彭小玉　周理程　畢軍平　甘杰　梁菁

摘要：以瀏陽(yáng)河8個(gè)常規(guī)監(jiān)測(cè)斷面2016年監(jiān)測(cè)水質(zhì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用單因子評(píng)價(jià)法、水污染指數(shù)法、綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法、綜合污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅指數(shù)法5種評(píng)價(jià)方法對(duì)其水質(zhì)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：水污染指數(shù)法在瀏陽(yáng)河水質(zhì)評(píng)價(jià)中具有較好的適用性，單因子評(píng)價(jià)法無(wú)法進(jìn)行水質(zhì)定量評(píng)價(jià)，綜合污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅指數(shù)法無(wú)法進(jìn)行水質(zhì)類(lèi)別的評(píng)價(jià)，綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果過(guò)于樂(lè)觀。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)我蜃釉u(píng)價(jià)法;水污染指數(shù)法;綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法;綜合污染指數(shù)法;內(nèi)梅羅指數(shù)法;水質(zhì)評(píng)價(jià)

中圖分類(lèi)號(hào)：X824 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（ 2020） 2-0106-03

1 引言

河流水質(zhì)評(píng)價(jià)是水環(huán)境管理的基礎(chǔ)性工作，采用科學(xué)合理的水質(zhì)評(píng)價(jià)方法，才能準(zhǔn)確地反映當(dāng)前水體的水質(zhì)狀況和污染情況，從而為水污染治理及水環(huán)境管理等提供依據(jù)。一種水質(zhì)評(píng)價(jià)方法要想被廣泛推廣應(yīng)用，必須具備科學(xué)性、準(zhǔn)確性、合理性、計(jì)算簡(jiǎn)單、便于掌握等特點(diǎn)。隨著環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)的發(fā)展，近年來(lái)一些新的統(tǒng)計(jì)方法不斷被嘗試用于水質(zhì)評(píng)價(jià)中，如模糊數(shù)學(xué)法、灰色評(píng)價(jià)法等，但這些方法計(jì)算過(guò)程復(fù)雜繁瑣，可操作性較差[1]。目前，我國(guó)環(huán)保部門(mén)普遍采用的水質(zhì)評(píng)價(jià)方法是單因子評(píng)價(jià)法和綜合污染指數(shù)法，但這兩種方法都有其局限性，單因子評(píng)價(jià)法能夠給出水質(zhì)類(lèi)別，但無(wú)法定量反映水質(zhì)變化;綜合污染指數(shù)法能夠?qū)⑺|(zhì)量化，但無(wú)法直觀判斷水質(zhì)類(lèi)別。

綜合國(guó)內(nèi)外研究，目前在河流水質(zhì)評(píng)價(jià)方面尚無(wú)統(tǒng)一的、公認(rèn)的評(píng)價(jià)模式。為此，以瀏陽(yáng)河8個(gè)常規(guī)監(jiān)測(cè)斷面為研究對(duì)象，采用單因子評(píng)價(jià)法、水污染指數(shù)法、綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法、綜合污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅指數(shù)法5種評(píng)價(jià)方法，對(duì)瀏陽(yáng)河水質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，分析評(píng)價(jià)結(jié)果，并對(duì)各評(píng)價(jià)方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較分析。

2 評(píng)價(jià)區(qū)域和數(shù)據(jù)來(lái)源

瀏陽(yáng)河是湘江下游東側(cè)重要的一級(jí)支流，為長(zhǎng)沙市境內(nèi)最大的湘江支流，起源于湖南省瀏陽(yáng)市大圍山鎮(zhèn)瀏河源村，流經(jīng)瀏陽(yáng)市、長(zhǎng)沙縣、長(zhǎng)沙雨花區(qū)、長(zhǎng)沙芙蓉區(qū)和長(zhǎng)沙開(kāi)福區(qū)，全長(zhǎng)223.6 km，流域面積4243.7 km2，其干流為沿岸居民生產(chǎn)生活重要用水水源。瀏陽(yáng)河干流沿程設(shè)有8個(gè)常規(guī)監(jiān)測(cè)斷面，分別為黃花洞、瀏陽(yáng)三水廠(chǎng)、韓家港、金牌村、石橋、榔梨、黑石渡和三角洲，評(píng)價(jià)所采用的數(shù)據(jù)為8個(gè)監(jiān)測(cè)斷面2016年1～12月的月平均監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。綜合分析全年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，瀏陽(yáng)河水質(zhì)主要受有機(jī)類(lèi)和營(yíng)養(yǎng)鹽類(lèi)污染的影響，故本次評(píng)價(jià)參與指標(biāo)選定為高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮和總磷等5項(xiàng)指標(biāo)。

