鞍山市重要水质站水质分析与评价

李 雪

(辽宁省鞍山水文局，辽宁 鞍山 114032)

为优化水质监测站网，落实“水利工程补短板，水利行业强监管”的水利改革发展总基调，全面提升水质监测支撑水资源合理利用、优化配置和节约保护能力，国家设立了重要水质站，其监测信息反映了国家重要江河湖泊水资源质量基本情况，并为水利中心工作提供了重要支撑。水质是水文水资源的基本要素，所以对重要水质站的水质监测分析与评价更是必不可少。目前，对江河湖泊的水质评价方法有很多，其中水质标识指数法应用较为普遍[1]，因此，本文采用水质标识指数法对辽宁省鞍山市重要水质站进行评价，能够较好地反映水体的污染状况以及主要污染因子[2]。

1 概 述

辽宁省鞍山市的重要水质站有三岔河、文家街、张荒地大桥、岫岩、高家、海城。三岔河监测断面位于辽宁省海城市，是大辽河上的监测断面，属于农业用水区，根据《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)，其水质目标为Ⅳ类水。文家街监测断面位于辽宁省鞍山市岫岩满族自治县，是哨子河上的监测断面，起始断面是石湖水库出口，终止断面是入大洋河河口，属于哨子河石湖水库上游引用水源区以及农业用水区，其水质目标为Ⅱ类水。张荒地大桥监测断面位于鞍山市，属于辽河上的监测断面，起始断面是小徐家房子，终止断面是西沟稍子，属于辽河小徐家房子引用水源区以及农业用水区，其水质目标为Ⅲ类水。岫岩监测断面位于辽宁省鞍山市岫岩满族自治县，是大洋河上的监测断面，属于大洋河岫岩源头水保护区，其水质目标为Ⅱ类水。高家监测断面位于鞍山市台安县，是绕阳河上的监测断面，起始断面是金家，终止断面是王回窝堡，属于绕阳河金家农业用水区以及渔业用水区，其水质目标为Ⅲ类水。海城监测断面位于辽宁省海城市，是海城河上的监测断面，起始断面是红土岭水库出口，终止断面是东三台，属于农业用水区，其水质目标为Ⅳ类水。

2 监测方法与结果

随着连续流动分析技术的不断发展与完善，其在水质监测中的应用越来越广泛[3]。连续流动分析法具有大批量检测分析速率快、样品用量少、试剂耗量低、检出限低、检测效率高、检测体系封闭和环境友好等特点[4]。

本实验运用连续流动分析法对影响水质的主要指标高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)、总氮(TN)进行检测，三岔河、文家街、张荒地大桥、岫岩、高家、海城6个重要水质站2019—2020年汛期(丰水期7—9月)和非汛期(平水期10—11月和枯水期12月—次年2月)CODMn、NH3-N、TP和TN的检测数据见表1～表3。

表1 三岔河和文家街监测项目结果 单位：mg/L

表2 张荒地大桥和岫岩监测项目结果 单位：mg/L

表3 高家和海城监测项目结果 单位：mg/L

3 水质分析与评价

3.1 各监测断面水质单因子分析

单因子水质标识指数可以完整标识水质评价指标的类别、水质数据、功能区目标值等重要信息，既能定量地判别水体属于哪一类别水质，又能定性地分析不同水质指标在同一类别水质中的优劣[5]，还能反映河流中主要的污染因子。

单因子水质标识指数P由整数位、小数点、小数点后两位或三位有效数字组成[6]。可表示为

Pi=X1X2X3

式中：X1为第i个水质指标的水质类别；X2为监测数据在X1类水质变化区间中所处的位置;X3为水质类别与功能区划设定类别的比较结果。

X1X2的确定方法如下：

a.当水质介于Ⅰ类水和Ⅴ类水之间时，对于一般指标[6]：

式中：ai为第i个水质指标的实测浓度；a标上、a标下分别为第i项指标在a类水质标准区间的上限值和下限值；a=1、2、3、4、5，该值根据监测数据与国家标准比较确定。

b.当水质等于或劣于Ⅴ类水时，a=6，对于一般指标：

c.X3的确定方法为

X3=X1-f1

式中：f1为水环境功能区目标类别。

评价标准执行《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)，基本项目标准限值见表4。

表4 地表水环境质量标准基本项目标准限值 单位：mg/L

3.1.1 三岔河、文家街

三岔河监测断面和文家街监测断面监测指标单因子水质标识指数见表5。

从表5可以看出，三岔河监测断面CODMn和TP在丰水期、平水期和枯水期均能达到辽宁省水功能区水质目标Ⅳ类水标准，其中NH3-N在1月(枯水期)超过功能区标准1个水质等级，而TN在丰水期、平水期和枯水期均呈现不同程度的超标现象，并且枯水期TN超标现象较丰水期略重，与功能区标准相差5个水质等级。文家街监测断面CODMn、NH3-N和TP在丰水期、平水期和枯水期均能达到其水环境功能区水质目标Ⅱ类水标准，只有TN在丰水期、平水期和枯水期均呈现不同程度的超标现象，从数值上可以看出枯水期的TN超标现象更严重一些，与功能区标准相差5个水质等级。三岔河和文家街监测断面的主要污染因子均为TN，总体来说，丰水期的水质要好于枯水期的水质。

