基于水污染指數法的渦河(蒙城段)水質評價分析

于品正

(蒙城水文站，安徽 蒙城 233500)

水質評價主要是根據標準、指標和方法以及水資源的利用情況，對各水域的水質狀況進行定性或定量評價，可及時、全面地反映水質現狀和發展趨勢，為水環境管理、污染源控制等提供科學依據，在水環境保護中發揮著重要作用[1]。水質評價方法繁雜，包括單-多因素評價法、水污染指數法、綜合污染指數法、灰色關聯法和模糊綜合評價法等，各種方法適用性及優劣不同，其中水污染指數法具備可進行水質類別評價、水質定量評價和識別主要污染物的優點，可從時空雙角度進行水質演變趨勢分析[2-4]。因此，本文選用水污染指數法對渦河蒙城段上下游2016-2021年水質情況進行綜合評價分析，為優化改善渦河流域水質提供參考。

1 研究區域概況

渦河是淮河的一級支流、第二大支流，發源于河南省開封市，經安徽亳州(譙城、渦陽、蒙城)于蚌埠匯入淮河主干道，呈西北-東南走向，是豫、皖間水運要道，全長約380 km，流域面積約16 000 km2，其中渦河蒙城段位于中下游，長約55 km。選擇檢測站點為岳坊鎮站和雙澗站，其中岳坊鎮站位于城區上游，雙澗鎮站位于城區下游，流域位置見圖1。

圖1 渦河(蒙城段)流域位置

2 研究方法

水污染指數法(WPI，Water Pollution Index)是在單因子評價模型的基礎上，選擇最具污染性的指標判斷水質類別，將計算的水質類別和WPI值進行對應來確定評價，核心是采用內插法求出檢測段每個評價指標的WPI值后進行比選，保留WPI值最大的指標作為該檢測的WPI值[3]。

2.1 水質等級與 WPI 值對應表

水質等級根據計算的WPI值可分為6類，具體對應關系見表1。

表1 水質等級與 WPI 值對應表

2.2 WPI 值計算公式

當水質為Ⅰ～Ⅴ類時，WPI值的計算公式為：

(1)

當水質為劣Ⅴ類時，WPI值的計算公式為：

(2)

式中：WPI(i)為第i個評價指標的指數值；C(i)為第i個評價指標的檢測濃度值；Ch(i)、Cl(i)分別為該指標的上限、下限濃度值；WPIl(i)為第i個評價指標所在類別標準下限濃度值所對應的指數值；WPIh(i)為第i個評價指標所在類別標準上限濃度值所對應的指數值；C5(i)為第i個評價指標的Ⅴ類標準限值。

2.3 指標選擇及數據來源

根據《地表水環境質量標準》(GB 3838-2002)、《地表水環境質量評價辦法( 試行) 》和國際主要污染指標[5]，選取化學需氧量CODcr、溶解氧DO、氨氮NH3-N、高錳酸鹽CODMn作為渦河蒙城段水質評價的主要指標。

指標數據來源于渦河蒙城段岳坊鎮、雙澗鎮環境監測站2016-2021 年的每年平均檢測數據，其中化學需氧量CODcr分析方法為重鉻酸鉀法，溶解氧DO分析方法為電化學探頭法，氨氮NH3-N分析方法為納氏試劑分光光度法，高錳酸鹽CODMn分析方法為高錳酸鹽指數法。具體數據見表2。

表2 2016-2021年岳坊站、雙澗站檢測數據

3 結果與分析

3.1 水污染指數法的評價結果

根據水污染指數法計算渦河蒙城段岳坊站、雙澗站2016-2022年4項指標的WPI值，計算結果及水質評價結果見表3、表4。

表3 渦河岳坊站水污染指數法評價結果

表4 渦河雙澗站水污染指數法評價結果

根據表3、表4可知，按照水污染指數法計算，岳坊站和雙澗站評價結果基本一致，即渦河蒙城段2016、2017年水質為Ⅴ類；2018、2019年水質為Ⅳ類；2020年水質最好，達到Ⅲ類；2021年水質降為Ⅳ類，整體水質一般。

由圖2可見，自2016年以來，兩檢測站綜合值WPI均呈下降的變化趨勢，表明渦河蒙城段的水質正在逐漸變好，治理措施初見成效。

圖2 岳坊、雙澗站綜合WPI值變化趨勢

3.2 污染源分析和建議

根據水污染指數法篩選主要污染指標原則，對于水質差于Ⅲ類時，可選擇WPI值高于60的指標作為主要污染指標，篩選結果匯總見表5。由表5可見，蒙城段主要污染物為化學需氧量CODcr和高錳酸鉀CODMn，尤其是城區下游污染物多于且整體高于上游。這表明一方面城鎮污水排流問題仍然嚴重，污染綜合指數較高；另一方面渦河沿線農耕地較多，支流豐富，農藥化肥超量和使用方法不科學的問題仍然存在。

表5 岳坊、雙澗站主要污染物指標

建議：①加快推進小企業規模集中化發展，采取集中治理方式進行工業集聚區水污染防治。②統籌推進城鎮污水處理及配套管網建設工作，禁止沿岸企業、居民直排污水。③加強河道支流治理，尤其是黑水溝等老大難問題，從源頭進行管控。④加強宣傳教育，對沿岸群眾、村莊采用多種媒體方式進行宣傳，營造愛河護河的良好氛圍。

4 結 論

采用水污染指數法對渦河蒙城段上下游兩個斷面的不同時期進行水質評價分析。結果表明：①近年來渦河蒙城段水質整體一般，處于Ⅲ～Ⅳ類動態變化，較2016、2017年有所改善；②河道主要污染物為化學需氧量CODcr和高錳酸鉀CODMn，下游污染物高于上游。主管部門應在省市指導下，進一步強化治理，持續改善水質環境。