李伯森，王 兵

（1.遼寧省水文水資源勘測局鞍山分局，遼寧 鞍山 114002；2．遼寧省水文水資源勘測局鐵嶺分局，遼寧 鐵嶺 112000）

內(nèi)梅羅污染指數(shù)修正法評(píng)價(jià)岫巖縣地表水環(huán)境質(zhì)量

李伯森1，王 兵2

（1.遼寧省水文水資源勘測局鞍山分局，遼寧 鞍山 114002；2．遼寧省水文水資源勘測局鐵嶺分局，遼寧 鐵嶺 112000）

內(nèi)梅羅指數(shù)法是目前國內(nèi)外進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的常用方法之一。該法概念清晰、運(yùn)算過程簡單，按照河流不同功能分類評(píng)價(jià)，更能方便水功能區(qū)的科學(xué)管理，但未考慮毒性重金屬逐年累積對(duì)人類社會(huì)的影響。文中提出了修正的內(nèi)梅羅污染指數(shù)法，并應(yīng)用該法對(duì)岫巖縣的水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：修正法更能真實(shí)反映水體質(zhì)量現(xiàn)狀，

內(nèi)梅羅污染指數(shù)修正法；水環(huán)境質(zhì)量；評(píng)價(jià)結(jié)果

1 概 況

岫巖滿族自治縣地處遼寧省南部、遼東半島北部，地勢北高南低，平均海拔 79.6 m。距鞍山市區(qū) 130 km、沈陽市 240 km、丹東市 165 km，總面積 4 507 km2。縣內(nèi)轄 15個(gè)鎮(zhèn)、7 個(gè)鄉(xiāng)、2 個(gè)辦事處，總?cè)丝?52 萬。

岫巖境內(nèi)河流總長 882 km，流域面積 4 466 km2，有500 多條溪流，匯集成偏嶺河、哈達(dá)河、湯池河、雅河等 13條支流，13 條支流河又匯成大洋河和哨子河，兩大干流在哨子河鄉(xiāng)交匯后，組成大洋河水系出境流入黃海。

岫巖屬于北溫帶濕潤地區(qū)季風(fēng)氣候，多年平均氣溫7.4 ℃，多年平均降雨量 868.2 mm。岫巖縣水資源豐富，多年 平 均 地 表 水 資 源 量 18.86 億 m3， 折 合 徑 流 深 為 415.3 mm，是鞍山市平均水平的 1.55 倍。

2 地表水環(huán)境監(jiān)測

根據(jù)地表水環(huán)境現(xiàn)狀況及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水質(zhì)、水量的需求，岫巖縣共劃分為 35 個(gè)水功能區(qū)段，主要分為源頭水保護(hù)區(qū)、飲用水源區(qū)、漁業(yè)用水區(qū)和工業(yè)用水區(qū) 4 種類型。從 2012 年開始全面監(jiān)測 22 個(gè)水質(zhì)控制斷面，占總數(shù)量的 62.9%，監(jiān)測項(xiàng)目為水溫、pH 值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮、揮發(fā)酚、氰化物、汞、砷、銅、鋅、鉛、鎘、六價(jià)鉻、氟化物和糞大腸等參數(shù)。由于地屬山區(qū)性河流，大多數(shù)水體質(zhì)量較好。

3 內(nèi)梅羅污染指數(shù)

3.1 評(píng)價(jià)方法

1）公式原理。內(nèi)梅羅（N.L.Nemerow）指數(shù)法是目前國內(nèi)外進(jìn)行綜合指數(shù)評(píng)價(jià)的常用方法之一，該方法先計(jì)算各因子的分指數(shù)，然后求出分指數(shù)的平均值，再取最大分指數(shù)和平均值進(jìn)行計(jì)算，其基本計(jì)算公式為：

式中：PIj為第 j種水功能的內(nèi)梅羅水污染指數(shù)；ρj為第 i種污染 物的實(shí)測濃度，mg/L；sij為第 i 種污染物第 j 種水功能的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，mg/L；avej為第 j種水功能各因子分指數(shù)的平均值。

2）河流分類。根據(jù)岫巖縣河流水質(zhì)現(xiàn)狀，將水功能區(qū)劃成果與地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，按照水的功能分為4 種類型進(jìn)行評(píng)價(jià)：源頭水保護(hù)區(qū)，采用地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行評(píng)價(jià)；與人類接觸使用的飲用水源區(qū)，采用地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行評(píng)價(jià)；與人類間接接觸使用的漁業(yè)用水區(qū)，采用地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行評(píng)價(jià)；與人類不接觸使用的工業(yè)用水區(qū)，采用地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅳ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3）綜合水污染指數(shù)。先分別求出各種功能水的分指數(shù)，再按照加權(quán)疊加的方法求出總綜合污染指數(shù)?？傆?jì)算公式：

