金 兵

(新疆烏魯木齊水文勘測局，新疆 烏魯木齊 830000)

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烏魯木齊河水質(zhì)特征分析

金 兵

(新疆烏魯木齊水文勘測局，新疆 烏魯木齊 830000)

應(yīng)用綜合評價法與分類評價法，對烏魯木齊河的水質(zhì)進(jìn)行研究，分析探討影響河水質(zhì)量的各類污染物與污染源，切實(shí)幫助烏魯木齊不斷改善河水質(zhì)量，有效應(yīng)對各種污染。研究得出烏魯木齊不同斷面水質(zhì)與規(guī)定的水域功能相一致。上游與下游斷面的河水都能達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，下游斷面污染程度不大。河流綜合污染指數(shù)、有機(jī)類污染指數(shù)、營養(yǎng)鹽類污染指數(shù)隨著河流向下流動而逐步增加，化學(xué)需氧量與石油類等有機(jī)類污染物成為主要污染源。對烏魯木齊河水質(zhì)量造成嚴(yán)重影響的因素包括上游地區(qū)的工業(yè)活動、中下游地區(qū)生活污水、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)排放的污水等。

河流水質(zhì)；水質(zhì)分析；綜合指數(shù)；烏魯木齊河

新疆地區(qū)處于干旱與半干旱地帶，嚴(yán)重缺少水資源。依靠當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，新疆當(dāng)?shù)厮Y源得到了充分開發(fā)，但還不能有效解決水資源的供需矛盾。烏魯木齊河在新疆自治區(qū)的工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人們的生活用水、生態(tài)用水中發(fā)揮著舉足輕重的作用。此河起源于新疆中天山天格爾峰北坡，流經(jīng)后峽與前峽、烏拉泊洼地，進(jìn)入烏魯木齊市區(qū)，再流經(jīng)五家渠，進(jìn)入東道海子，河流長度達(dá)到200 km以上，面積突破6 000 km2。烏魯木齊河的河水主要來自于冰雪融水、降雨、地下水。最近幾年，新疆地區(qū)經(jīng)濟(jì)得到了快速發(fā)展，烏魯木齊河流域開展了大量的城鎮(zhèn)建設(shè)，此流域內(nèi)的工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人們生活出現(xiàn)了較大變化，嚴(yán)重影響著生態(tài)環(huán)境的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與分析

以《地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》為標(biāo)準(zhǔn)，烏魯木齊在監(jiān)測水質(zhì)量時設(shè)置了四個斷面，將飲用水保護(hù)區(qū)的位置定于上游地區(qū)的二個斷面；將農(nóng)業(yè)灌溉用水的位置定于中游地區(qū)的二個斷面；將全面結(jié)合《地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》制訂水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測的項目、時間、數(shù)量、實(shí)驗(yàn)分析手段等，以國家最近出臺的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)為主要依據(jù)，規(guī)定了每年的豐水期與平水期二個時期，分別為每年的六到八月與每年的5月、9月、10月。規(guī)定每月必須進(jìn)行監(jiān)測。

1.2 分析方法

在確定烏魯木齊河水流質(zhì)量的過程中應(yīng)用綜合評價與分類評價的做法。這二種做法的性質(zhì)相同，都可以作為綜合污染指數(shù)型評價，也就是利用綜合指數(shù)反映水體的污染程度，全面衡量水體質(zhì)量。第一種做法不細(xì)分不同污染物，只是全面考察水體的污染程度。在項目、標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確無誤的前提下，利用綜合評價可以掌握污染物屬于哪種類型和污染程度如何。應(yīng)用指數(shù)化綜合評價手段可以應(yīng)用計算，也可以據(jù)此對比不同水系或相同水系在不同時間段的表現(xiàn)，有利于管理人員有效管理、規(guī)劃河流流域。我國當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量報告書依然應(yīng)用這種做法。第二種做法要根據(jù)污染物的不同類別與對水體的危害進(jìn)行分類，分別計算得到不同污染物的實(shí)際情況。分類評價可以進(jìn)一步詳細(xì)區(qū)分綜合評價，有效補(bǔ)充了綜合評價考察污染物的不足，也可以據(jù)此掌握大量的影響河水質(zhì)量的各種污染物的詳細(xì)信息，可以保證今后環(huán)境管理工作的順利開展。

綜合污染指數(shù)評價的基礎(chǔ)是單因子污染指數(shù)，單因子污染指數(shù)是指某一項污染物實(shí)測濃度與相應(yīng)評價標(biāo)準(zhǔn)的比值。公式為:Pi=Ci/Si

式中：Ci/為第i種污染物監(jiān)測濃度，mg/L，Si為第i種污染物的評級標(biāo)準(zhǔn)，mg/L；Pi為第i種污染物的單因子污染指數(shù)。該指數(shù)方法屬于定性評價，可以進(jìn)行水質(zhì)類別的判定。綜合污染指數(shù)通過對單因子污染指數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)綜合運(yùn)算后得到，采用均值型綜合污染指數(shù)。公式為：

