浓度在0.05 的可信度水平上上升趋势显著。

将表4 中CODCr数值带入（1）式得rs=0.10，查表1 得N=5 时显著性水平0.05 对应Wp=0.9，表明桂花水库2016-2020 年CODCr浓度呈上升趋势不显著。

将表4 中总磷数值带入（1）式得rs=0.50，查表1得N=5 时显著性水平0.05 对应Wp=0.9，表明桂花水库2016-2020 年总磷浓度呈上升趋势不显著。

4.3 大河沟水库和九道水库

2016-2020 年按时间顺序依次排列为Yi，2016-2020 年分别对应的总磷、硫酸盐年均值从低到高依次排列为Xi。2016-2020 年大河沟水库总磷和九道水库硫酸盐年均值分析情况见表5。

表5 大河沟水库总磷和九道水库硫酸盐年均值分析

将表5 中大河沟水库的数值带入（1）式得rs=0.3，查表1 得N=5 时显著性水平0.05 对应Wp=0.9，表明大河沟水库2016-2020 年总磷浓度呈上升趋势不显著。

将表5 中九道水库的数值带入（1）式得rs=0.8，查表1 得N=5 时显著性水平0.05 对应Wp=0.9，表明九道水库2016-2020 年硫酸盐浓度呈上升趋势不显著。

表6 乡镇饮用水源地主要超标项目秩相关系数分析

5 趋势分析

根据上述4 个断面的结果分析可知，和平水库的总磷和桂花水库的高锰酸盐指数浓度变化呈显著上升趋势，其余断面的其他指标浓度变化均呈不显著上升趋势。

6 原因分析与建议

6.1 原因分析

辖区4 个超标饮用水水源地均为湖库型，因此湖库型乡镇集中式饮用水水源地整体情况不容乐观，超标严重因子主要为总磷。超标原因分析主要有：

一是因为《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中湖库型总磷的标准限值比河流型低0.15mg/L，河流型标准值0.2mg/L，湖库型0.05mg/L，因此湖库型水源地很容易超标。

二是从污染物来源和污染物输入情况看，主要是由于农业面源输入为主，畜禽养殖污染、保护区内居民生活污水和生活垃圾直排等为辅，各乡镇应指导保护区内农户农业生产过程中使用生物肥、低毒生物农药，以减少对饮用水水源地的污染。

三是部分乡镇饮用水源地是死水不流动，自净能力弱，污染物逐年累积，部分指标上升趋势显著，上游分布着大量农田，化肥、农药随地表径流进入湖库。

四是保护区内部分农户的生活陋习将生活污水、粪便直接倾倒。

五是畜禽养殖散养户将畜禽排泄物未有效利用而直接排入水体。

六是在春秋季节，因气温适宜，易导致藻类大量生长，从而爆发水华现象导致湖库富营养化严重。

6.2 建议

（1）加强现有饮用水源地保护力度。结合饮用水源调查结果开展饮用水源保护工作，加强日常监测和巡查，规范界碑设置和保护区划分，对达不到要求的实施限期整改，确保群众饮水安全。特别是加强农村饮水保护，对长期不能达标，治理难度又大的乡镇采取更换饮用水源地的措施。对以水库为饮用水源地的乡镇，应进一步加强水源保护，尤其是禁止肥水养鱼。

（2）加快污水处理及配套设施的完善，提高农村生活污水收集率和处理率。针对农村场镇布局、地形地势及居民房屋结构，完善二、三级污水支管及入户管道的建设，做到污水应收尽收，将生活污水全部纳入污水管网，提高污水收集率。

加快污水处理厂的设备安装和调试，加大对污水处理厂工作人员的技能培训及职业道德教育，同时，生态环境部门应强化对污水处理厂的环境监督管理，确保污水处理厂稳定运行，污染物达标排放，减少对地表水环境的污染负荷。对城镇污水管网未覆盖的区域，修建污水净化沼气池，加强农村生活污水无动力处理系统建设。

（3）推进化肥农药使用减量化。制定化肥农药减量化工作方案，推广有机肥替代化肥，实施测土配方施肥，强化病虫害统防统治和绿色防控。

（4）加强畜禽养殖污染治理。严禁在禁养区内从事畜禽养殖等污染水体的行为。新、改、扩建畜禽养殖场（小区）应完善雨污分流、粪便污水资源化利用设施。

结语

（1）用秩相关系数法分析近5 年超标水源地水质的变化趋势，结果表明和平水库、桂湾水库的高锰酸盐指数、化学需氧量和总磷均有不同程度的上升；大河沟水库的总磷浓度呈上升趋势；九道水库的硫酸盐浓度上升趋势不显著。（2）根据超标水源地超标因子的趋势分析，结合当地实际情况，分析水源地超标的原因和提出相应合理的整治建议，为后续开展水库型水源地整治提供参考依据。