王璐

（遼寧省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，遼寧沈陽 110161）

1 引言

水資源是我國現(xiàn)代化發(fā)展重要的物質基礎，一旦受到污染、破壞，不但影響人民飲水安全，更會對生態(tài)系統(tǒng)產生影響，引起一系列生態(tài)問題［1］。因此對水質污染進行響應預警，無論從環(huán)境方面還是從資源方面都有著重要的意義。本研究形成適用于遼河流域河流斷面的水質預警方法，以便監(jiān)測人員及時通過在線監(jiān)測數(shù)據了解河流的水環(huán)境安全狀況，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據的實時預警，有利于決策人員對水質狀況實現(xiàn)動態(tài)管理，為水環(huán)境管理由事故發(fā)生后的處理向事故發(fā)生前的風險管理轉變提供技術支撐［2］。

2 選取研究對象及研究方法

選取沈陽鳥島水質自動監(jiān)測站監(jiān)測數(shù)據，以頻次分析法進行研究分析，探究遼河流域河流斷面水環(huán)境質量預警方法。

3 確定評價指標及預警分級

根據水質自動監(jiān)測指標，以氨氮和高錳酸鹽指數(shù)為評價指標［3-4］。將預警級別劃分為以下4 種狀態(tài)：

正常狀態(tài)：接近理想狀態(tài)下的水質濃度范圍，無造成事故的風險；

一般狀態(tài)：水質濃度高于正常狀態(tài)，但可以通過加強監(jiān)控或調節(jié)上游水量來控制潛在風險；

不正常狀態(tài)：水質濃度超過一般狀態(tài)，接近斷面所處水環(huán)境功能分區(qū)的水質標準，若不采取應急措施，可能導致水質超標；

極不正常狀態(tài)：最嚴重區(qū)級，斷面水質接近或超過斷面所處水環(huán)境功能分區(qū)的水質標準，存在水環(huán)境安全事故風險。

4 鳥島水質自動監(jiān)測站監(jiān)測數(shù)據分析結果

對鳥島水質自動監(jiān)測站全年1 805 個數(shù)據進行研究，結果表明，氨氮超標數(shù)據為688 個，占全年數(shù)據的38.12%；而高錳酸鹽超標數(shù)據為162 個，占全年數(shù)據的8.98%。從全年的氨氮監(jiān)測數(shù)據來看，有42.66%的 數(shù) 據 分 布 于0～0.5 mg/L 之 間，20%和7.31%的數(shù)據分布為0.5～1.0 mg/L 和1.0～1.5 mg/L之間。

氨氮濃度超標現(xiàn)象比較嚴重，其最低平均值出現(xiàn)在16：00（1.87 mg/L），從16：00 開始濃度逐漸增加，至夜間24：00 達到最高值（1.92 mg/L），隨后逐漸降低。高錳酸鹽指數(shù)年平均值都低于標準值，其中在12：00 達到最大值（5.34 mg/L），然后隨著時間推移而逐漸降低。

從全年的數(shù)據來看，氨氮的濃度變化具有明顯的季節(jié)變化特征，各個時刻的氨氮濃度在春季（1—4月）和冬季（10—12 月）含量較高，而在夏季含量較低。高錳酸鹽指數(shù)全年的監(jiān)測數(shù)據除部分數(shù)值高于標準值外，大多數(shù)監(jiān)測數(shù)據都低于標準值。同氨氮的日變化規(guī)律相似，高錳酸鹽指數(shù)在春季出現(xiàn)超標現(xiàn)象，可能是春季積雪融水所帶入的大量污染物和河流的流量季節(jié)變化造成的。

5 各時段頻次濃度值計算

表1 斷面監(jiān)測數(shù)據逐時頻次 mg/L

從表1 中可以看出，氨氮的監(jiān)測數(shù)據中，各時段低于30%的數(shù)據都超標；而高錳酸鹽指數(shù)的監(jiān)測數(shù)據中，各時段只有5%的數(shù)據超標。

6 警閾值的確定

將各頻次的濃度與排放標準、年平均值以及剔除超標值后的平均值進行比較，確定不同警情的警限，見表2。

表2 警情分級

表2 中，Ci0為i 時刻警級為正常狀態(tài)時的頻次對應的濃度；Cij為i 時刻警級為一般狀態(tài)時的頻次對應的濃度值；Cij＋1為i 時刻警級為不正常狀態(tài)時的頻次對應的濃度值。

根據表2 閾值確定原則，剔除超標數(shù)值后各時刻氨氮年均濃度線在50%與60%頻次之間，高錳酸鹽指數(shù)年均濃度線在20%與30%頻次之間，因此，分別將氨氮的60%頻次和高錳酸鹽的30%頻次對應的濃度定為正常狀態(tài)的警限。

由于氨氮的40%頻次和高錳酸鹽的10%頻次所對應的濃度接近斷面水質標準，因此，將這2 個頻次對應的濃度值分別定為不正常警級的閾值。根據以上計算結果，得到不同警情下的閾值范圍，見表3。

表3 斷面水質預警閾值范圍 mg/L

7 結論

確定出斷面不同警情下的閾值范圍，構建河流斷面水質預警方法，可對斷面水質進行提前預警預報，實現(xiàn)水質預警與應急監(jiān)測聯(lián)動，為管理部門提供及時有效的信息，為快速采取治理行動發(fā)揮重要作用。