陳雨艷，余　恒，向秋實，楊　坪

(四川省環(huán)境監(jiān)測總站，成都　610064)

· 水環(huán)境 ·

沱江流域水環(huán)境質(zhì)量分析

陳雨艷，余恒，向秋實，楊坪

(四川省環(huán)境監(jiān)測總站，成都610064)

根據(jù)沱江斷面水質(zhì)例行監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用內(nèi)梅羅污染指數(shù)法對沱江流域水質(zhì)進(jìn)行評價，闡述了沱江干流的水質(zhì)狀況及水質(zhì)沿程變化，分析了沱江流域水質(zhì)的時空分布情況，提出了流域水質(zhì)污染防治的建議。結(jié)果表明沱江干流水質(zhì)成都段水質(zhì)較差；沱江流域釜溪河等部分支流水質(zhì)差些；12個月份中2～5月水質(zhì)較差，7～9月份水質(zhì)較好。

沱江水質(zhì)；評價；內(nèi)梅羅污染指數(shù)法；趨勢

沱江是長江上游的一級支流[1]，發(fā)源于四川盆地的九頂山，流域面積為27860km2[2]，是四川省工業(yè)城市比較集中的河流，流經(jīng)了大量農(nóng)業(yè)區(qū)和居民住地，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，沱江水質(zhì)狀況不容樂觀，因此，客觀地評價沱江流域水質(zhì)的整體現(xiàn)狀對于沱江水資源保護(hù)和利用具有重要的意義，沱江流域水質(zhì)狀況有見報道，但均側(cè)重于某一段流域的水質(zhì)狀況[1,3]。

水質(zhì)評價方法包括單因子評價法，灰色關(guān)聯(lián)法[4]、模糊數(shù)學(xué)評價法[5]和內(nèi)梅羅污染指數(shù)法等。其中單因子評價法應(yīng)用最廣，但其無法判斷水質(zhì)的總體污染狀況[6]，內(nèi)梅羅污染指數(shù)法可總體反映水質(zhì)的污染程度，又能突出污染指數(shù)最大的污染物對水質(zhì)的作用，可用于同一水體在時間和空間上污染狀況的比較[7]，可彌補(bǔ)單因子評價法在這方面的不足，是常用的一種計算方法[8]。

利用水質(zhì)例行監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用內(nèi)梅羅污染指數(shù)法對沱江流域的水質(zhì)現(xiàn)狀進(jìn)行評價，并提出了流域水質(zhì)污染防治的建議，以期對沱江流域水資源利用保護(hù)提供科學(xué)的依據(jù)，使其有針對性的采用相應(yīng)措施的進(jìn)行水污染治理。

1　評價項目與方法

1.1評價項目

《環(huán)辦〔2011〕22號地表水環(huán)境質(zhì)量評價方法》(試行)》中規(guī)定水質(zhì)評價共包括21項，分別為pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、氨氮、石油類、揮發(fā)酚、汞、鉛、化學(xué)需氧量、總磷、銅、鋅、氟化物、硒、砷、鎘、6價鉻、總氰化物、陰離子表面活性劑和硫化物，根據(jù)數(shù)據(jù)的可獲性，評價項目為21個項目中除溶解氧之外的20個項目，溶解氧與一些其他項目在有一定關(guān)聯(lián)，評價項目可基本反映沱江干流水質(zhì)的大致情況。

評價數(shù)據(jù)采用例行監(jiān)測數(shù)據(jù)，斷面水質(zhì)每月監(jiān)測一次，采用年均值進(jìn)行評價。

1.2評價方法

1.2.1內(nèi)梅羅污染指數(shù)法

pH單項污染指數(shù)計算：

式中：Ci為第i項評價因子的實測值；Cio為第i項評價因子的標(biāo)準(zhǔn)值(地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3838-2002 Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)值)；Ii為第i項評價因子的單項污染指數(shù)；Lmax為地表水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的pH值上限值；Lmin為地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的pH值的下限值；Imax為評價因子污染指數(shù)的最大值；Iave為評價因子污染指數(shù)的平均值；P為內(nèi)梅羅污染指數(shù)。

1.2.2Spearman秩相關(guān)系數(shù)法

式中：di：變量Xi和變量Yi的差值；Xi：周期1到周期N按濃度值從小到大排列的序號；Yi：按時間排列的序號。

2　結(jié)果與分析

2.1沱江干流水質(zhì)變化

2.1.1水質(zhì)沿程變化

綿遠(yuǎn)河在金堂趙鎮(zhèn)及其附近與毗河、清白江、湔江及石亭江匯合，匯合后才正式稱之為沱江干流，之后穿過龍泉山金堂峽、經(jīng)簡陽、資陽、資中縣、內(nèi)江市、自貢和瀘州等地最后匯入長江。

