黃石市磁湖水環境質量評價與分析

樂 靜

(黃石環境監測站，湖北 黃石 435000)

黃石市磁湖水環境質量評價與分析

樂 靜

(黃石環境監測站，湖北 黃石 435000)

對黃石市磁湖主要污染物的污染現狀進行了分析，運用綜合污染指數法、綜合營養狀態指數法和 spearman 秩相關系數法對磁湖水環境質量進行了評價和分析。結果表明，磁湖中高錳酸鹽指數、氨氮、總氮、總磷四種主要污染物濃度年均值、水質綜合污染指數及綜合營養狀態指數等指標明顯下降，由中度富營養狀態轉變成輕度富營養狀態，但其水質基本上屬重污染，提出了改善磁湖水環境質量的對策和建議。

磁湖；水環境質量；評價；分析；水質標準；富營養化

磁湖位于湖北省黃石市市區，是一座美麗的城中湖，水域面積約1.0×107m2，匯水面積6.28×107m2，平均水深1.75m。磁湖具有調蓄、景觀等多種功能。隨著黃石市環磁湖開發，集聚人口增加，大量污染物排入湖內，嚴重影響湖泊水環境質量。本文根據“十一五”、“十二五”期間黃石監測站定點監測結果，運用綜合污染指數法、綜合營養狀態指數法和 spearman 秩相關系數法等多種方法對磁湖水環境質量進行評價與分析，并探討其變化原因及防治對策，對做好“十三五”及今后一段時間磁湖水污染防治工作具有重要的指導意義。

1 分析方法

1.1 數據來源

本文數據來自于《黃石市環境質量報告書(2006～2010年度)》、《黃石市環境質量報告書(2011～2015年度)》中磁湖省控點監測數據統計分析的年均值。

1.2 評價點和項目

磁湖水質監測點共15個，其中省控點7個，每月監測一次；市控點8個，逢單月監測。因省控點監測頻次高，更具有代表性，所以本文選用省控點監測統計分析數據。

評價項目包括高錳酸鹽指數、生化需氧量、氨氮、總氮、總磷、葉綠素a、透明度等 7項水質指標。

1.3 評價標準

根據地表水環境功能區劃，磁湖執行《地表水環境質量標準》(GB3838 -2002)Ⅲ類標準，Ⅲ類水質標準限值見表1。

1.4 評價方法

1.4.1 綜合污染指數法

綜合污染指數方法屬于定量評價，在我國被廣泛應用于河流、湖庫水污染現狀評價[1,2]，其計算公式為：

式中：P——水質綜合污染指數；

Pi——i種污染物的污染分指數；

Ci——i種污染物的實測濃度值(mg/L)；

Si——i種污染物的評價標準值(mg/L)；

n——評價因子個數。

根據P的計算結果，分級標準如表2 .

表1 《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)Ⅲ類水質標準值

1.4.2 綜合營養狀態指數法

湖泊、水庫的營養狀態評價執行中國環境監測總站制定的《湖泊(水庫)富營養化評價方法及分級技術規定》，評價參數為葉綠素a(Chla)、總磷(TP)、總氮(TN)、透明度(SD)和高錳酸鹽指數(CODMn)[3]。

式中：TLI(∑)為綜合營養狀態指數；

Wj為第j種參數的營養狀態指數的相關權重；

TLI(j)為代表第j種參數的營養狀態指數。

各參數的營養狀態指數計算公式為：

TLI(chl)=10(2.5+1.086 ln chl)TLI(TP)=10(9.436+1.624 ln TP)TLI(TN)=10(5.453+1.694 ln TN)TLI(SD)=10(5.118-1.94 ln SD)TLI(CODMn)=10(0.109+2.66 ln CODMn)

湖泊(水庫)營養狀態分級見表3 .

表2 地表水水質分級標準

表3 湖泊(水庫)營養狀態分級

1.4.3 Spearman秩相關系數法

磁湖水質狀況年度變化趨勢評價采用Spearman秩相關系數法，對評價指標(項目濃度)與時間序列間的相關性進行計算，從而對水質變化趨勢進行定性分析[4]。

1)秩相關系數的計算公式為：

di=Xi-Yi

式中：di——變量Xi和變量Yi的差值；

Xi——周期1到N按濃度值從小到大排列的序號；

Yi——按時間順序排列的序號。

2)評價方法

將秩相關系數rs的絕對值同spearman秩相關系數統計表中的臨界值Wp(0.564)進行比較。

如果│γs│>Wp則表明變化趨勢有顯著意義；rs是負值，則表明下降趨勢或好轉趨勢；rs為正值，則表明上升趨勢或加重趨勢；當│γs│≤Wp則表明變化趨勢沒有顯著意義，表明基本無變化。