表5 三岔河和文家街单因子水质标识指数

3.1.2 张荒地大桥、岫岩

张荒地大桥监测断面和岫岩监测断面监测指标单因子水质标识指数见表6。

表6 张荒地大桥和岫岩单因子水质标识指数

张荒地大桥监测断面CODMn在丰水期、平水期和枯水期均能达到辽宁省水功能区水质目标Ⅲ类水标准，NH3-N在2月(枯水期)超过功能区标准2个水质等级，TP在9月(丰水期)超过功能区标准1个水质等级，TN在平水期和枯水期均与功能区标准差4～5个水质等级。岫岩监测断面CODMn、NH3-N和TP在丰水期、平水期和枯水期均能达到水环境功能区水质目标Ⅱ类水标准，TN在丰水期、平水期和枯水期的水质标识指数变化不大，基本上都与功能区标准相差4～5个水质等级。张荒地大桥和岫岩监测断面的主要污染因子均为TN。

3.1.3 高家、海城

高家监测断面和海城监测断面监测指标单因子水质标识指数见表7。

表7 高家和海城单因子水质标识指数

高家监测断面CODMn、NH3-N和TP在丰水期、平水期和枯水期均能达到辽宁省水功能区水质目标Ⅲ类水标准，TN浓度在9月(丰水期)最高，与功能区标准相差7个水质级别，之后平水期浓度明显下降，到枯水期达到功能区标准。海城监测断面CODMn、NH3-N和TP在丰水期、平水期和枯水期均能达到水环境功能区水质目标Ⅳ类水标准，TN浓度在7月、8月(丰水期)达到水环境功能区标准，之后浓度有所上升，平水期和枯水期的水质标识指数变化不大，与功能区标准相差2～3个水质等级。高家和海城监测断面的主要污染因子均为TN，总的来说水质相对较好。

3.2 水质综合评价

综合水质标识指数是由单因子水质标识指数的总和平均值、参与整体水质评价的水质指标中劣于功能区目标的指标个数及综合水质类别与功能区类别比较结果组成，其公式为

综合水质标识指数的级别判定见表8。

表8 综合水质级别判定[7]

由各个监测断面单因子水质标识指数计算得出综合水质标识指数，见表9。 6个监测断面丰水期、平水期和枯水期水质变化趋势见图1。

表9 综合水质标识指数

图1 6个监测断面水质变化趋势

由表9和图1可知，三岔河监测断面综合水质标识指数在丰水期、平水期和枯水期均能达到辽宁省水功能区水质目标Ⅳ类水标准，水质较好，但指标浓度TN不达标。文家街监测断面在8月(丰水期)综合水质为Ⅲ类水，与其功能区标准相差1个水质等级，平水期和枯水期均能达到其水环境功能区水质目标Ⅱ类水标准。张荒地大桥监测断面在丰水期和平水期水质较好，均能达到其水环境功能区水质目标Ⅲ类水标准，1月、2月(枯水期)综合水质为Ⅳ类水，与功能区标准相差1个水质等级。岫岩监测断面在丰水期和平水期综合水质均能达到其水环境功能区水质目标Ⅱ类水标准，1月(枯水期)与功能区标准相差1个水质等级。高家监测断面在9月(丰水期)综合水质标识指数最大，水质最差，与功能区标准相差1个水质等级，其他时期均能达到其水环境功能区水质目标Ⅲ类水标准。海城监测断面综合水质标识指数在丰水期、平水期和枯水期变化幅度较小，均能达到其水环境功能区水质目标Ⅳ类水标准，水质较好。

4 结 论

a.通过对各个监测断面的单因子水质标识指数进行分析，得出各个监测断面的主要污染因子均为TN。比较了丰水期、平水期和枯水期各项水质指标的达标情况，6个监测断面的CODMn、NH3-N和TP基本上能达标，只有TN存在超标现象。鞍山市是重工业城市，周边化工业、制造业、施肥农药等造成的点源和面源污染可能是造成TN超标的主要原因。

b.通过对各个监测断面的综合水质标识指数进行分析，可以得出丰水期、平水期和枯水期6个监测断面的综合水质均较好，只有文家街监测断面的8月(丰水期)、张荒地大桥的1月和2月(枯水期)、岫岩的1月(枯水期)和高家的9月(丰水期)综合水质与其功能区标准相差1个水质等级，其余均达标。