金雅薇，李 莉，浦國佳，沈耀宗，馬艷玲，余建林

(浙江省嘉興生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，浙江 嘉興 314000)

1 引言

長江經(jīng)濟帶覆蓋 11 省市，面積約 205萬km2，人口和生產(chǎn)總值均超過全國的40%，是我國經(jīng)濟重心所在。長江流域每年接納廢水量占全國的1/3，部分支流水質(zhì)較差，湖庫富營養(yǎng)化未得到有效控制。中下游湖泊、濕地功能退化，江湖關系緊張，水生生物多樣性指數(shù)持續(xù)下降[1]，水質(zhì)污染成為影響社會經(jīng)濟發(fā)展的重要因素[2,3]。嘉興市是浙江最靠近長江的城市之一，市境內(nèi)有12個長江經(jīng)濟帶水質(zhì)監(jiān)測斷面。開展嘉興市長江經(jīng)濟帶水質(zhì)監(jiān)測斷面的水質(zhì)現(xiàn)狀分析，能為嘉興市水質(zhì)提升精準施策提供技術支撐，助力長江經(jīng)濟帶環(huán)境保護。

本文選取了2020年嘉興市12個長江經(jīng)濟帶水質(zhì)監(jiān)測斷面的數(shù)據(jù)，采用單因子指數(shù)法、傳統(tǒng)內(nèi)梅羅指數(shù)法、改進內(nèi)梅羅指數(shù)法對水質(zhì)進行分析評價。

2 材料與方法

2.1 研究區(qū)域概況

嘉興市位于浙江省東北部，位于北緯30°15′～31°02′，東經(jīng)120°20′～121°32′，處于長江三角洲杭嘉湖平原腹心地帶，也是浙江最大的平原區(qū)。全市水域面積340 km2，水面率達8.58%，河道縱橫，湖蕩眾多。市域東臨大海，南倚錢塘江，北負太湖，西接天目之水[4]，市域水系總體上屬長江水系太湖流域，因京杭運河為貫穿市境的主干河道，而其他骨干河道均與之相關成系，所以也稱“運河水系”或“平原河網(wǎng)水系”。

2.2 評價項目及標準

選取高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧、總磷、化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮共6項作為評價指標。評價標準執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)中的Ⅲ類標準。

2.3 評價方法

2.3.1 單因子指數(shù)法

單因子指數(shù)法是水質(zhì)評價中最常用、最簡單的評價方法，具體計算公式如下：

(1)

式(1)中，Pi為第i種污染物的水質(zhì)指數(shù)；Ci為第i種水質(zhì)指標的濃度值；Si為第i種水質(zhì)指標地表水Ⅲ類標準限值。

此外,溶解氧的計算方法:

(2)

式(2)中，PDO為溶解氧的水質(zhì)指數(shù)；CDO為溶解氧的濃度值；SDO為溶解氧的地表水Ⅲ類標準限值。

2.3.2 傳統(tǒng)內(nèi)梅羅指數(shù)法

傳統(tǒng)內(nèi)梅羅指數(shù)法在單因子指數(shù)法的基礎上發(fā)展而來，計算過程簡單、物理概念清晰[5,6]。具體公式如下：

(3)

式(3)中，P為傳統(tǒng)內(nèi)梅羅指數(shù)，F(xiàn)ave為單項污染指數(shù)平均值，F(xiàn)i,max為最大單項污染指數(shù)。

2.3.3 改進內(nèi)梅羅指數(shù)法

改進內(nèi)梅羅指數(shù)法考慮了權重值最大的污染因子對水質(zhì)評價的影響[7～9]，具體公式如下：

(4)

3 結(jié)果和分析

3.1 單因子評價法

單因子評價法是將每種污染物濃度與地表水Ⅲ類標準比較單獨評價，以最差的水質(zhì)類別作為水質(zhì)綜合評價的結(jié)果[10,11]，具體結(jié)果見表1。

表1 單因子水質(zhì)指數(shù)法評價結(jié)果

3.2 傳統(tǒng)內(nèi)梅羅指數(shù)法

傳統(tǒng)內(nèi)梅羅指數(shù)法將各水質(zhì)指標的標準濃度與地表水Ⅲ類標準比較，計算出各級標準對應的指數(shù)(簡稱P):Ⅰ：P≤0.62；Ⅱ：0.62

表2 各斷面?zhèn)鹘y(tǒng)內(nèi)梅羅指數(shù)

3.3 改進內(nèi)梅羅指數(shù)法

改進內(nèi)梅羅指數(shù)法克服了傳統(tǒng)內(nèi)羅指數(shù)法過于注重最大污染因子和未考慮權重的缺陷[12～14]。根據(jù)修正后的公式計算出各級標準對應的指數(shù)(簡稱P):Ⅰ：P≤0.33；Ⅱ：0.33

表3 各斷面改進內(nèi)梅羅指數(shù)

3.4 3種方法比較

嘉興市長江經(jīng)濟帶12個斷面水質(zhì)類別3種方法比較見圖1。

圖1 2020年嘉興市長江經(jīng)濟帶12個斷面水質(zhì)類別

3.5 結(jié)果分析

2020年嘉興市12個長江經(jīng)濟帶斷面，用單因子評價法有8個斷面是Ⅲ類，4個斷面是Ⅳ類；傳統(tǒng)內(nèi)梅羅指數(shù)法有3個斷面是Ⅱ類，9個斷面是Ⅲ類；改進內(nèi)梅羅指數(shù)法12個斷面都是Ⅲ類。從結(jié)果可以看出：3種不同的評價方法存在一定的差異，用單因子評價法斷面1、2、3、6是Ⅳ類。用傳統(tǒng)和改進內(nèi)梅羅指數(shù)法這4個斷面全是Ⅲ類。

4 結(jié)論與討論

單因子評價法選取水質(zhì)指標最差的單項指標來確定斷面水質(zhì)類別，各指標之間互不聯(lián)系，在這3種方法中最為嚴格，只要有一個指標超標即為超標，不考慮其他指標的污染情況，在一定程度上不能反映出整體的水質(zhì)狀況[15]。傳統(tǒng)內(nèi)梅羅指數(shù)法綜合考慮了所有污染因子和污染最嚴重的因子的影響，彌補了單因子評價法不能綜合反應斷面整體水質(zhì)的影響，但是也沒有考慮各因子對水質(zhì)影響大小的區(qū)別。改進內(nèi)梅羅指數(shù)法考慮了污染因子的權重，克服了單因子指數(shù)法一刀切和傳統(tǒng)內(nèi)梅羅指數(shù)法過于關注污染最嚴重因子的缺點，能更好地反應各污染因子對水質(zhì)的綜合影響，能給出一個更準確的結(jié)果。利用改進內(nèi)梅羅指數(shù)法對長江經(jīng)濟帶水質(zhì)監(jiān)測斷面嘉興段進行評價結(jié)果顯示：所有斷面水質(zhì)為良好。