汀江支流黄潭河水质状况及变化趋势分析

陈月华

摘 要：以黄潭河流域4个监测断面为研究对象，选取pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮及总磷作为评价因子，采用单因子评价法，结合综合污染指数法和Spearman秩相关系数法，分别对水质状况和污染物变化趋势进行分析。结果表明：评价期间，城头坪断面的总磷、石铭渠道断面的氨氮和总磷呈显著下降趋势，石铭渠道断面和蓝溪大桥断面水质状况有所好转，2019年和2020年4个监测断面均能达到Ⅲ类水质标准，说明近年采取的流域水质提升工程有效可行。但仍存在一些不稳定因素，如城头坪断面水质在2019年上升为较好状况后，2020年又下降为轻度污染状况，石铭渠道断面近两年的总磷浓度值已临近Ⅲ类水质标准限值，应引起高度重视。此外，氨氮和总磷是影响黄潭河水质的主要因素，应进行严格管控。

关键词：黄潭河;单因子评价法;综合污染指数法;Spearman秩相关系数法;变化趋势

中图分类号：X824 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）26-0134-03

Analysis on Water Quality Status and Changing Trend of Huangtan

River，a Tributary of Ting River

CHEN Yuehua

（Shanghang County Environmental Monitoring Station in Longyan，Longyan Fujian 364200）

Abstract： Taking four monitoring sections in Huangtan River basin as the research object， pH， dissolved oxygen， permanganate index， biochemical oxygen demand， ammonia nitrogen and total phosphorus were selected as evaluation factors， the water quality status and pollutant change trend were analyzed by single factor evaluation method combined with comprehensive pollution index method and Spearman rank correlation coefficient method. The results showed that the total phosphorus， ammonia nitrogen and total phosphorus in the chengtouping section and the Shiming Canal section decreased significantly during the evaluation period， and the water quality of the Shiming Canal section and the Lanxi Bridge section improved， in 2019 and in 2020， all the four monitoring sections can meet the Class III water quality standard， which shows that the water quality improvement projects adopted in recent years are effective and feasible. However， there are still some unstable factors， if the water quality of chengtouping section rises to a good condition in 2019 and then drops to light pollution in 2020， the concentration of total phosphorus of Shiming Canal section in the past two years has reached the critical value of Class Ⅲ water quality standard. NH3-N and TP are the main factors affecting the water quality of Huangtan River， which should be strictly controlled.

Keywords： Huangtan River;single factor evaluation method;comprehensive pollution index method;Spearman rank correlation coefficient method;change trend

汀江是閩西最大的河流，是粤东大江——韩江重要的上游支流。汀江干流（干流长112 km）及其支流旧县河（境内流长45.9 km）、黄潭河（境内流长98.1 km）为上杭县内三大河流，常称为“一江两河”。其中，黄潭河发源于上杭县古田镇和蛟洋镇，流经新罗区大池镇、上杭县溪口镇、太拔镇、蓝溪镇、稔田镇，最后在永定区境内汇入汀江，为汀江的一级支流。黄潭河流域水质问题关系到当地经济、社会的可持续发展，因此分析评价其水质有助于全面科学地了解水质现状及变化状况。本文运用2016—2020年黄潭河流域4个监测断面的水质监测数据，采用单因子评价法，结合综合污染指数法和Spearman秩相关系数法，分别对水质状况和污染物变化趋势进行分析，以期为环境管理和社会经济发展决策提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 数据来源

黄潭河流域从上游往下游共布设4个断面，分别为城头坪、石铭渠道、蓝溪大桥和九曲里监测断面，分别位于福建省龙岩市上杭县古田镇、溪口镇、蓝溪镇和稔田镇。本次评价数据来源于2016—2020年龙岩市上杭环境监测站对4个监测断面的常规监测数据。综合考虑水质污染类型、数据的完整性和代表性，选取酸碱度（pH）、溶解氧（DO）、高锰酸盐指数（COD）、五日生化需氧量（BOD）、氨氮（NH-N）以及总磷（TP）6个指标进行分析。

1.2 评价方法

单因子评价法是目前常用的水质状况评价方法，根据评价时段内该断面参评的指标中类别最高的一项来确定。数据统计采用评价时段内监测数据的算术平均值进行评价[1]。该方法的缺点是“单项否决权”思想不利于全面反映水质的整体状况[2]，因此本文采用综合污染指数法来评价水体综合污染程度，公式如下：

式（1）（2）中：P为综合污染指数，为n 项指标的单因子污染指数算术平均值，能反映水质污染程度[3];P为单因子污染指数;C为第i项指标的实际浓度测量值;C为第i项指标的评价标准限值。