2 結果與分析

2.1 主要污染物現狀及變化趨勢

選擇高錳酸鹽指數、生化需氧量、氨氮、總氮、總磷五項因子作為磁湖的主要污染物，對其 “十一五”、 “十二五”期間的濃度變化情況進行了分析，詳情見表4、圖1。

由表4、圖1可知，“十一五”、“十二五”期間，對照表1中Ⅲ類水質標準限值，磁湖中高錳酸鹽指數除2006、2007年超標外，其它年度均達標；生化需氧量全部超標；氨氮除2006、2007、2010年超標外，其它年度均達標；總氮、總磷全部超標。2006、2007、2008及2010年磁湖屬劣Ⅴ類水質。

根據spearman秩相關分析結果，“十一五”、“十二五”期間，磁湖中高錳酸鹽指數、氨氮、總氮、總磷四種主要污染物濃度年均值下降趨勢明顯，而生化需氧量年均值下降趨勢不明顯，這與黃石市實施環湖截流、關閉和搬遷磁湖流域規模化畜禽養殖場等措施有關。

表4 磁湖主要污染物年均值變化情況 單位：mg/L

圖1 磁湖主要污染物年均值變化情況

2.2 綜合污染指數及變化趨勢

“十一五”、 “十二五”期間，磁湖水質污染情況見表5。

由表5可知，“十一五”、 “十二五”期間，磁湖水質2007年屬嚴重污染，其它年度均屬重污染；根據spearman秩相關分析結果，磁湖綜合污染指數下降趨勢明顯。

表5 磁湖水質綜合污染指數比較

2.3 綜合營養狀態指數法評價結果

在評價磁湖富營養化時，選取葉綠素a、總磷、總氮、透明度和高錳酸鹽指數等對湖泊營養狀態影響最為密切的5個參數，作為描述磁湖營養類型的指標，評價結果見表6。

表6 磁湖富營養狀態評價結果

由表6可知，從2006年到2013年，磁湖水質一直呈中度富營養化特征；僅2014、2015年，磁湖水質呈輕度富營養化特征，營養狀態明顯改善；根據spearman秩相關分析結果，磁湖綜合營養狀態指數下降趨勢明顯，這可能與黃石市利用亞行貸款開展磁湖水污染綜合整治項目有關。

3 結論與建議

3.1 結論

“十一五”、“十二五”期間，磁湖中高錳酸鹽指數、氨氮、總氮、總磷四種主要污染物濃度年均值、水質綜合污染指數及綜合營養狀態指數等指標明顯下降，由中度富營養狀態轉變成輕度富營養狀態，但其水質基本上屬重污染，磁湖水污染治理形勢仍然嚴峻。

3.2 建議

1)按照《湖北省生態保護紅線劃定方案》，落實磁湖生態保護紅線勘界落地任務。加快磁湖濕地公園的建設，處理來自下陸地區大量分散點源匯集至磁湖西岸李家坊溝渠中的污水。

2)加強配套管網建設，加快實施黃石市主城區二、三級支管建設以及雨污管網分流改造，推進主城區初期雨水收集設施建設，減少初期雨水入磁湖量。

3)強化環境監管，嚴厲打擊環磁湖違法排污行為 。

4)實施磁湖底泥疏浚，削減內源污染；實施湖泊水體原位修復工程，建設多個植物浮床，以觀花植物為主，形成良好景觀。

[1]李利霞. “十一五”期間濟源市地表水環境質量評價[J]. 能源環境保護，2012，26(1)：52～55.

[2]李思敏，曹 燦，白蘇媛. 城市水系淺水湖泊水環境質量評價與分析[J].環境科學與技術，2014，37(9)：163～167.

[3]王明翠，劉雪芹，張建輝，等. 湖泊富營養化評價方法及分級標準[J]. 中國環境監測，2002，18(5)：47～49.

[4]環境保護部. 地表水環境質量評價辦法 (試行 )，2011.

Evaluation and analysis of water environmental quality for Cihu lake in Huangshi city

YUE Jing

(Huangshi Environmental Monitoring Station，Hubei Huangshi 435000)

The pollution status of main pollutants for Cihu lake in Huangshi City were analyzed. Water environmental quality for Cihu Lake was evaluated and analyzed by methods of comprehensive pollution index, nutrient index, and the spearman rank correlation coefficient. Results showed that average pollutant concentration of permanganate index, ammonia nitrogen, total nitrogen, and total phosphorus, water quality comprehensive pollution index and comprehensive nutrition state index decreased obviously for Cihu lake , by moderate eutrophication state into a mild eutrophic state, but its water quality basically belongs to the heavy pollution. The countermeasures and Suggestions for improving Cihu lake water environment quality were put forward.

cihu lake；water environmental quality；evaluation；analysis；water quality standard；eutrophication

2016—09—11

樂靜(1969— )，女，湖北武漢人，高級工程師，主要從事環境監測與環境保護研究工作.

G512

A

2096-3149(2017)01- 0022-05

10.3969/j.issn.2096-3149.2017.01.006