山东省城市饮用水水源地水质监测与评价研究

袁辉

摘   要：本文构建了生态风险评价指标体系，对饮用水水源地生态风险进行了评价，通过层次分析法确定了指标权重。采用所建立的评价模型对饮用水水源地生态系统风险进行评价，可知山东省饮用水水源地生态总体偏向于预警等级，饮用水水源地生态系统遭受到一些破坏。在此基础上提出了饮用水水源地生态恢复和科学管理的建议。

关键词：饮用水水源地  生态风险评价  生态风险管理

中图分类号：X832                                  文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2020）06（a）-0130-02

山东省水资源量为全国1.1%，与世界上最缺水的国家以色列相当，但却供养着占全国7.3%的人。目前饮用水水源由各地区域地表水、引黄水、地下水三类为主，部分水库存在多水源混合问题，饮用水水质风险更加突出。地域性的地下水氯化物、硫酸盐、溶解性总固体等指标超标现象较为普遍。本文主要对山东省地下水源水质进行分析。

1  山东省饮用水水源地水质评价分析

1.1 模型构建

PSR（压力-状态-响应模型）是联合国DECD和UNEP提出的概念框架模型，它反映了人类活动对生态环境造成的压力，能够说明生态系统状态的变化与人类对策之间的关系。随着人们对生态系统的认识和对生态安全的认识的加深，PSR模型逐渐应用于各个领域和地区的生态评价中，评价对象也在不断增加。

目前，对于水源地的生态系统风险评价未见研究报道，本文将PSR模型引入到水源地评价中来，通过层次分析法確定指标权重，对饮用水水源地水质进行了综合评价。

1.2 指标选择

根据水质评价的原则，在水质评价中应选择在水环境污染中起主要作用，且会严重威胁环境、生态、社会、人类健康的因素作为评价指标。在查阅CNKI等环境保护网站上的数据库和相关资源之后，结合山东省饮用水源水质的特点，本文分析了2019年1—12月的饮用水源实测数据。其中重金属离子（如铜和锌）、非金属离子（如硒，砷和汞）、化合物（如硫化物）以及石油和挥发性酚的浓度均达到B级标准;在研究期内，pH值和水温均在标准范围，对饮用水源整体水质的影响程度相对较小。在上述测量数据的分析和比较的基础上，该项目选择了6个评估指标，分别是：总磷（TP）、总氮（TN）、氨氮（NH3-N）、溶解氧（DO）、五日生化需氧量（BOD5）、高锰酸盐指数（CODMn）。

1.3 权重矩阵

不同的污染物对水质的影响程度不尽相同，对应出来的权重也存在差异。所以首先我们采用层次分析方法确定权重，具体步骤如下：

①确定评价指标并对其进行数据处理。为了6项评价因子更具有可比性，在对数据进行处理时，建议用单项污染指数法。

对DO值越大水质越优的指标：

对CODMn等越小越优型：

其中，dij表示第j个评价对象中的第i个评价指标的标度值，si表示第i个评价指标的各等级的标准值的算术平均值，cij表示评价对象j中评价指标i的实际监测浓度。

1.4 水质综合评价

由相乘相加算子和加权平均原则对权重矩阵和隶属矩阵进行模糊评价，得出评价结果，即各监测时段的水质等级BT，见表1。

由表1中对饮用水水源地水质的综合评价可知：

（1）2019年，饮用水水源地水质综合排序为：10月>5月>1月>4月>12月>11月>2月>3月>6月>7月>8月>9月。总体来看，综合水质良好，水质类别介于Ⅰ～Ⅲ级。监测时段中的综合水质，1～5月份在Ⅱ级标准上下波动;6、7、8月份水质相对较差;9月份劣于Ⅲ级水质标准，整个时段最差，具体表现为：伴随较高的总氮、总磷浓度，明显增加的氨氮浓度，溶解氧浓度显著降低。分析原因，推测是受高温天气的影响，总氮、总磷等污染因子聚积，导致溶解氧浓度明显减少。

（2）2019年饮用水水源水质综合排名为：10月>5月>1月>4月>12月>11月>2月>3月>6月>7月>8月>9月总体而言，总体水质良好，水质类别从Ⅰ至Ⅲ。1月至5月，监测期内的综合水质与二级标准相比有所波动。6月，7月和8月的水质相对较差;比9月份的三级水质标准差。总氮、磷浓度、氨氮浓度显着增加，溶解氧浓度显着下降。分析原因是由于高温天气的影响，总氮、总磷等污染因子聚积，导致溶解氧浓度的显着降低。

（3）通过比较分析，确定山东省被测水体的主要污染物为TN，权重系数为0.4341。注重最大污染因子的影响，忽略了其他指标的作用，权重赋值偏重。 因为在综合评估中，为了确定综合水质水平，仅保留了一些权重系数的值或成员，而排除了单个数据，因此评估结果趋于保守。

2  山东省饮用水水源地生态管理建议

2.1 削减氮、磷的入湖量

首先是加强对水源和水源的监测。应对排放大量污染物的大型企业进行在线监控，从而确保已建成的三个废物处理设施的正常运行，必须排放废水和废气以达到标准，减少污染物和养分，并减少水源负荷。区域内不符合污染标准的企业，要在限期内整顿，整改后仍不达标的企业，必须要坚决停产整顿，直至关闭并拆除。二是加强对危险工业产品的管理，对有毒有害化学材料和废物的运输全过程进行监控，如果有条件运输车辆必须配备GPS全球定位系统，以进行全过程监控;积极落实建立相应的处置交换中心，合理综合利用固体废物。

2.2 加強水源地核心区域的保护

首先，针对保护区和准保护区的点源污染，特别是污染工业企业、违法建筑和建设项目，制定拆除、改造和总量控制计划，分析该计划的技术可行性，实现环境效益分析，优化治理计划。 其次，禁止在水源地一级保护区内直接排污; 划定和调整地表水和饮用水水源保护区，确定保护区的水平和边界，设置警告标志，并关闭第二级保护区的直接排污口。 最后，考虑将人口转移到水源的核心区域，拆除所有集中式牲畜饲养设施，并在保护区集中堆放和处置垃圾，并且在重点污染区建立污染缓冲带，拦截污染物。

2.3 发展生态农业

农田径流是农田污染物的载体，大量的地表污染物在降雨径流的侵蚀和侵蚀作用下随农田径流进入水源区，影响了保护区的水质。农田径流污染控制项目主要利用矿坑、池塘等工程措施，减少径流侵蚀和水土流失，并通过生物和土地处理系统拦截和净化污染物。大力发展生态农业，通过转变和调整农村自然-社会-经济复合生态系统的结构，采取有效措施增加水、热、光、气候和土壤等自然资源，以及各种副产品和废物。生产过程中合理运用多层次、多途径，减少化学肥料和农药的使用，逐步恢复和改善土壤肥力、水土保持、污染防治，逐步改善区域农业生态环境。

3  结语

山东省饮用水水源地是农业灌溉、防洪、供水和旅游业相结合的大型水利工程，与沿线许多地区的用水和开发有关。通过对饮用水源地生态风险的评价得出结论：需要对输水管道进行更加完善的保护，必须采用技术手段来形成动态监测系统和风险预警系统。预警机制的缓冲作用应尽可能减小。在建立饮用水源地生态风险评价指标体系的基础上，通过层次分析法确定指标权重，采用建立的评价模型评价水源地生态系统风险。发现当地的饮用水源生态系统受到了一定的破坏。基于此，制定了相应的保护和处理措施，以达到保护饮用水源的目的。

参考文献

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