水质变化趋势分析采用《地表水环境质量评价办法（试行）》（2011年）中的Spearman秩相关系数法，公式如下：

式（3）（4）中：d为变量X与变量[Yi]的差值;X为周期I到周期N按浓度值从小到大排列的序号;Y为按时间排列的序号。

将秩相关系数r的绝对值同Spearman秩相关系数统计表中的临界值W进行比较，从而定量分析变化趋势。

2 评价结果

2.1 水质状况

黄潭河流域属于地表水环境功能Ⅲ类区，水质执行《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）中Ⅲ类水质标准。采用单因子评价法评价水质状况，结果见表1。城头坪断面和蓝溪大桥断面均在2016年出现超标情况，水质类别均为Ⅳ类;石铭渠道断面2016—2018连续3年出现超标情况，水质类别分别为劣Ⅴ类、Ⅴ类和Ⅳ类;九曲里断面在整个评价期内水质均达Ⅲ类标准。2019年和2020年4个监测断面均达到Ⅲ类水质标准，但石铭渠道断面近两年的TP浓度（2019年为0.19 mg/m、2020年为0.18 mg/m）已临近Ⅲ类水质标准限值（0.2 mg/m）。

通过计算单因子污染指数可以直观地看出超标因子和超标倍数，2016—2020年各断面综合污染指数评价结果如表2所示。由表2可知：城头坪断面和蓝溪大桥断面2016年的超标因子分别为TP（0.05）和TP（0.1）;石铭渠道断面2016年的超标因子为NH-N（0.98）、TP（1.65），石铭渠道断面2017年的超标因子为NH-N（0.24）、TP（0.6），2018年的超标因子为TP（0.25）。由此可见，NH-N和TP是影响黄潭河流域水质的主要因素。此外，NH-N和TP的超标倍数逐年下降，说明水质逐渐好转。

导致NH-N和TP超标的原因很多，主要分为外源污染和内源污染[4]。黄潭河流域的外源污染主要为工业源、农业源和生活源。城头坪断面上游的蛟洋工业区（化工园区）磷化工及含氨污染源、石铭渠道断面上游的大池镇生猪养殖废水、含磷洗涤废水以及餐厨废水等生活污染源，都是NH-N和TP超标的重要原因。

将综合污染指数按污染程度进行划分，结果见表3。石铭渠道断面和蓝溪大桥断面在评价期间内水质状况均有所好转;石铭渠道断面2020年水质仍为轻度污染;九曲里断面在整个评价期水质均处于较好状态;2016—2019年，城头坪断面水质由轻度污染转为较好状况，但在2020年又下降为轻度污染，应引起足够重视。

2.2 变化趋势

Spearman秩相关系数法用于评价污染物随时间变化的规律，可对污染物变化趋势进行定量分析[5]。使用这种方法要求具备足够的数据，一般至少应采用4个期间的数据，即5个时间序列的数据[1]。本次评价采用5年监测数据进行定量分析，结果见表4。

当N为5时，在显著水平为0.05时临界值W=0.900，将秩相关系数的绝对值与临界值进行比较，得到以下分析：2016—2020年，城头坪断面的TP呈显著下降趋势，pH、DO、COD、BOD和NH-N在评价期间内没有显著变化;石铭渠道断面的NH-N和TP呈显著下降趋势，pH、DO、COD和BOD在评价期间内没有显著变化;蓝溪大桥断面和九曲里断面的所有评价指标均没有显著变化，表明在评价期间变化稳定或平稳。

污染物的显著减少、水质状况的好转，主要是因为当地政府于2016年起实施了流域水质提升工程，具体包括开展生猪养殖业污染整治，完善鄉镇生活污水处理设施及村镇生活垃圾处理体系，重抓工业污染，强化蛟洋工业区污染监管、完善制度，实施河长制，加强乡镇水质交接断面考核等。

3 结语

对2016—2020年黄潭河流域水质状况及变化趋势进行分析，结果表明：城头坪断面的TP、石铭渠道断面的NH-N和TP呈显著下降趋势;石铭渠道断面和蓝溪大桥断面水质状况均有所好转;2019年和2020年4个监测断面水质均能达到Ⅲ类水质标准，说明近年采取的流域水质提升工程有效可行，可供其他地区流域整治借鉴。虽然水质状况总体有所好转，但仍存在不稳定因素，如城头坪断面水质在2019年上升为较好状况后又于2020年下降为轻度污染，而石铭渠道断面近两年的TP浓度已临近Ⅲ类水质标准限值，应引起高度重视。

NH-N和TP是影响黄潭河水质的主要因素，而工业源、农业源和生活源是导致NH-N、TP超标的主要原因，尤其要重点关注城头坪断面上游的蛟洋工业园区外排废水和石铭渠道断面上游的大池镇养殖业废水排放。建议在继续巩固水环境治理成果的基础上，严格控制黄潭河流域新增排放NH-N、TP的污染项目，即重点控制TP污染源。

参考文献：

[1]环境保护部.地表水环境质量评价办法（试行）[R/OL].（2011-03-01）[2021-07-29].https：//wenku.so.com/d/a263a24

5d8616c1a8ab072fe53343409.

[2]李慧明，候林丽，徐鹏.不同水质指数法在峡江水库水质评价中的应用[J].人民长江，2020（2）：32-36.

[3]游如玥，敖天其，朱虹，等.小流域水质评价方法对比研究[J].四川环境，2021（2）：73-81.

[4]孔令雪，孔祥瑞，薛晓玲，等.导致河道水中氨氮和总磷超标的主要污染物成因及防治[J].农业开发与装备，2017（11）：108.

[5]田甜.基于Spearman秩相关系数法分析水磨河水质变化趋势[J].节能与环保，2019（9）：52-53.

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