山東省城市飲用水水源地水質監測與評價研究

袁輝

摘 ? 要：本文構建了生態風險評價指標體系，對飲用水水源地生態風險進行了評價，通過層次分析法確定了指標權重。采用所建立的評價模型對飲用水水源地生態系統風險進行評價，可知山東省飲用水水源地生態總體偏向于預警等級，飲用水水源地生態系統遭受到一些破壞。在此基礎上提出了飲用水水源地生態恢復和科學管理的建議。

關鍵詞：飲用水水源地 ?生態風險評價 ?生態風險管理

中圖分類號：X832 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）06（a）-0130-02

山東省水資源量為全國1.1%，與世界上最缺水的國家以色列相當，但卻供養著占全國7.3%的人。目前飲用水水源由各地區域地表水、引黃水、地下水三類為主，部分水庫存在多水源混合問題，飲用水水質風險更加突出。地域性的地下水氯化物、硫酸鹽、溶解性總固體等指標超標現象較為普遍。本文主要對山東省地下水源水質進行分析。

1 ?山東省飲用水水源地水質評價分析

1.1 模型構建

PSR（壓力-狀態-響應模型）是聯合國DECD和UNEP提出的概念框架模型，它反映了人類活動對生態環境造成的壓力，能夠說明生態系統狀態的變化與人類對策之間的關系。隨著人們對生態系統的認識和對生態安全的認識的加深，PSR模型逐漸應用于各個領域和地區的生態評價中，評價對象也在不斷增加。

目前，對于水源地的生態系統風險評價未見研究報道，本文將PSR模型引入到水源地評價中來，通過層次分析法確定指標權重，對飲用水水源地水質進行了綜合評價。

1.2 指標選擇

根據水質評價的原則，在水質評價中應選擇在水環境污染中起主要作用，且會嚴重威脅環境、生態、社會、人類健康的因素作為評價指標。在查閱CNKI等環境保護網站上的數據庫和相關資源之后，結合山東省飲用水源水質的特點，本文分析了2019年1—12月的飲用水源實測數據。其中重金屬離子（如銅和鋅）、非金屬離子（如硒，砷和汞）、化合物（如硫化物）以及石油和揮發性酚的濃度均達到B級標準;在研究期內，pH值和水溫均在標準范圍，對飲用水源整體水質的影響程度相對較小。在上述測量數據的分析和比較的基礎上，該項目選擇了6個評估指標，分別是：總磷（TP）、總氮（TN）、氨氮（NH3-N）、溶解氧（DO）、五日生化需氧量（BOD5）、高錳酸鹽指數（CODMn）。

1.3 權重矩陣

不同的污染物對水質的影響程度不盡相同，對應出來的權重也存在差異。所以首先我們采用層次分析方法確定權重，具體步驟如下：

①確定評價指標并對其進行數據處理。為了6項評價因子更具有可比性，在對數據進行處理時，建議用單項污染指數法。

對DO值越大水質越優的指標：

對CODMn等越小越優型：

其中，dij表示第j個評價對象中的第i個評價指標的標度值，si表示第i個評價指標的各等級的標準值的算術平均值，cij表示評價對象j中評價指標i的實際監測濃度。

1.4 水質綜合評價

由相乘相加算子和加權平均原則對權重矩陣和隸屬矩陣進行模糊評價，得出評價結果，即各監測時段的水質等級BT，見表1。

由表1中對飲用水水源地水質的綜合評價可知：

（1）2019年，飲用水水源地水質綜合排序為：10月>5月>1月>4月>12月>11月>2月>3月>6月>7月>8月>9月。總體來看，綜合水質良好，水質類別介于Ⅰ～Ⅲ級。監測時段中的綜合水質，1～5月份在Ⅱ級標準上下波動;6、7、8月份水質相對較差;9月份劣于Ⅲ級水質標準，整個時段最差，具體表現為：伴隨較高的總氮、總磷濃度，明顯增加的氨氮濃度，溶解氧濃度顯著降低。分析原因，推測是受高溫天氣的影響，總氮、總磷等污染因子聚積，導致溶解氧濃度明顯減少。

