嘉興南郊河水源水水質變化特征與趨勢分析

吳曉芳　董嘯嘯　洪志勇　丁夢娜　周蘇萍　葛修晟　何洋陽　鄭永吉　汪梅

【摘要】：南郊河為浙江省嘉興市區的水源地，通過18個月的不間斷采樣檢測，采用單因子評價法評價其水質類別，南郊河水體水質由Ⅲ～Ⅳ類向Ⅱ～Ⅲ類變化；采用超標倍數法，確定其主要污染指標為高錳酸鹽指數、COD和TP；采用秩相關系數法對其進行水質變化趨勢分析，表明在評價時段內污染指標變化呈下降趨勢，水質有好轉趨勢，且其變化趨勢有顯著意義。此研究表明浙江省“五水共治”工程成效明顯。

【關鍵詞】：水源水；檢測；評價；秩相關系數；五水共治

為保護水資源，守護生命線，浙江省委省政府于2014年在全省范圍內全力推行“治污水、防洪水、排澇水、保供水、抓節水”的“五水共治”工程。首期目標為“力爭在3年內解決突出問題，明顯見效”。開展內陸河水質變化特征與趨勢分析，可全面分析評價浙江省水源水水質變化情況，驗證在全省范圍內推行“五水共治”工程的成效。

本文以南郊河水源水為研究對象，在2015年9月～2017年2月期間，通過每月一次，為期18個月的高密度監測，全面評價南郊河原水水質狀況和水質變化趨勢。

1、研究方法

1.1 研究區域

嘉興市南郊河為人工開挖河，在2007年11月全線通航后，成為嘉興市的新環城河，同時也成為嘉興貫涇港水廠的水源地。南郊河北起杭州塘，南止于海鹽塘，全長10.71km，寬60m。南郊河貫通杭嘉湖水域，其水質變化情況同步表征了地區內河水質變化趨勢。

1.2 采樣點位與頻率

南郊河水質檢測項目頻率為每月采樣檢測一次，每次采集水樣1個，采樣點為貫涇港水廠水源水采樣口。

1.3 檢測指標與方法

南郊河水質檢測項目涵蓋《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）表1中的24基本項目、表2飲用水源地中的5個補充項目，同時還增測了總大腸菌群、菌落總數、溴酸鹽、甲醛、亞氯酸鹽、氯酸鹽、色度、渾濁度等18項指標。檢測方法為《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）中所規定的國家標準方法、《生活飲用水標準檢驗方法》（GB5750-2006）。

1.4 評價方法

評價標準依據為《地表水環境質量標準》（GB3838-2002），采用單因子評價法，即根據評價時段內參評指標中類別最高的一項來進行類別判定。根據《地表水環境質量評價辦法》（2011年），地表水水質評價指標為：《地表水環境指標標準》（GB3838-2002）表1中除水溫、TN、糞大腸菌群以外的21項指標。

2、結果與討論

2.1 檢測與評價結果

結果顯示，高錳酸鹽指數、COD、氨氮以及TP測得值處于Ⅲ類～Ⅴ類水體水質之間；總氮均未達到Ⅴ類水體要求，水質評價結果見表下表1。

2.2 污染物變化趨勢分析

結果表明，南郊河水系屬Ⅱ類～Ⅴ類水體水質，屬于微污染水源。2015年9月～2017年2月期間，水質向好趨勢明顯，特別是2016年7月以來，持續處于Ⅱ類～Ⅲ類水體，水質提升1個等級以上，能基本滿足“飲用水源地一、二級保護區”要求。

高錳酸鹽指數、COD、氨氮、TP等指標變化趨勢基本一致，表現為穩中有降，特別是2016年7月以來，其測得值均下降趨勢明顯。

氟化物、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽氮等指標含量相對較為平穩，有不同程度的降低趨勢，其中氟化物的測得值在0.35～0.50mg/L之間；硫酸鹽測得值在35～70mg/L；氯化物測得值在20～30mg/L；硝酸鹽氮測得值在1.50～3.00mg/L之間。

飲用水水源水補充項目指標中，鐵、錳測定結果超過GB3838-2002規定限值（0.3mg/L，0.1mg/L），平均值超標倍數分別為2.3倍和1.7倍；2016年后結果明顯降低，2017年2月鐵和錳均未見超標，其中錳指標已連續4個月未檢出。2015年12月～2016年4月連續5個月，在原水中有氯酸鹽檢出，其測得值在0.041～0.317mg/L之間。

2.3 主要污染物的確定

根據《地表水環境質量評價辦法》（2011年），斷面水質超過《地表水環境質量標準》GB3838-2002Ⅲ類標準時，先按照不同指標對應水質類別的優劣，選擇水質類別最差的前三項指標作為主要污染指標。當不同指標對應的水質類別相同時計算超標倍數，將超標指標按其超標倍數大小排列，取超標倍數最大的前三項為主要污染指標。

超標倍數=（某指標的濃度值-該指標的Ⅲ類水質標準）/該指標的Ⅲ類水質標準

根據結果，確定南郊河的主要污染指標為高錳酸鹽指數、COD和TP。

2.4 水質變化趨勢分析

為評價南郊河水質變化趨勢，使用spearman的秩相關系數，對其進行Daniel的趨勢檢驗。

rs=1-[6∑di2]/[N3-N]

di=Xi-Yi

式中，di變量為Xi與Yi的差值；Xi為周期I到周期N按濃度值從小到大排列的序號；Yi為按時間排列的序號。

選用高錳酸鹽指數、COD和TP三項主要污染指標，分別進行水質變化趨勢分析，計算得rs結果如表3。

由spearman秩相關系數統計表查得臨界值Wp為0.399[N=18；顯著水平（單側檢驗0.05）]。其評判標準為：

當rs的絕對值>Wp 則表明變化趨勢有顯著意義；

如果rs是負值，則表明在評價時段內有關統計量指標變化呈下降趨勢或好轉趨勢；

如果rs為正值，則表明在評價時段內有關統計量指標變化呈上升趨勢或加重趨勢；

當rs的絕對值≤Wp則表明變化趨勢沒有顯著意義：

結果顯示，三項主要污染指標變化趨勢分析一致，均表明在評價時段內污染指標變化呈下降趨勢，水質有好轉趨勢，且其變化趨勢有顯著意義。

結語

南郊河屬于人工開挖內陸河，2016年7月以來，水質已從原來的Ⅳ～Ⅴ類水體，提升為Ⅱ類～Ⅲ類水體，原水水質趨好。原水中大部分金屬指標和毒理學指標未予檢出，可以達到Ⅲ類以上水體要求。

南郊河的主要污染指標為高錳酸鹽指數、COD和TP。在評價時段內，南郊河污染指標變化呈下降趨勢，水質有好轉趨勢，且其變化趨勢有顯著意義。

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[5]環境保護部.地表水環境質量評價辦法，2011.

作者簡介：吳曉芳（1975-），女，浙江金華人，高級工程師，研究方向：水質檢測。