采用內(nèi)梅羅污染指數(shù)法對沱江干流13個監(jiān)測斷面水質(zhì)進(jìn)行評價，其中三皇廟、五鳳鳴陽在成都金堂境內(nèi)；宏緣屬于簡陽市；拱城鋪渡口和幸福村在資陽境內(nèi)；銀山鎮(zhèn)和東興龍門鎮(zhèn)屬于內(nèi)江；腳仙村、釜沱口前、李家灣和懷德渡口在自貢境內(nèi)，大磨子和沱江一橋?qū)儆跒o州，水質(zhì)評價結(jié)果見圖1，可見，水質(zhì)情況大致可分為4個階段，三皇廟到幸福村，內(nèi)梅羅污染指數(shù)(下文簡稱P)逐漸下降，水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)；幸福村到懷德渡口水質(zhì)趨于平穩(wěn)，水質(zhì)較好；懷德渡口到大磨子P值有所升高，水質(zhì)有所下降；沱江一橋和大磨子相比，P值略微下降。

圖1　沱江干流監(jiān)測斷面內(nèi)梅羅綜合評價結(jié)果Fig.1　Evaluation results of monitoring sections in Tuojiang River mainstream with nemorow comprehensive index

三皇廟是成都的控制斷面，也是沱江干流的第一個監(jiān)測斷面，其P值最高，超標(biāo)因子為氨氮和總磷，超標(biāo)倍數(shù)均未超過1；五鳳鳴陽是成都的出境斷面，與三皇廟相比，P值有所降低，為0.84，總磷濃度有所下降，但仍為超標(biāo)因子。宏緣是資陽的入境斷面，P值已降到0.76，氨氮和總磷略微超標(biāo)，超標(biāo)倍數(shù)未超過0.1；拱城鋪渡口是資陽的控制斷面，幸福村為資陽的出境斷面，其P值進(jìn)一步降低，分別為0.62和0.58，可見，沱江進(jìn)入資陽后，水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)，這可能與水質(zhì)的自凈化有關(guān)，水在流動的過程中，污染物會發(fā)生氧化、還原等化學(xué)反應(yīng)，污染物也會發(fā)生擴(kuò)散和沉淀等，污染物濃度有所降低。幸福村到李家灣水質(zhì)比較平穩(wěn)，P值均在0.58～0.66范圍內(nèi)，其中銀山鎮(zhèn)是內(nèi)江的控制斷面，龍門鎮(zhèn)是內(nèi)江的出境斷面，腳仙村為自貢的入境斷面，懷德渡口為自貢的出境斷面，可見，沱江干流在內(nèi)江和自貢境內(nèi)水質(zhì)比較平穩(wěn)，未發(fā)生明顯變化。大磨子是瀘州的入境斷面，與懷德渡口相比，P值明顯升高，總磷略微超標(biāo)；沱江一橋與大磨子相比，P值略有下降，為0.75，總磷仍略有超標(biāo)，超標(biāo)倍數(shù)未超過0.1。

總體來說，沱江干流8個斷面P值小于0.70，占61.5%。沱江干流在成都境內(nèi)的水質(zhì)相對較差，進(jìn)入資陽后P值有所下降，在內(nèi)江和自貢境內(nèi)水質(zhì)平穩(wěn)，進(jìn)入瀘州境內(nèi)，水質(zhì)的P值有所升高。超標(biāo)因子多為總磷，雖超標(biāo)倍數(shù)均未超過1，仍需引起相關(guān)部門重視。

2.1.2水質(zhì)變化趨勢

沱江干流水質(zhì)變化趨勢采用Spearman秩相關(guān)系數(shù)法進(jìn)行分析。計算沱江干流12個斷面2009年～2013年度水質(zhì)的內(nèi)梅羅污染指數(shù)，計算其秩相關(guān)系數(shù)，結(jié)果見圖2。顯著水平為0.05時，Wp為0.900(n=5)，當(dāng)|rS| >Wp時，水質(zhì)變化趨勢有顯著意義。當(dāng)|rS| >Wp，且rS<0，說明P值呈明顯下降趨勢，水質(zhì)變好；當(dāng)|rS| >Wp，且rS>0，P值呈明顯上升趨勢，水質(zhì)變差有顯著意義。評價的12個斷面|rS|≤0.9，水質(zhì)變化均沒有顯著意義，但東興龍門鎮(zhèn)和腳仙村的rS=0.9，水質(zhì)有變好趨勢，但變化不顯著。

