内梅罗综合污染指数综合评价窄口水库水质现状

2015-12-26郑艺

治淮 2015年8期

郑艺

郑艺

一、前言

目前，国内外水质评价的方法有很多种，总体上分为单因子评价法和综合评价法。单因子评价法是指以单项水质指标评价最差项目的类别作为水质类别。综合评价法包括内梅罗综合污染指数法、模糊评价法、人工神经网络评价法、灰色评价法等。本文通过对窄口水库水质监测结果分析，在单因子评价的基础上，利用内梅罗综合污染指数法进行水质评价，指出水库水体的主要污染因子，更好地反映水库的污染状况。

二、内梅罗综合污染指数法

内梅罗指数是美国内梅罗教授在《河流污染科学分析》一书中提出的，是一种兼顾极值或者是突出最大值的计权型多因子环境质量指数。既特别突出了污染最严重的评价因子，同时一定程度地兼顾了其他水质较好的评价因子对总体水体水质评价结果的影响程度。计算公式如下：

式中：P1为内梅罗综合污染指数，Pimax是所有评价因子中污染指数的最大值，Pi为单项污染指数，Ci为第i项评价因子的实测浓度值，Si为第i项评价因子的水质标准值。

利用内梅罗综合污染指数进行水质评价时，需要根据评价的水体水质指标的实测浓度值和评价标准值，分别计算内梅罗污染指数和评价标准指数，与相应的水质等级标准指数对照，构成内梅罗污染指数评价等级。

三、窄口水库水质评价

1.窄口水库

窄口水库地处河南省灵宝市城区南端，坐落在黄河支流、宏农涧河上。窄口水库控制流域面积903km2，总水面积3.5 km2，总库容1.85亿m3，是豫西地区唯一一座集防洪、灌溉、养殖和旅游为一体的综合利用的大型水利工程，可灌溉耕地果园30万亩。根据水功能区划的标准，窄口水库属于水功能一级区中的宏农涧河灵宝开发利用区和水功能二级区中的宏农涧河灵宝农业用水区，所以对水质要求较高，一年分四次对水库水质进行监测。本文通过分析2011～2013年每年四个季度的水质监测数据，选取溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总磷、总氮、氟化物等八个水质指标作为评价因子，通过计算各项指标的内梅罗综合污染指数对水库水质进行综合评价。

2.水质评价

对比分析窄口水库2011～2013年三年的水质监测值，选取溶解氧、高锰酸盐指数等八个水质指标为评价因子。由于窄口水库属于一级水功能区，各项评价因子的评价标准值采用GB3838-2002《地表水环境质量标准》中水库的Ⅲ类水质标准限值，得出内梅罗污染指数评价等级，如表1所示；根据实际监测浓度分别计算各评价因子的单项污染指数以及内梅罗综合污染指数。

根据窄口水库2011～2013年四个季度的水质监测数据，计算各个指标的单项污染指数以及内梅罗综合污染指数，见表2。

将窄口水库水质指标污染指数与内梅罗污染指数分级表对比分析，发现仅从溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮指标对水体的影响，水库水体这三年来可达到Ⅰ类水质标准。参照总磷指标进行单因子评价，除了2011年第二季度水体为Ⅲ类水、2012年第一季度水质为Ⅱ类水标准，2011年、2012年水体基本达到Ⅰ类水质标准，而2013年只有第一季度时水体为Ⅰ类水，其他三季度分别为Ⅳ类水、Ⅴ类水、Ⅲ类水，第三季度水体污染受总磷影响尤其严重，超标50倍。根据氟化物单项污染指数进行单因子评价可知，除了2011年第三、第四季度水质为Ⅲ类水、2012年第二季度水质为Ⅱ类水，其余均达到了Ⅰ类水质标准。由表2知，窄口水库水体总氮超标严重，仅在2012年第二、第三季度，2013年第四季度时水质达到Ⅴ类水标准，其余均超标3～5倍。

由计算得出的内梅罗综合污染指数可知，除了2012年第四季度、2013年第三季度水体水质超出Ⅴ类水标准以外，其他时间均属于Ⅴ类水。而水质超出标准分别是因为总氮、总磷污染严重超标。总体来说，不考虑总氮指标，窄口水库水质较好。若是仅根据单因子评价法，根据总氮的污染指数就判定水库水位劣Ⅴ类水，判定结果过于保护。采用内梅罗综合污染指数法可以综合考虑水体中各项水质指标对水体污染的综合影响状况，突出了水体污染受总氮超标的影响最大。

反映湖泊水库富营养化有五项重要指标，分别是总磷、总氮、高锰酸盐指数、叶绿素a和透明度。窄口水库水体水质高锰酸盐指数、总磷基本均在Ⅱ类标准内，仅有总氮超标。由于水库水质氨氮指标在Ⅰ类水标准内，总氮主要来自于硝酸盐氮，说明窄口水库水质中氮化合物的转化已进入末期转化阶段，大部分已转化为稳定的硝酸盐氮。由于总氮是控制湖泊水库营养状态的指标，在水库不发生富营养化的前提下，不会影响水库水灌溉用水安全。

四、总结

通过内梅罗综合污染指数法对窄口水库水体进行水质评价，发现除了总氮超标以外，水库水质基本在Ⅲ类水标准内。窄口水库作为农业用水功能区，导致水体水质恶化的原因中，农业面源污染占据较大比重。造成水体中总氮超标的原因主要是化肥污染和禽畜粪便污染，化肥、农药使用量过大超过安全标准上限，禽畜粪便无组织排放，分别随降雨、地表径流进入水库水体，导致水库水体总氮浓度增高。所以，为减少窄口水库总氮含量，降低水库富营养化的可能性，应有效控制农业面源污染：在库区流域内合理规划农业用地，科学合理使用化肥、农药，提高农家肥的综合利用率，大力发展节水、节肥、节药等可持续发展生态农业