3 評(píng)價(jià)方法

3.1 單因子評(píng)價(jià)法

單因子評(píng)價(jià)法是我國(guó)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中規(guī)定的評(píng)價(jià)方法，即以水質(zhì)最差的單項(xiàng)指標(biāo)所屬的類(lèi)別來(lái)確定水體綜合水質(zhì)類(lèi)別。其方法是用水體各監(jiān)測(cè)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)照該指標(biāo)的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，確定該指標(biāo)的水質(zhì)類(lèi)別，在所有參與評(píng)價(jià)指標(biāo)的水質(zhì)類(lèi)別中選取水質(zhì)類(lèi)別最差的那個(gè)作為水體水質(zhì)類(lèi)別。

3.2 水污染指數(shù)法

水污染指數(shù)法基于單因子評(píng)價(jià)法的評(píng)價(jià)原則，依據(jù)水質(zhì)類(lèi)別與WPI值對(duì)應(yīng)表（表1），應(yīng)用內(nèi)插方法計(jì)算出某一斷面每個(gè)參與水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的WPI值，選取最高的WPI值作為該斷面的WPI值[2-4]。

式（1）中，C（i）為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)濃度值，C，（i）為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)所在類(lèi)別標(biāo)準(zhǔn)的下限濃度值，Ch（i）為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)所在類(lèi)別標(biāo)準(zhǔn)的上限濃度值，WPli（i）為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)所在類(lèi)別標(biāo)準(zhǔn)下限濃度值所對(duì)應(yīng)的指數(shù)值，WPIk（i）為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)所在類(lèi)別標(biāo)準(zhǔn)上限濃度值所對(duì)應(yīng)的指數(shù)值，WPl（i）為第i個(gè)評(píng)

3.3 綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法

綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法是由徐祖信等人[5]于2005年在單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法的基礎(chǔ)上，提出的一種全新的綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)方法。綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)總體上包括兩部分[6]：一是綜合水質(zhì)指數(shù)X1和X2，由計(jì)算獲得;二是標(biāo)識(shí)碼X3和X4，在求得綜合水質(zhì)指數(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)判斷獲得，其結(jié)構(gòu)為：

式（3）中，X1為水體總體的水質(zhì)類(lèi)別;X2為水質(zhì)在X1類(lèi)水質(zhì)變化區(qū)間內(nèi)所處位置，從而實(shí)現(xiàn)在同類(lèi)水質(zhì)中進(jìn)行優(yōu)劣比較;X3為參與水質(zhì)評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)因子中，劣于水環(huán)境功能區(qū)目標(biāo)的單項(xiàng)指標(biāo)個(gè)數(shù);X4為水質(zhì)類(lèi)別與水體功能區(qū)類(lèi)別的比較結(jié)果。

綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)的核心是X1和X2的計(jì)算，即根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)確定水體的綜合水質(zhì)類(lèi)別，并確定水質(zhì)在該類(lèi)別變化區(qū)間中的位置[7，8]。

3.4 綜合污染指數(shù)法

綜合污染指數(shù)法是對(duì)各污染指標(biāo)的相對(duì)污染指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而得出代表水體污染程度的數(shù)值。該方法用以確定污染程度和主要污染物，并對(duì)水污染狀況進(jìn)行綜合判斷。在一般情況下綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用，是假設(shè)各參與評(píng)價(jià)因子對(duì)水質(zhì)的貢獻(xiàn)基本相同，采用各評(píng)價(jià)因子標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)加和的算術(shù)平均值進(jìn)行計(jì)算[9]。

3.5 內(nèi)梅羅指數(shù)法

內(nèi)梅羅指數(shù)由美國(guó)敘拉古大學(xué)內(nèi)梅羅（N.L.Nemerow）教授于1974年在其所著的《河流污染科學(xué)分析》一書(shū)中提出的一種水污染指數(shù)，是一種兼顧極值或稱(chēng)突出最大值的計(jì)權(quán)型多因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)[11，12]。