2.2沱江流域水質(zhì)時空分布

2.2.1空間分布情況

2013年，采用內(nèi)梅羅污染指數(shù)法對沱江36個監(jiān)測斷面水質(zhì)進(jìn)行評價，評價結(jié)果見圖3。內(nèi)梅羅污染指數(shù)(以下簡稱“P”)值<0.75的共有15個斷面，占總數(shù)的43%，采用單因子污染指數(shù)法對水質(zhì)進(jìn)行評價，得到的水質(zhì)類別為Ⅲ類或優(yōu)于Ⅲ類。P值>0.90的共有14個斷面，占總數(shù)的40%，其水質(zhì)類別(單因子評價法)均劣于Ⅲ類，分別為IV類、V類或劣V類。

圖2　Spearman秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計Fig.2　Spearman rank correlation coefficient

青白江的三邑大橋、北河的201醫(yī)院、絳溪河的愛民橋、陽化河的巷子口以及球溪河上的北斗、法輪河口和球溪河河口斷面P值均小于0.80，水質(zhì)類別均為Ⅲ類。北河的清江斷面水質(zhì)P值為0.87，超標(biāo)因子為總磷；綿遠(yuǎn)河的八角P值為0.90；瀨溪河的天竺寺大橋和胡市大橋P值分別為0.93和1.12，水質(zhì)類別為IV類，其中化學(xué)需氧量是主要污染因子，胡市大橋P值變高，可能是由于在天竺寺大橋下游有九曲河河水匯入且九曲河河水較差的緣故。鴨子河的三川、石亭江的雙江橋和中河的清江橋P值在1.20～1.60之間，總磷均是超標(biāo)因子，清江橋的氨氮也略有超標(biāo)，需引起重視。毗河的毗河二橋、中河的清江大橋、釜溪河的雙河口以及九曲河上的九曲河大橋P值較高，均在1.60～2.23之間，水質(zhì)類別為劣V類，四個斷面最大超標(biāo)因子均為氨氮，清江大橋、毗河二橋和雙河口的總磷也超標(biāo)，雙河口的氟化物也超標(biāo)。威遠(yuǎn)河的廖家堰上和廖家堰P值分別為2.93和3.82，氨氮、總磷為主要超標(biāo)因子，廖家堰上的化學(xué)需氧量和廖家堰的高錳酸鹽指數(shù)也略有超標(biāo)。釜溪河的水質(zhì)最差，P值最高，鄧關(guān)和碳研所的P值分別達(dá)到了4.49和6.42，氨氮為最大超標(biāo)因子，超標(biāo)因子還包括高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、總磷等常規(guī)因子。沱江干流三皇廟的P值最大，為0.96，氨氮和總磷為超標(biāo)因子，超標(biāo)倍數(shù)未超過1；五鳳鳴陽、宏緣、大磨子和沱江一橋P值在0.76～0.83，總磷是超標(biāo)因子；宏緣斷面氨氮略微超標(biāo)，其他斷面P值均在0.33～0.59之間?？梢?，沱江流域超標(biāo)因子多集中在總磷，氨氮和高錳酸鹽指數(shù)等常規(guī)因子，相對來說，支流水質(zhì)較差，這可能是由于支流水流量小，流動性差，且自凈能力弱；尤其是一些流經(jīng)村鎮(zhèn)的小河流，污水收集系統(tǒng)尚未覆蓋，生活污水和廢水直接排入水中；造成水質(zhì)較差。

圖3　沱江斷面水質(zhì)內(nèi)梅羅污染指數(shù)評價結(jié)果Fig.3　The results of comprehensive pollution index of water quality of Tuojiang river by Nemerow pollution index

2.2.2水質(zhì)月季變化

計算2013年沱江流域36個斷面水質(zhì)的P值，將其劃為5個范圍，不同P值范圍內(nèi)的斷面數(shù)所占比例見圖4。7～10月份，P值在0～0.80范圍內(nèi)的斷面數(shù)最多，達(dá)到了65%以上，特別是8月和9月，比例達(dá)到了69%；2月份比例最少，僅占46%。P值在0～1.60范圍內(nèi)斷面數(shù)最多的是8～9月份，達(dá)到了89%以上；比例較小的是2～4月份，特別是2月份，占63%。3≤p的斷面數(shù)2～5月份較多，所占比例均大于14%；10月份和2月份較少，為2.9%，7～9月份最少，所有斷面的P值均小于3。總體來說，7～9月份水質(zhì)較好 ，2～5月份水質(zhì)較差；7～8月份降雨量大，對污染物起稀釋作用，9月份降雨量雖相對減少，但水土流失造成土壤中的有機(jī)污染物進(jìn)入水中也隨之減少，水質(zhì)也較好；2～5月份降雨量少，且是農(nóng)灌季節(jié)，水量小，污染物濃度隨之相對高些。

圖4　不同月份斷面數(shù)(不同P值范圍)所占比例Fig.4　Percentages of the water quality at sections in different months of nemerow index

