扬州城市饮用水水源地的水质安全评价研究

朱美军，柳冬梅，吉秀芹，王 晶

（江海职业技术学院，江苏 扬州 225101）

水是生命之源，随着经济社会发展、人口增长和城市化进程加快，人们对饮用水安全保障提出了更高的要求。本文以扬州市域范围内10 个县级以上集中式城市饮用水水源地为研究对象，通过官方监测数据分析和现场实际取样监测，采用单因子指数法和内梅罗综合指数法，对照国家相关标准，采用层次分析法（AHP），从理化指标层面出发，构建了水质类别、一般污染状况、非一般污染状况和富营养化状况四类评价指标，对水质进行分析，然后根据分析结果评价水源地水质是否存在风险隐患。

1 评价方法简介

1.1 单因子指数法

采用单因子指数法进行水质评价时，要遵循“从劣不从优”的原则，以最大污染因子的指数确定水体类别，若水体超标，应指出该因子的超标倍数。单因子指数法的计算公式为：

式中：P为参评因子的水质指数；c为参评因子的最大实测值；c为参评因子的标准值。

pH 和溶解氧采用其特定公式计算，这里不再赘述。

1.2 内梅罗综合指数法

采用内梅罗综合指数法进行水质评价时，其兼顾了参评因子极大值和所有参评因子的平均值。内梅罗综合指数法的计算公式为：

∈（0，1]，水体非常清洁；∈（1，2]，水体清洁；∈（2，3]，水体轻度污染；∈（3，]，水体中度污染；∈（4，5]，水体重度污染。

2 水质安全评价

2.1 水源地情况简介

本文所述扬州市10 个集中式饮用水水源地皆为县级以上城市饮用水水源地，其水质考核标准均为《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）的Ⅲ类水质标准，其水源地具体情况如表1 所示。

表1 10 个集中式饮用水水源地基本情况

2.2 水质安全评价指标确定

结合扬州市水源地周围环境特点，依据《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）及《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2006），按照层次分析法（AHP）选取水质类别、一般污染状况、非一般污染状况和营养化状况四类评价指标，构建水质安全评价体系，如图1 所示。

图1 采用AHP 构建水源地水质安全评价体系

2.3 水质评价指标阈值确定

本文的评价指标以《地表水环境质量标准》 （GB 3838—2002）的Ⅲ类水质标准为基础，划分污染等级。上述COD等一般污染指标采用式（2）进行水质指标数值计算，将计算所得内梅罗综合指数值按表2 换算成100 分制；氟化物等非一般污染指标采用单因子指数法找出污染浓度最大的指标，将其浓度值按表2 换算成100 分制，将富营养化指标监测结果按表3 换算成100 分制。

表2 要素层分值对应的水质安全级别

表3 富营养化控制评价标准

2.4 水质安全评价权重赋予

饮用水水源水质类别直接反映了水源水质安全状况，其在水质安全体系中的比重最大；非一般污染评价是基于水体中有毒有害物质进入人体后对健康的危害风险，与水质类别同等重要；一般污染表征水质出现污染情况的可能性，富营养化影响水质感官，二者对人体健康的伤害较小，故赋予的权重略低，具体情况如表4 所示。

表4 要素层评价指标赋予的权重系数

2.5 水质安全评价

本文水质评价指标数据来源于扬州市生态环境局的水环境质量月报（2020年1-12月）和部分现场调查取水样监测。10 个水源地的非一般污染指标砷、汞、挥发酚等基本没有检出，默认其浓度值均小于1.0×10，百分制分值为0 ～20，其他指标硫酸盐、氯化物、硝酸盐、铁、锰或为痕量，或未检出，故用内梅罗综合指数法计算监测因子平均值时，将上述几个监测因子排除，只计算表5 中的8 个评价指标。表5 中指标采用算术平均值将12 个月监测月均值折算成年均值，然后采用式（1）按照《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）的Ⅲ类水质标准算出指标的单因子指数P，对照上述标准，再利用式（2）计算其内梅罗综合指数值，对照表2，利用线性内插法算出富营养化分值，具体情况如表5 所示。

表5 2020年10 个水源地水质指标情况

其中，水源地1 为Ⅱ类，=0.49，富营养化分值为42；水源地2 为Ⅱ类，=0.56，富营养化分值为45；水源地3 为Ⅱ类，=0.51，富营养化分值为38；水源地4 为Ⅱ类，=0.49，富营养化分值为36；水源地5 为Ⅱ类，=0.58，富营养化分值为48；水源地6 为Ⅲ类，=1.04，富营养化分值为55；水源地7为Ⅲ类，=1.28，富营养化分值为51；水源地8 为Ⅲ类，=0.91，富营养化分值为47；水源地9 为Ⅲ类，=0.98，富营养化分值为46；水源地10 为Ⅱ类，=0.57，富营养化分值为47。

根据不同水源地的内梅罗综合指数值，可算出扬州市10 个饮用水水源地的一般污染分值，根据表4 要素层评价指标赋予的权重系数，可算出每个饮用水水源地的水质评价总分数，具体情况如表6 所示。

根据表6 可知每个饮用水水源地水质的最终得分，对照表7 可知，2020年全年，扬州市10 个城市饮用水水源地水质达到Ⅲ类水质标准的比例为100%。其中，除了高邮湖马棚湾应急水源地外，其余9 个的水质均为Ⅲ类标准的“非常清洁”或“清洁”级别，水质优良。经调查，马棚湾取水口位于高邮市马棚镇，由于历史遗留的围网养殖和湖滩畜禽养殖问题，该水源地水质全年连续九个月出现总磷超标，超标倍数介于0.15 ～1.80，无法保证水质达到“清洁”要求。另外，宝应县里运河城区水源地和高邮市里运河清水潭水源地的水质也临近轻微污染的边界，二者也是总磷临界超标。

表6 2020年10 个水源地水质指标得分情况

表7 水源地水质安全评价

（续表5）

3 结论

本文以扬州市10 个城市饮用水水源地的水质为研究对象，采用层次分析法构建了水质类别、一般污染状况、非一般污染状况和富营养化状况四类评价指标，运用单因子指数法和内梅罗综合指数法进行评价，根据这四类评价指标对人体健康的影响赋予权重系数，结合最终结果对水质安全进行分析与评价。结果表明，2020年全年，扬州市10 个城市饮用水水源地水质达到Ⅲ类水质标准的比例为100%，但是高邮湖马棚湾应急水源地、宝应县里运河城区水源地和高邮市里运河清水潭水源地均面临总磷临界超标，无法保证水质达到“清洁”要求。