4 結(jié)果與討論

應(yīng)用單因子評(píng)價(jià)法、水污染指數(shù)法、綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法、綜合污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅指數(shù)法5種評(píng)價(jià)方法對(duì)瀏陽(yáng)河水域8個(gè)常規(guī)監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表2。

4.1 水質(zhì)類(lèi)別評(píng)價(jià)

由表2可以看出，單因子評(píng)價(jià)法和水污染指數(shù)法的水質(zhì)類(lèi)別評(píng)價(jià)結(jié)果完全相同。上游黃花洞和瀏陽(yáng)三水廠(chǎng)斷面水質(zhì)分別為I類(lèi)和Ⅱ類(lèi)，水質(zhì)為優(yōu);中游斷面韓家港、金牌村、石橋和榔梨斷面水質(zhì)均為Ⅲ類(lèi)，水質(zhì)為良好;下游斷面黑石渡和三角洲斷面水質(zhì)分別為Ⅳ類(lèi)和V類(lèi)，水質(zhì)受到不同程度的污染，主要是由于瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段生活污水直接排人和污水處理廠(chǎng)尾水排入導(dǎo)致清污比例失調(diào)引起的[13]。

綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法的水質(zhì)類(lèi)別評(píng)價(jià)結(jié)果較單因子評(píng)價(jià)法和水污染指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果過(guò)于樂(lè)觀，上游黃花洞和瀏陽(yáng)三水廠(chǎng)斷面水質(zhì)均為I類(lèi)，水質(zhì)為優(yōu);中游斷面韓家港、金牌村、石橋和榔梨斷面水質(zhì)均為Ⅱ類(lèi)，水質(zhì)為優(yōu);下游斷面黑石渡和三角洲斷面水質(zhì)均為Ⅲ類(lèi)，水質(zhì)為良好。

4.2 水質(zhì)定量評(píng)價(jià)

除單因子評(píng)價(jià)法外，水污染指數(shù)法、綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法、綜合污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅指數(shù)法均能對(duì)水質(zhì)進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，其評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表2和圖1。

由圖1可以看出，水污染指數(shù)法、綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法、綜合污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅指數(shù)法的評(píng)價(jià)結(jié)果基本一致，瀏陽(yáng)河上游斷面黃花洞水質(zhì)較好，沿程水質(zhì)由上而下呈逐步變差趨勢(shì)，下游黑石渡和三角洲斷面水質(zhì)最差。

4.3 五種評(píng)價(jià)方法的綜合比較

單因子評(píng)價(jià)法是我國(guó)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）中規(guī)定的評(píng)價(jià)方法，也是目前我國(guó)環(huán)保部門(mén)普遍采用的水質(zhì)評(píng)價(jià)方法，缺點(diǎn)在于只能對(duì)水質(zhì)進(jìn)行定性判斷，無(wú)法對(duì)水質(zhì)類(lèi)別相同的水體進(jìn)行優(yōu)劣比較。

水污染指數(shù)法延續(xù)了單因子評(píng)價(jià)法以污染最嚴(yán)重的指標(biāo)作為判斷水質(zhì)類(lèi)別的思想，在此基礎(chǔ)上將水質(zhì)狀況進(jìn)行量化，評(píng)價(jià)結(jié)果與歷史結(jié)果相比有其延續(xù)性和可比性。根據(jù)量化結(jié)果，不僅能直觀的判斷水質(zhì)類(lèi)別，還能對(duì)不同時(shí)段不同水體、水質(zhì)類(lèi)別相同的水體等進(jìn)行優(yōu)劣比較，同時(shí)該方法計(jì)算方法簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)，具有較強(qiáng)的應(yīng)用和推廣價(jià)值。

綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法既能對(duì)河流水質(zhì)進(jìn)行定性評(píng)價(jià)，也能將評(píng)價(jià)結(jié)果量化，對(duì)不同水體間的水質(zhì)優(yōu)劣進(jìn)行比較。但在瀏陽(yáng)河水域水質(zhì)評(píng)價(jià)中，綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果明顯優(yōu)于其他方法，與國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水質(zhì)類(lèi)別評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)結(jié)果不一致，致使其評(píng)價(jià)結(jié)果與歷史結(jié)果無(wú)可比性，適用性較差。