式中：P為某水體水質(zhì)綜合污染指數(shù)；n為污染指標(biāo)數(shù)量；Pi為某污染物的污染分指數(shù)(單因子污染指數(shù)) 。

1.3 評價項目

評價項目主要內(nèi)容有23項地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項目，5項集中式生活飲用水地表水源地補(bǔ)充項目，一共達(dá)到了28項。依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，在評價河流水質(zhì)量時不包括總氮，而且根據(jù)總氮與總磷可以掌握湖庫等水體的富營養(yǎng)情況，因此在考察河流型水質(zhì)過程中，不用考察河水的總氮與總磷指標(biāo)。再有，糞大腸菌群反映了水體的衛(wèi)生狀況，河水進(jìn)入城市自來水廠利用凈化設(shè)備可以解決這一問題，可以繼續(xù)應(yīng)用水體。水體在糞大腸菌群超出標(biāo)準(zhǔn)的情況下，依然可以作為飲用水處理，當(dāng)然適用于在工業(yè)生產(chǎn)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面。

2 結(jié)果與討論

2.1 烏魯木齊河水質(zhì)類別判定

在評價的基礎(chǔ)上得到了上游的二個斷面與《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二類標(biāo)準(zhǔn)相一致的指標(biāo)達(dá)到了27項，可以作為生活飲用水，其斷面取水對其質(zhì)量進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)各項指標(biāo)均能滿足一類標(biāo)準(zhǔn)。對下游二個斷面的水質(zhì)量也進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)其中各項指標(biāo)只有糞大腸菌群不能滿足地表水標(biāo)準(zhǔn)，其余各項指標(biāo)全部達(dá)標(biāo)，居于V類標(biāo)準(zhǔn)14倍以上，因此這二個斷面可以確定為劣V類水質(zhì)。由于在評價河流斷面水質(zhì)類別過程中不易引用糞大腸菌群，在此基礎(chǔ)上明確這二個斷面水質(zhì)量達(dá)到了較高要求，可以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中得到應(yīng)用。

2.2 烏魯木齊河總體水質(zhì)的綜合評價與分類評價

2.2.1 綜合水質(zhì)評價

取四個斷面中的水，對其四項標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了分析，它的污染如下面表1的所示。

利用方法1可以觀察到，上游二個斷面的綜合污染指數(shù)都不大，可以在此基礎(chǔ)上得到水質(zhì)量上乘，不存在任何污染情況；而下游二個斷面的水質(zhì)量其綜合污染指數(shù)都較高，都屬于嚴(yán)重污染。在表1和表2中都有所體現(xiàn)。分析結(jié)果并不符合二個斷面水的實(shí)際情況，產(chǎn)生這種情況的主要因素就是由于二個斷面存在大量的糞大腸菌群，這一項指標(biāo)的數(shù)量就已達(dá)到較高的數(shù)字。利用計算機(jī)對這一指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)測算，發(fā)現(xiàn)這種情況還處于不斷曼延當(dāng)中，嚴(yán)重影響了斷面水質(zhì)的衡量，出現(xiàn)綜合水質(zhì)下降的情況。

應(yīng)用方法2得到(糞大腸菌群不再作為評價指標(biāo))：躍進(jìn)橋與英雄橋斷面的綜合指數(shù)分別是0. 18和0. 19，認(rèn)定為無污染水體。但供電公司橋斷面與高家戶橋斷面的綜合污染指數(shù)卻出現(xiàn)了較大變化，分別是0. 25和0.52，認(rèn)定為無污染水體或輕污染水體(見表1、表2)。

應(yīng)用方法3得到(糞大腸菌群、總氮、總磷都不作為評價指標(biāo))，躍時橋與英雄橋斷面的綜合指數(shù)成為0. 11，全部認(rèn)定為無污染水體；供電公司橋斷面與高家戶橋斷面的綜合指數(shù)成為0. 19和0. 44，認(rèn)定為無污染水體與輕污染水體(見表1、表2)。

應(yīng)用方法4得到(包括重金屬在內(nèi)的九項指標(biāo)和大腸菌群在內(nèi)的三項指標(biāo))，上游二個斷面的綜合指數(shù)都較小，由此可以斷定上游二個斷面不存在任何污染情況；而下游二個斷面的綜合指數(shù)較高，可以判定為污染較少的水體，在表1與表2中都有所體現(xiàn)。

通過認(rèn)真分析方法1和方法4的對比結(jié)果發(fā)現(xiàn)，處于上游地區(qū)的三個斷面都可以判定為不存在任何污染的地區(qū)，下游地區(qū)的第四個斷面進(jìn)入輕污染層面。對表1中的各項指標(biāo)進(jìn)行了重新研究發(fā)現(xiàn)，如果在分析水體斷面的綜合水質(zhì)時應(yīng)用綜合污染指數(shù)，不考慮包括糞大腸菌群等嚴(yán)重超標(biāo)的指標(biāo)，那么就可以掌握實(shí)際水體環(huán)境質(zhì)量的真實(shí)情況。

表1 烏魯木齊河各斷面綜合污染指數(shù)

