鄉鎮飲用水源地主要超標項目變化趨勢分析

向亞芳

（云陽縣生態環境監測站 重慶 404500）

引言

飲用水源是飲水安全保障中的一個重要環節，水質問題直接關系到人類的身體健康，成為國際國內社會高度關注的公共衛生問題之一[1]。中國的城市供水水源地水質問題突出，居民飲水安全受到影響。飲用水是各種疾病、傳染病傳播的重要途徑，發展中國家80%的疾病和30%死亡的是由不安全的飲用水引起[2]。因此，水源地水質安全事關千家萬戶的身體健康，開展重慶市云陽縣轄區鄉鎮集中式飲用水水源地超標項目的變化趨勢分析可以為環境管理者提供決策依據，為改善轄區鄉鎮集中式飲用水水源地水質綜合達標治理提供技術支撐。

1 云陽縣鄉鎮集中式飲用水水源地現狀

云陽縣有42 個鄉鎮、街道，飲用水主要是以地表水水源地為主。2020 年飲用水源地共60 個，其中城市集中式飲用水水源地2 個，鄉鎮集中式飲用水水源地58 個（其中供水人口在10000 人或日供水在1000 噸以上“萬人千噸”集中式飲用水水源地6 個）。河流型飲用水水源地15 個，湖庫型飲用水水源地45 個。

“萬人千噸”集中式飲用水水源地每季度首月月初現場采樣監測1 次，其余52 個鄉鎮集中式飲用水水源地半年（5 月、10 月）監測各1 次，監測項目均為《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）中表1 和表2 的共29 項指標。

表1 秩相關系數rs的臨界值Wp

超標項目確定方法采用單因子評價法，河流型和湖庫型鄉鎮集中式飲用水水源地超標項目確定標準均采用《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）的Ⅲ類標準限值評價。

本文利用2020 年云陽縣生態環境監測站對云陽縣轄區58 個鄉鎮集中式飲用水水源地監測數據分析評價結果，超標鄉鎮集中式飲用水水源地為鳳鳴鎮和平水庫、人和街道桂花水庫、盤龍街道大河溝水庫、紅獅鎮九道水庫等4 個水庫型水源地，超標項目主要為高錳酸鹽指數、化學需氧量、總磷、硫酸鹽。對4 個超標水源地主要污染物運用秩相關系數統計分析近5 年的變化趨勢，同時多角度分析引起水質變化的主要原因，為水質達標綜合治理方案和管理方法提供參考依據。

因環境監測結果會受多方面因素影響，很難利用某一兩次的監測結果判斷整個污染物變化趨勢。因此必須利用統計學原理檢驗污染變化趨勢的定量分析[3]。

2 秩相關系數法

常用Spearman 秩相關系數法分析行變化趨勢。該方法要求舉足夠數據，一般至少應采用四個期間的數據。具體方法是：給出時間周期Y1……Yn，和其相應數值C（即月均值、季均值、季均值或年均值C1……Cn），將C 從大到小排列好。

秩相關系數的計算公式如下：

式中：di—變量Xi和變量Yi的差值；

Xi—周期1 到N 按數值從小到大排列序號；

Yi—按時間順序排列的序號。

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進行比較。當|rs|≥Wp則表明變化趨勢有顯著意義：如果rs是負值，則表明變化呈下降趨勢或好轉趨勢；如果rs為正值，則表明變化呈上升趨勢或加重趨勢；當|rs|

3 評價參數與斷面選擇

根據表2 的2020 年云陽縣鄉鎮飲用水源地項目超標倍數統計表，對超標水源地及導致其超標的項目進行分析，分析該項目近5 年的變化趨勢。

表2 2020年鄉鎮飲用水源地項目超標倍數統計表

由于和平水庫和桂花水庫為“萬人千噸”鄉鎮集中式飲用水源地，每季度監測1 次，因此在本文中取年均值參與計算[5]。

4 校驗

4.1 和平水庫

2016-2020 年按時間順序依次排列為Yi，2016-2020 年分別對應的CODMn、CODCr和總磷年均值從低到高依次排列為Xi。和平水庫2016-2020 年CODMn、CODCr和總磷年均值分析見表3。

表3 和平水庫CODMn、CODCr、總磷年均值分析

將表3 中CODMn的數值帶入（1）式得rs=0.7，查表1 得N=5 時顯著性水平0.05 對應Wp=0.9，表明2016-2020 年和平水庫CODMn濃度在0.05 的可信度水平上上升趨勢不顯著。

將表3 中CODCr的數值帶入（1）式得rs=0.6，查表1 得N=5 時顯著性水平0.05 對應Wp=0.9，表明和平水庫2016-2020 年CODCr濃度呈上升趨勢不顯著。

將表3 中總磷的數值帶入（1）式得rs=0.9，查表1得N=5 時顯著性水平0.05 對應Wp=0.9，表明和平水庫2016-2020 年總磷濃度呈上升趨勢顯著。

4.2 桂花水庫

2016-2020 年按時間順序依次排列為Yi，2016-2020 年分別對應的CODMn、CODCr和總磷年均值從低到高依次排列為Xi。桂花水庫2016-2020 年CODMn、CODCr和總磷年均值分析見表4。