綜合污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅指數(shù)法在目前水質(zhì)評(píng)價(jià)中常與單因子評(píng)價(jià)法結(jié)合使用，但共同缺點(diǎn)在于無(wú)法進(jìn)行水質(zhì)類(lèi)別的判定。

5 結(jié)論

（1）對(duì)瀏陽(yáng)河水質(zhì)進(jìn)行水質(zhì)類(lèi)別評(píng)價(jià)時(shí)，單因子評(píng)價(jià)法和水污染指數(shù)法的評(píng)價(jià)結(jié)果完全相同，綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法的評(píng)價(jià)結(jié)果較前兩者過(guò)于樂(lè)觀。

（2）對(duì)瀏陽(yáng)河水質(zhì)進(jìn)行水質(zhì)定量評(píng)價(jià)時(shí)，除單因子評(píng)價(jià)法外，水污染指數(shù)法、綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法、綜合污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅指數(shù)法均能對(duì)水質(zhì)進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，且4種方法的評(píng)價(jià)結(jié)果基本一致。

（3）水污染指數(shù)法在瀏陽(yáng)河水質(zhì)評(píng)價(jià)中具有較好的適用性，該方法既延續(xù)了我國(guó)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）規(guī)定的水質(zhì)類(lèi)別評(píng)價(jià)方法，使評(píng)價(jià)結(jié)果與歷史結(jié)果相比有其延續(xù)性和可比性，同時(shí)又能將評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行量化，從而對(duì)不同時(shí)段不同水體、水質(zhì)類(lèi)別相同的水體等進(jìn)行優(yōu)劣比較，且計(jì)算簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)，有利于管理人員跨過(guò)繁雜的原始數(shù)據(jù)，快速掌握不同水體的污染程度，是水資源保護(hù)和管理工作中一項(xiàng)有力的工具。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉琰，鄭丙輝，付青，等.水污染指數(shù)法在河流水質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2013，29（3）：49—55.

[2]高紅杰，鄭利杰，嵇曉燕，等.典型城市地表水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)方法研究[Jl.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，201 7，33（2）：55—60.

[3]張亞麗，周揚(yáng)，程真，等，不同水質(zhì)評(píng)價(jià)方法在丹江口流域水質(zhì)評(píng)價(jià)中應(yīng)用比較[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2015，31（3）：58-61.

[4]劉歡，吳金甲.水污染指數(shù)法在河流水質(zhì)評(píng)價(jià)中應(yīng)用分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（21）：7164～7165.

[5]徐祖信.我國(guó)河流綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)評(píng)價(jià)方法研究[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005·33（4）：482-488.

[6]安樂(lè)生，趙全升，劉貫群，等.代表性水質(zhì)評(píng)價(jià)方法的比較研究[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2010，26（5）：47-50，

[7]上海市環(huán)境保護(hù)局，上海市內(nèi)陸河流及水系水質(zhì)常規(guī)評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范：試行[EB/OL].[2005 -08-02].http：//www.sepb. gov. cn/fa/cms/shhj/shhj 20 24/shhj 20 38/index. shtml#

[8]李茜，張建輝，林蘭鈺，等.水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法綜述[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2011（19）：285—287，290.

[9]陸衛(wèi)軍，張濤，幾種河流水質(zhì)評(píng)價(jià)方法的比較分析[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2009，34（6）：174-176.

[10]張小君，徐中民，宋曉諭，等.幾種水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法在青海湖人湖河流中的應(yīng)用[J].環(huán)境工程，201 3，31（1）：117 -121.

[11]徐彬，林燦堯，毛新偉.內(nèi)梅羅水污染指數(shù)法在太湖水質(zhì)評(píng)價(jià)中的適用性分析[J].水資源保護(hù)，2014，30（2）：38—40.

[12]解瑩，李敘勇，王慧亮，等，灤河流域上游地區(qū)主要河流水污染特征及評(píng)價(jià)[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2012，32（3）：645-653.

[13]廖岳華，吳文暉，肖辰暢，等.城市生活污染對(duì)瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段水質(zhì)的影響[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2014，30（4）：118-122。

作者簡(jiǎn)介：彭小玉（ 1984-），女，碩士，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)。