（2）2019年飲用水水源水質綜合排名為：10月>5月>1月>4月>12月>11月>2月>3月>6月>7月>8月>9月總體而言，總體水質良好，水質類別從Ⅰ至Ⅲ。1月至5月，監測期內的綜合水質與二級標準相比有所波動。6月，7月和8月的水質相對較差;比9月份的三級水質標準差。總氮、磷濃度、氨氮濃度顯著增加，溶解氧濃度顯著下降。分析原因是由于高溫天氣的影響，總氮、總磷等污染因子聚積，導致溶解氧濃度的顯著降低。

（3）通過比較分析，確定山東省被測水體的主要污染物為TN，權重系數為0.4341。注重最大污染因子的影響，忽略了其他指標的作用，權重賦值偏重。 因為在綜合評估中，為了確定綜合水質水平，僅保留了一些權重系數的值或成員，而排除了單個數據，因此評估結果趨于保守。

2 ?山東省飲用水水源地生態管理建議

2.1 削減氮、磷的入湖量

首先是加強對水源和水源的監測。應對排放大量污染物的大型企業進行在線監控，從而確保已建成的三個廢物處理設施的正常運行，必須排放廢水和廢氣以達到標準，減少污染物和養分，并減少水源負荷。區域內不符合污染標準的企業，要在限期內整頓，整改后仍不達標的企業，必須要堅決停產整頓，直至關閉并拆除。二是加強對危險工業產品的管理，對有毒有害化學材料和廢物的運輸全過程進行監控，如果有條件運輸車輛必須配備GPS全球定位系統，以進行全過程監控;積極落實建立相應的處置交換中心，合理綜合利用固體廢物。

2.2 加強水源地核心區域的保護

首先，針對保護區和準保護區的點源污染，特別是污染工業企業、違法建筑和建設項目，制定拆除、改造和總量控制計劃，分析該計劃的技術可行性，實現環境效益分析，優化治理計劃。 其次，禁止在水源地一級保護區內直接排污; 劃定和調整地表水和飲用水水源保護區，確定保護區的水平和邊界，設置警告標志，并關閉第二級保護區的直接排污口。 最后，考慮將人口轉移到水源的核心區域，拆除所有集中式牲畜飼養設施，并在保護區集中堆放和處置垃圾，并且在重點污染區建立污染緩沖帶，攔截污染物。

2.3 發展生態農業

農田徑流是農田污染物的載體，大量的地表污染物在降雨徑流的侵蝕和侵蝕作用下隨農田徑流進入水源區，影響了保護區的水質。農田徑流污染控制項目主要利用礦坑、池塘等工程措施，減少徑流侵蝕和水土流失，并通過生物和土地處理系統攔截和凈化污染物。大力發展生態農業，通過轉變和調整農村自然-社會-經濟復合生態系統的結構，采取有效措施增加水、熱、光、氣候和土壤等自然資源，以及各種副產品和廢物。生產過程中合理運用多層次、多途徑，減少化學肥料和農藥的使用，逐步恢復和改善土壤肥力、水土保持、污染防治，逐步改善區域農業生態環境。

3 ?結語

山東省飲用水水源地是農業灌溉、防洪、供水和旅游業相結合的大型水利工程，與沿線許多地區的用水和開發有關。通過對飲用水源地生態風險的評價得出結論：需要對輸水管道進行更加完善的保護，必須采用技術手段來形成動態監測系統和風險預警系統。預警機制的緩沖作用應盡可能減小。在建立飲用水源地生態風險評價指標體系的基礎上，通過層次分析法確定指標權重，采用建立的評價模型評價水源地生態系統風險。發現當地的飲用水源生態系統受到了一定的破壞。基于此，制定了相應的保護和處理措施，以達到保護飲用水源的目的。

參考文獻

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