表4 桂花水庫CODMn、CODCr、總磷年均值分析

將表4 中CODMn數值帶入（1）式得rs=1.0，查表1得N=5 時顯著性水平0.05 對應Wp=0.9，表明2016-2020 年桂花水庫CODMn濃度在0.05 的可信度水平上上升趨勢顯著。

將表4 中CODCr數值帶入（1）式得rs=0.10，查表1 得N=5 時顯著性水平0.05 對應Wp=0.9，表明桂花水庫2016-2020 年CODCr濃度呈上升趨勢不顯著。

將表4 中總磷數值帶入（1）式得rs=0.50，查表1得N=5 時顯著性水平0.05 對應Wp=0.9，表明桂花水庫2016-2020 年總磷濃度呈上升趨勢不顯著。

4.3 大河溝水庫和九道水庫

2016-2020 年按時間順序依次排列為Yi，2016-2020 年分別對應的總磷、硫酸鹽年均值從低到高依次排列為Xi。2016-2020 年大河溝水庫總磷和九道水庫硫酸鹽年均值分析情況見表5。

表5 大河溝水庫總磷和九道水庫硫酸鹽年均值分析

將表5 中大河溝水庫的數值帶入（1）式得rs=0.3，查表1 得N=5 時顯著性水平0.05 對應Wp=0.9，表明大河溝水庫2016-2020 年總磷濃度呈上升趨勢不顯著。

將表5 中九道水庫的數值帶入（1）式得rs=0.8，查表1 得N=5 時顯著性水平0.05 對應Wp=0.9，表明九道水庫2016-2020 年硫酸鹽濃度呈上升趨勢不顯著。

表6 鄉鎮飲用水源地主要超標項目秩相關系數分析

5 趨勢分析

根據上述4 個斷面的結果分析可知，和平水庫的總磷和桂花水庫的高錳酸鹽指數濃度變化呈顯著上升趨勢，其余斷面的其他指標濃度變化均呈不顯著上升趨勢。

6 原因分析與建議

6.1 原因分析

轄區4 個超標飲用水水源地均為湖庫型，因此湖庫型鄉鎮集中式飲用水水源地整體情況不容樂觀，超標嚴重因子主要為總磷。超標原因分析主要有：

一是因為《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）中湖庫型總磷的標準限值比河流型低0.15mg/L，河流型標準值0.2mg/L，湖庫型0.05mg/L，因此湖庫型水源地很容易超標。

二是從污染物來源和污染物輸入情況看，主要是由于農業面源輸入為主，畜禽養殖污染、保護區內居民生活污水和生活垃圾直排等為輔，各鄉鎮應指導保護區內農戶農業生產過程中使用生物肥、低毒生物農藥，以減少對飲用水水源地的污染。

三是部分鄉鎮飲用水源地是死水不流動，自凈能力弱，污染物逐年累積，部分指標上升趨勢顯著，上游分布著大量農田，化肥、農藥隨地表徑流進入湖庫。

四是保護區內部分農戶的生活陋習將生活污水、糞便直接傾倒。

五是畜禽養殖散養戶將畜禽排泄物未有效利用而直接排入水體。

六是在春秋季節，因氣溫適宜，易導致藻類大量生長，從而爆發水華現象導致湖庫富營養化嚴重。

6.2 建議

（1）加強現有飲用水源地保護力度。結合飲用水源調查結果開展飲用水源保護工作，加強日常監測和巡查，規范界碑設置和保護區劃分，對達不到要求的實施限期整改，確保群眾飲水安全。特別是加強農村飲水保護，對長期不能達標，治理難度又大的鄉鎮采取更換飲用水源地的措施。對以水庫為飲用水源地的鄉鎮，應進一步加強水源保護，尤其是禁止肥水養魚。

（2）加快污水處理及配套設施的完善，提高農村生活污水收集率和處理率。針對農村場鎮布局、地形地勢及居民房屋結構，完善二、三級污水支管及入戶管道的建設，做到污水應收盡收，將生活污水全部納入污水管網，提高污水收集率。

加快污水處理廠的設備安裝和調試，加大對污水處理廠工作人員的技能培訓及職業道德教育，同時，生態環境部門應強化對污水處理廠的環境監督管理，確保污水處理廠穩定運行，污染物達標排放，減少對地表水環境的污染負荷。對城鎮污水管網未覆蓋的區域，修建污水凈化沼氣池，加強農村生活污水無動力處理系統建設。

（3）推進化肥農藥使用減量化。制定化肥農藥減量化工作方案，推廣有機肥替代化肥，實施測土配方施肥，強化病蟲害統防統治和綠色防控。

（4）加強畜禽養殖污染治理。嚴禁在禁養區內從事畜禽養殖等污染水體的行為。新、改、擴建畜禽養殖場（小區）應完善雨污分流、糞便污水資源化利用設施。

結語

（1）用秩相關系數法分析近5 年超標水源地水質的變化趨勢，結果表明和平水庫、桂灣水庫的高錳酸鹽指數、化學需氧量和總磷均有不同程度的上升；大河溝水庫的總磷濃度呈上升趨勢；九道水庫的硫酸鹽濃度上升趨勢不顯著。（2）根據超標水源地超標因子的趨勢分析，結合當地實際情況，分析水源地超標的原因和提出相應合理的整治建議，為后續開展水庫型水源地整治提供參考依據。