2.3水質(zhì)污染防治建議

沱江流域面積2.78萬km2，流域總?cè)丝谡妓拇側(cè)丝诘?0%以上[9]。每年接納大量的生活污水和工業(yè)廢水，沱江流域超標(biāo)因子多為總磷等常規(guī)指標(biāo)，可見，水質(zhì)污染防治刻不容緩。水質(zhì)的污染來源主要有生活污水、工業(yè)廢水和農(nóng)業(yè)污染等，首先應(yīng)從污染源頭上加以控制，加快沿岸城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村的污水處理廠建設(shè)，改善污水收集管網(wǎng)系統(tǒng)，增加生活污水的收集率；對污染嚴(yán)重，治理難度大的工業(yè)企業(yè)推行工藝調(diào)整，必要時可進(jìn)行關(guān)、轉(zhuǎn)和停，減少工業(yè)廢水中污染物的排放；加強(qiáng)農(nóng)村環(huán)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建立農(nóng)村生活垃圾統(tǒng)一堆放處理機(jī)制，避免生活垃圾亂丟亂放；在農(nóng)村積極推廣科學(xué)種田，鼓勵使用低毒、低磷和低殘留農(nóng)藥，合理施肥和使用農(nóng)藥，盡量減少農(nóng)業(yè)對水質(zhì)的污染。其次要將經(jīng)濟(jì)手段用于環(huán)境監(jiān)管，強(qiáng)化地方政府的環(huán)境責(zé)任，建立規(guī)范有效的流域水環(huán)境管理機(jī)制。2011年9月，四川省已在沱江干流和重要支流開展了跨界斷面水質(zhì)超標(biāo)扣繳制度，但水質(zhì)超標(biāo)的扣繳金額遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于水環(huán)境質(zhì)量污染治理成本，建議增加扣繳額度，特別是超標(biāo)嚴(yán)重的因子，如總磷和氨氮等，增加各級政府對流域水污染防治工作的緊迫感。再次，各地區(qū)要根據(jù)所在區(qū)域的水質(zhì)情況有針對性地采取防治措施，例如出臺“畜禽養(yǎng)殖污染綜合整治”和“禁止在沱江里網(wǎng)箱養(yǎng)魚”等方面的文件。再次，維護(hù)流域地區(qū)的生態(tài)平衡，保護(hù)植被，防治水土流失，增加沿河地區(qū)的綠化率。最后，相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)環(huán)保知識的宣傳，提高民眾保護(hù)環(huán)境的自覺性；定期公布沱江水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，增強(qiáng)民眾對水質(zhì)狀況的關(guān)注度。

3　結(jié)　論

2013年，沱江干流13個斷面中P值小于0.70的斷面占61.5%，在成都境內(nèi)水質(zhì)P值相對較高，進(jìn)入資陽后P值有所下降，瀘州境內(nèi)水質(zhì)的P值有所升高。超標(biāo)因子多為總磷，但超標(biāo)倍數(shù)均未超過1；采用Spearman秩相關(guān)系數(shù)法分析了2009年～2013年沱江干流12個監(jiān)測斷面的水質(zhì)變化趨勢，水質(zhì)變化無顯著意義。沱江流域支流的水質(zhì)相對較差，超標(biāo)因子多集中在總磷和氨氮等常規(guī)項目；沱江流域2～5月份水質(zhì)相對較差，特別是2月份 ，P值在0～1.60的斷面數(shù)僅占了63%；7～9月份水質(zhì)相對較好，特別是8月份，P值在0～1.60范圍內(nèi)斷面數(shù)達(dá)到了94%。根據(jù)沱江流域水質(zhì)的特點和污染情況，各地區(qū)應(yīng)有針對性地采取措施治理污染，積極有效地保護(hù)水質(zhì)。

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Evaluation of Water Quality of Tuojiang River

CHEN Yu-yan，YU Heng，XIANG Qiu-shi，YANG Ping

(SichuanProvinceEnvironmentalMonitoringStation,Chengdu610091,China)

The water quality of Tuojiang River was evaluated by Nemerow comprehensive contamination index method, based on the water quality monitoring data at sections of Tuojiang River. This article elaborated the water quality and the spatial variation trends in Tuojiang River main stream, analyzed the temporal and spatial distribution of water quality of Tuojing River, and proposed suggestions on water pollution prevention and control measures. The results showed that the water quality at Chengdu section of Tuojiang river mainstream was poor relatively. The water quality of some tributaries such as Fuxi River was worse. The water quality throughout the year was poor from February to May and good from July to September, relatively.

Water quality of Tuojiang River; evaluation; nemerow index method; trend

2014-12-22

陳雨艷(1979-)，女，吉林公主嶺人，2008年畢業(yè)于四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院高分子化學(xué)與物理專業(yè),高級工程師，博士，主要從事環(huán)境監(jiān)測工作。

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A

1001-3644(2015)02-0085-05