基于水污染指数法的涡河(蒙城段)水质评价分析

于品正

(蒙城水文站，安徽 蒙城 233500)

水质评价主要是根据标准、指标和方法以及水资源的利用情况，对各水域的水质状况进行定性或定量评价，可及时、全面地反映水质现状和发展趋势，为水环境管理、污染源控制等提供科学依据，在水环境保护中发挥着重要作用[1]。水质评价方法繁杂，包括单-多因素评价法、水污染指数法、综合污染指数法、灰色关联法和模糊综合评价法等，各种方法适用性及优劣不同，其中水污染指数法具备可进行水质类别评价、水质定量评价和识别主要污染物的优点，可从时空双角度进行水质演变趋势分析[2-4]。因此，本文选用水污染指数法对涡河蒙城段上下游2016-2021年水质情况进行综合评价分析，为优化改善涡河流域水质提供参考。

1 研究区域概况

涡河是淮河的一级支流、第二大支流，发源于河南省开封市，经安徽亳州(谯城、涡阳、蒙城)于蚌埠汇入淮河主干道，呈西北-东南走向，是豫、皖间水运要道，全长约380 km，流域面积约16 000 km2，其中涡河蒙城段位于中下游，长约55 km。选择检测站点为岳坊镇站和双涧站，其中岳坊镇站位于城区上游，双涧镇站位于城区下游，流域位置见图1。

图1 涡河(蒙城段)流域位置

2 研究方法

水污染指数法(WPI，Water Pollution Index)是在单因子评价模型的基础上，选择最具污染性的指标判断水质类别，将计算的水质类别和WPI值进行对应来确定评价，核心是采用内插法求出检测段每个评价指标的WPI值后进行比选，保留WPI值最大的指标作为该检测的WPI值[3]。

2.1 水质等级与 WPI 值对应表

水质等级根据计算的WPI值可分为6类，具体对应关系见表1。

表1 水质等级与 WPI 值对应表

2.2 WPI 值计算公式

当水质为Ⅰ～Ⅴ类时，WPI值的计算公式为：

(1)

当水质为劣Ⅴ类时，WPI值的计算公式为：

(2)

式中：WPI(i)为第i个评价指标的指数值；C(i)为第i个评价指标的检测浓度值；Ch(i)、Cl(i)分别为该指标的上限、下限浓度值；WPIl(i)为第i个评价指标所在类别标准下限浓度值所对应的指数值；WPIh(i)为第i个评价指标所在类别标准上限浓度值所对应的指数值；C5(i)为第i个评价指标的Ⅴ类标准限值。

2.3 指标选择及数据来源

根据《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)、《地表水环境质量评价办法( 试行) 》和国际主要污染指标[5]，选取化学需氧量CODcr、溶解氧DO、氨氮NH3-N、高锰酸盐CODMn作为涡河蒙城段水质评价的主要指标。

指标数据来源于涡河蒙城段岳坊镇、双涧镇环境监测站2016-2021 年的每年平均检测数据，其中化学需氧量CODcr分析方法为重铬酸钾法，溶解氧DO分析方法为电化学探头法，氨氮NH3-N分析方法为纳氏试剂分光光度法，高锰酸盐CODMn分析方法为高锰酸盐指数法。具体数据见表2。

表2 2016-2021年岳坊站、双涧站检测数据

3 结果与分析

3.1 水污染指数法的评价结果

根据水污染指数法计算涡河蒙城段岳坊站、双涧站2016-2022年4项指标的WPI值，计算结果及水质评价结果见表3、表4。

表3 涡河岳坊站水污染指数法评价结果

表4 涡河双涧站水污染指数法评价结果

根据表3、表4可知，按照水污染指数法计算，岳坊站和双涧站评价结果基本一致，即涡河蒙城段2016、2017年水质为Ⅴ类；2018、2019年水质为Ⅳ类；2020年水质最好，达到Ⅲ类；2021年水质降为Ⅳ类，整体水质一般。

由图2可见，自2016年以来，两检测站综合值WPI均呈下降的变化趋势，表明涡河蒙城段的水质正在逐渐变好，治理措施初见成效。

图2 岳坊、双涧站综合WPI值变化趋势

3.2 污染源分析和建议

根据水污染指数法筛选主要污染指标原则，对于水质差于Ⅲ类时，可选择WPI值高于60的指标作为主要污染指标，筛选结果汇总见表5。由表5可见，蒙城段主要污染物为化学需氧量CODcr和高锰酸钾CODMn，尤其是城区下游污染物多于且整体高于上游。这表明一方面城镇污水排流问题仍然严重，污染综合指数较高；另一方面涡河沿线农耕地较多，支流丰富，农药化肥超量和使用方法不科学的问题仍然存在。

表5 岳坊、双涧站主要污染物指标

建议：①加快推进小企业规模集中化发展，采取集中治理方式进行工业集聚区水污染防治。②统筹推进城镇污水处理及配套管网建设工作，禁止沿岸企业、居民直排污水。③加强河道支流治理，尤其是黑水沟等老大难问题，从源头进行管控。④加强宣传教育，对沿岸群众、村庄采用多种媒体方式进行宣传，营造爱河护河的良好氛围。

4 结 论

采用水污染指数法对涡河蒙城段上下游两个断面的不同时期进行水质评价分析。结果表明：①近年来涡河蒙城段水质整体一般，处于Ⅲ～Ⅳ类动态变化，较2016、2017年有所改善；②河道主要污染物为化学需氧量CODcr和高锰酸钾CODMn，下游污染物高于上游。主管部门应在省市指导下，进一步强化治理，持续改善水质环境。