长江经济带水质监测断面嘉兴段评价分析

金雅薇，李 莉，浦国佳，沈耀宗，马艳玲，余建林

(浙江省嘉兴生态环境监测中心，浙江 嘉兴 314000)

1 引言

长江经济带覆盖 11 省市，面积约 205万km2，人口和生产总值均超过全国的40%，是我国经济重心所在。长江流域每年接纳废水量占全国的1/3，部分支流水质较差，湖库富营养化未得到有效控制。中下游湖泊、湿地功能退化，江湖关系紧张，水生生物多样性指数持续下降[1]，水质污染成为影响社会经济发展的重要因素[2,3]。嘉兴市是浙江最靠近长江的城市之一，市境内有12个长江经济带水质监测断面。开展嘉兴市长江经济带水质监测断面的水质现状分析，能为嘉兴市水质提升精准施策提供技术支撑，助力长江经济带环境保护。

本文选取了2020年嘉兴市12个长江经济带水质监测断面的数据，采用单因子指数法、传统内梅罗指数法、改进内梅罗指数法对水质进行分析评价。

2 材料与方法

2.1 研究区域概况

嘉兴市位于浙江省东北部，位于北纬30°15′～31°02′，东经120°20′～121°32′，处于长江三角洲杭嘉湖平原腹心地带，也是浙江最大的平原区。全市水域面积340 km2，水面率达8.58%，河道纵横，湖荡众多。市域东临大海，南倚钱塘江，北负太湖，西接天目之水[4]，市域水系总体上属长江水系太湖流域，因京杭运河为贯穿市境的主干河道，而其他骨干河道均与之相关成系，所以也称“运河水系”或“平原河网水系”。

2.2 评价项目及标准

选取高锰酸盐指数、溶解氧、总磷、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮共6项作为评价指标。评价标准执行《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的Ⅲ类标准。

2.3 评价方法

2.3.1 单因子指数法

单因子指数法是水质评价中最常用、最简单的评价方法，具体计算公式如下：

(1)

式(1)中，Pi为第i种污染物的水质指数；Ci为第i种水质指标的浓度值；Si为第i种水质指标地表水Ⅲ类标准限值。

此外,溶解氧的计算方法:

(2)

式(2)中，PDO为溶解氧的水质指数；CDO为溶解氧的浓度值；SDO为溶解氧的地表水Ⅲ类标准限值。

2.3.2 传统内梅罗指数法

传统内梅罗指数法在单因子指数法的基础上发展而来，计算过程简单、物理概念清晰[5,6]。具体公式如下：

(3)

式(3)中，P为传统内梅罗指数，Fave为单项污染指数平均值，Fi,max为最大单项污染指数。

2.3.3 改进内梅罗指数法

改进内梅罗指数法考虑了权重值最大的污染因子对水质评价的影响[7～9]，具体公式如下：

(4)

3 结果和分析

3.1 单因子评价法

单因子评价法是将每种污染物浓度与地表水Ⅲ类标准比较单独评价，以最差的水质类别作为水质综合评价的结果[10,11]，具体结果见表1。

表1 单因子水质指数法评价结果

3.2 传统内梅罗指数法

传统内梅罗指数法将各水质指标的标准浓度与地表水Ⅲ类标准比较，计算出各级标准对应的指数(简称P):Ⅰ：P≤0.62；Ⅱ：0.62

表2 各断面传统内梅罗指数

3.3 改进内梅罗指数法

改进内梅罗指数法克服了传统内罗指数法过于注重最大污染因子和未考虑权重的缺陷[12～14]。根据修正后的公式计算出各级标准对应的指数(简称P):Ⅰ：P≤0.33；Ⅱ：0.33

表3 各断面改进内梅罗指数

3.4 3种方法比较

嘉兴市长江经济带12个断面水质类别3种方法比较见图1。

图1 2020年嘉兴市长江经济带12个断面水质类别

3.5 结果分析

2020年嘉兴市12个长江经济带断面，用单因子评价法有8个断面是Ⅲ类，4个断面是Ⅳ类；传统内梅罗指数法有3个断面是Ⅱ类，9个断面是Ⅲ类；改进内梅罗指数法12个断面都是Ⅲ类。从结果可以看出：3种不同的评价方法存在一定的差异，用单因子评价法断面1、2、3、6是Ⅳ类。用传统和改进内梅罗指数法这4个断面全是Ⅲ类。

4 结论与讨论

单因子评价法选取水质指标最差的单项指标来确定断面水质类别，各指标之间互不联系，在这3种方法中最为严格，只要有一个指标超标即为超标，不考虑其他指标的污染情况，在一定程度上不能反映出整体的水质状况[15]。传统内梅罗指数法综合考虑了所有污染因子和污染最严重的因子的影响，弥补了单因子评价法不能综合反应断面整体水质的影响，但是也没有考虑各因子对水质影响大小的区别。改进内梅罗指数法考虑了污染因子的权重，克服了单因子指数法一刀切和传统内梅罗指数法过于关注污染最严重因子的缺点，能更好地反应各污染因子对水质的综合影响，能给出一个更准确的结果。利用改进内梅罗指数法对长江经济带水质监测断面嘉兴段进行评价结果显示：所有断面水质为良好。