PI=W1PI1+W2PI2+W3PI3+W4PI4（2）

式中：W1，W2，W3，W4為水體 4 種用途的權(quán)重。

根據(jù)水資源水質(zhì)現(xiàn)狀，將第一類、第二類和第三類用途的權(quán)重各定義為 0.3，第四類定位 0.1，ΣWi=1.0。

當(dāng) PI＜1.0 時(shí)，水 質(zhì)處于清潔 水平；當(dāng) 1.0 ＜PI＜2.0 時(shí) ，水質(zhì)處于輕污染水平；當(dāng) PI＞2.0 時(shí)，水質(zhì)處于污染水平。計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 地表河流污染指數(shù)計(jì)算成果表

3.2 公式修正

文中公式的修正主要考慮重金屬污染因子的影響。內(nèi)梅羅指數(shù)是一種兼顧極值或突出最大值的計(jì)權(quán)型多因子質(zhì)量評(píng)價(jià)指數(shù)，但沒有考慮毒性重金屬對(duì)環(huán)境造成的嚴(yán)重危害。從環(huán)境污染角度說，河流中毒害性較強(qiáng)，不易降解的重金屬主要是指汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷。它們可通過食物鏈傳遞并富集起來，條件適宜時(shí)還能轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的有機(jī)化合物，嚴(yán)重威脅動(dòng)植物生長和人類社會(huì)的生產(chǎn)、生活，這一點(diǎn)通過國家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值的大小也可以體現(xiàn)出來，限值越低，其危害性越大。因此，此次評(píng)價(jià)加大了上述五種重金屬所占的比重分值，分 2種情況進(jìn)行說明：1）在上述 5 種重金屬均沒有超標(biāo)，即分指數(shù)小于等于 1 的情況下，其計(jì)算方法與原公式相同。2）當(dāng)分指數(shù)大于 1時(shí)，增加重金屬因子的比重值來突顯重金屬的危害性，即用 5種重金屬分指數(shù)累加值的平方與其他因子的分指數(shù)進(jìn)行累加，再除以總評(píng)價(jià)因子的數(shù)量 n。計(jì)算公式如下：

式中：bi為第 j種水功能中重金屬的監(jiān)測值，mg/L。

4 評(píng)價(jià)結(jié)果及分析

4.1 評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù) 2012 全年水質(zhì)監(jiān)測資料，計(jì)算各個(gè)水質(zhì)斷面的年度均值，利用內(nèi)梅羅污染指數(shù)法進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。計(jì)算結(jié)果見表 1和表 2。

表2 地表河流計(jì)算成果匯總表

4.2 結(jié)果分析

上述計(jì)算結(jié)果表明：源頭水保護(hù)區(qū)、漁業(yè)用水區(qū)和工業(yè)用水區(qū)的 PI值小于 1.0，水質(zhì)處于清潔水平；飲用水源區(qū)原公式計(jì)算為水質(zhì)處于輕污染、接近污染的水平，修正后的公式計(jì)算位水質(zhì)處于污染水平?？偩C合污染指數(shù)原公式計(jì)算結(jié)果為 0.97，水質(zhì)處于清潔、接近輕污染的水平，修正后的公式計(jì)算結(jié)果 1.08，水質(zhì)處于輕污染水平。因此，采用修正后的公式計(jì)算，總綜合污染指數(shù)更能清晰地反映出當(dāng)?shù)睾恿魉|(zhì)的實(shí)際現(xiàn)狀。

5 結(jié) 語

內(nèi)梅羅污染指數(shù)法物理概念清晰、運(yùn)算過程簡單，在一定程度上既克服了一般評(píng)價(jià)方法的片面性，又克服了多種因子對(duì)水體質(zhì)量的影響，很適合定量分析河段水體質(zhì)量變化過程。此外，該法屬于確定性的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，評(píng)價(jià)結(jié)果不但能真實(shí)反映飲用、漁業(yè)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等多種水資源用途，還能進(jìn)行總體綜合污染水平的分析判斷，更能方便目前水功能區(qū)的科學(xué)評(píng)價(jià)和管理。因此，使用修正后的方法評(píng)價(jià)某一區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量，更能真實(shí)反映水體質(zhì)量現(xiàn)狀，該方法是可行和可靠的。

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