表2 地表水水質(zhì)級別

2.2.2 分類污染物綜合指數(shù)評價

污染物的類型不同對人體健康的影響也會不同，依據(jù)不同種類污染指標(biāo)才能考察某一水體的水質(zhì)。本文主要應(yīng)用的評價標(biāo)準(zhǔn)是“先分類再綜合”，也就是在對比不同斷面的水質(zhì)過程中，首先對比相同污染物的數(shù)量，然后綜合判斷其水質(zhì)，可以有效補(bǔ)充不同污染物應(yīng)用綜合評價過程中出現(xiàn)的各種問題。

自烏魯木齊河的上游開始河水中的有機(jī)類污染物越來越多，隨著河水向下游流動可以發(fā)現(xiàn)其中的有機(jī)污染物越來越少，如果將這種污染情況按照自高到低的順序排列，那么就是自下游地區(qū)到上游地區(qū)四個斷面的順序。而處于最下游的一個斷面是污染最為嚴(yán)重的斷面，其化學(xué)需氧量較上游地區(qū)大大增加，甚至達(dá)到了5倍以上，有機(jī)污染物也呈現(xiàn)明顯上升，較之上游地區(qū)增加了10倍以上，主要原因就是烏魯木齊河在流動過程中引入了大量的中游生活污水與農(nóng)業(yè)污水。應(yīng)用非參數(shù)統(tǒng)計研究得到，有機(jī)類污染指數(shù)與溶解氧污染物指數(shù)Sperman秩相關(guān)系數(shù)為1.00，P值在0.01以下，表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)，表明隨著水中有機(jī)物的不斷增多，水中的溶解氮會急劇減少。

坤、氰化物、六價鉻等物質(zhì)都屬于有毒物質(zhì)，如果人畜飲用都會引起嚴(yán)重的中毒現(xiàn)象。砷和鉻也是對人畜影響嚴(yán)重的重金屬，通過研究發(fā)現(xiàn)，烏魯木齊河水中含有的重金屬污染程度對人類或畜類的飲用不會引起中毒。存在有毒物質(zhì)最多的斷面是高家戶橋，含有有毒物質(zhì)最少的斷面是躍進(jìn)橋。這一規(guī)律不同于有機(jī)物的污染綜合指數(shù)分布，英雄橋斷面的有毒物質(zhì)含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于供電公司橋，主要有毒物質(zhì)是砷，主要原因就是在其附近存在大量的建材化工企業(yè)。

烏魯木齊河在流動過程中含有的營養(yǎng)鹽類污染物越來越多，這一規(guī)律與有機(jī)污染物的規(guī)律相同，但增長幅度不大，高家戶橋斷面的營養(yǎng)鹽類污染物與躍進(jìn)橋斷面的營養(yǎng)鹽類污染物對比增高了近一倍。處于烏魯木齊河最終端的是高家戶橋斷面，由于沿河兩岸生活因素與中游農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，在此段的河水中含有大量的硝酸鹽氮、氨氮、總磷。

2.3 烏魯木齊河主要污染物

自上游到下游的四個斷面水體中都含有大量的有機(jī)類污染物，變化規(guī)律是自上游到下游越來越多。處于下游二個斷面的有機(jī)類污染物含量最高，處于快速增長的情況。

3 結(jié)語

(1)烏魯木齊河的四個斷面水質(zhì)量都達(dá)到了一定標(biāo)準(zhǔn)，處于上游地區(qū)的三個斷面水質(zhì)量最好，可以用于人類的日常生活生產(chǎn)當(dāng)中，處于最下游的一個斷面屬于輕度污染地區(qū)。

(2)對烏魯木齊河水質(zhì)量造成主要影響的因素是有機(jī)污染物，呈現(xiàn)自上游到下游不斷增加的趨勢。而無機(jī)鹽類與營養(yǎng)鹽類污染物隨河流的流動越來越少，有毒物質(zhì)較多存在于上游地區(qū)。由于上游存在大量的工業(yè)企業(yè)、中下游存在著大量的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生活污水，這些因素都會影響烏魯木齊河的水體質(zhì)量。

[1]韓慧.烏魯木齊河改造對生態(tài)環(huán)境和城市發(fā)展的影響[J].黑龍江水利科技.2012(07).

[2]胡星星,牧振偉.基于主成分分析法對烏魯木齊河水質(zhì)的綜合評價[J].節(jié)水灌溉.2012(04).

[3]王靈,鄭江,楊永紅,等.烏魯木齊河水環(huán)境質(zhì)量及變化趨勢分析[J].干旱環(huán)境監(jiān)測.2012(03).

[4]丁玲,王國朝,張晨.烏魯木齊河水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價[J].干旱環(huán)境監(jiān)測.2010(04).

[5]唐穎,喬振杰.河道生態(tài)環(huán)境需水量的計算[J].資源節(jié)約與環(huán)保.2009(01).

[6]王海波.幾種河流水質(zhì)評價方法的比較分析[J].黑龍江科技信息.2011(27).

2016-12-19

金兵(1970-)，男，陜西武功人，工程師，主要從事河流水位、水溫及流量監(jiān)控工作。

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1004-1184(2017)02-0063-02