基于奉賢區地表水水質時空變化分析的水環境評估

摘" 要：以上海市奉賢區不同河流、不同斷面的酸堿度、化學需氧量（CODCr）、氨態氮、溫度、溶解氧、高錳酸鹽指數（CODMn）、揮發性酚、石油產品、總磷含量、全氮以及生化需氧量（BOD5）等作為評價因子，評價奉賢區地表水環境質量的時空變化規律，結果表明時空變化趨勢較為明顯。結合監測數據對不同斷面進行了健康評估，結果顯示健康水平差異較大，健康水平受土壤本底、特定氣象或人為因素等多重影響。

關鍵詞：奉賢區；地表水監測；水質時空變化；水環境評估；水質指標

中圖分類號：X832 文獻標志碼：A

文章編號：1674-2419（2024）04-0401-04

作者簡介：薛涵秋（1993- ），男，助理工程師，主要從事生態環境監測工作。E-mail：2327382862@qq.com。

污染物分布具有一定的時間和空間分布特征，會隨著時間和空間的變化而表現出明顯的差異。文章立足于奉賢區三載施行方案以及水處理設施供給的精確監測資料，目的在于徹底研究地表水環境質量的時序變異性，為奉賢區水域環境治理提供理論支撐。項目依托奉賢區表層水質監測的數據資料對水體質量在時間和空間上的波動進行了深入剖析，對奉賢區的水域生態狀況實施全方位的評價。通過收集并對三年戰略方案以及水處理設施所提供的監測信息概覽表格進行數據分析，對不同河流及其相關截面的水質參數進行深入探討。信息包含了眾多重要的參考標準，涉及酸堿度、化學需氧量（CODCr）、氨態氮、溫度、溶解氧、高錳酸鹽指數（CODMn）、揮發性酚、石油產品、總磷含量、全氮以及生化需氧量（BOD5）等。經過對這些信息的深入剖析，展現各個截面處水質的時空變化規律，并對水質環境進行整體的評價。

1" 數據概覽與整理

1.1" 監測數據的范圍與時段

考慮到研究的不確定性，觀測信息廣泛覆蓋了奉賢區域內眾多重要水系及其交匯點，這些數據獲得點位包含竹港、金匯港、浦南運河等地，以及流域內與之相關的觀測站。此舉旨在全方位掌握奉賢區地表水環境的水質狀況。觀測周期包括了一個三年的行動方案以及水處理設施提交的資料，這個時段延伸較寬，覆蓋了若干季節和不同的氣候狀況，這對于徹底掌握水質的季節性波動和跨年度的變化非常有益。這個時段的長度足以揭示即時發生的意外狀況，對水體水質的作用并且對于辨識持續性的發展方向也大有裨益。

1.2" 監測數據的主要指標

pH值指數作為衡量酸性或堿性的標準，與水域的生態狀況和生物行為息息相關；化學需氧量和氨態氮是表征有機質和無機質含量的水環境指標，能夠揭示水域受污染的程度；水溫、溶解氧（DO）等參數則映射出水域的生態適宜度。揮發性酚、石油衍生物、磷總量、氮總量、生化需氧量等參數的深入分析加強了對有機質和養分的檢測水平，為識別水域富養分狀態和污染源頭提供了堅實的幫助。主要監測指標及其解釋如表1所示。

1.3" 數據的整體趨勢分析

經過對三年戰略規劃以及污水處理設施獲取的資料，結合發展趨勢探究辨識出主要水質參數的跨年度變化模式，這包含周期性的起伏和暫時性的波動。同時，融合氣候狀況與人類行為等外界要素，深刻探討造成水體品質波動的潛在誘因。在總體發展趨向剖析時將顯著揭示水環境質量隨時間和空間演變的主要特性，辨別水資源狀況的長處與短板。數據的整體趨勢分析及要素影響見表2。

2" 水質時空變化分析

2.1" 不同斷面水質指標的時空分布

2.1.1" pH值的時空變化

pH值指數是評估水環境酸性或堿性程度的關鍵參數，它在時間和空間上的波動對于奉賢區地表水環境狀況的影響極為關鍵。通過對監控數據進行徹底審查，發現各個測量點的pH值展現出顯著的時間和空間波動性。在地理緯度上眾多橫截面的酸堿度指標呈現出不一致性，映射出各個區域流體的pH值的變化。同樣地經過對三年戰略方案以及水處理設施呈交的資料進行時間序列的考察，展現了pH指數的季節性波動模式，即水質的酸堿度在各個季節中顯示出定期性的起伏。

2.1.2" CODCr的時空分布特征

在深度剖析觀測數值后發現各個橫截面上的化學需氧量指標表現出了明顯的時空變異性。在地理緯度上不同橫截面的化學需氧量含量呈現出顯著的變化，表示各個區域水域中有機污染物的負載情況存在相似性與差異性。同時通過對三年行動方案以及水處理設施供應的信息進行周期性模式審查，可以發現化學需氧量的周期性起伏，并辨別出各個季節內水中有機物含量的波峰和波谷時期。

2.1.3" 氨氮和總氮的時空變化趨勢

在深度解讀監控數據后，發現各個截面處的氨態氮與總氮含量表現出了明顯的時間和空間上的分布不均。在地理緯度上不同橫截面的氮素污染程度呈現出變化，這顯露了各個區域水域中氮含量負荷的差別與共性。在實施三年規劃方案和分析水處理設施提交的信息后，能夠對季節性模式進行了深入探究，成功揭示了氨態氮與總氮含量的季節性起伏變化，并確定了各個季節中水中氮含量波動的高峰與低谷時期。

2.2" 不同斷面之間的水質差異分析

2.2.1" 各斷面水質指標的均值對比

此種對照有利于識別水質較佳的地帶以及揭示出水質較差的區域，能夠為水域的維護和操控提供了地理定位。通過對比各個截面的水質參數平均值，可以深刻理解水質分布的差異性和一致性，這有助于為確定水環境改善的關鍵地帶提供理論支撐。

2.2.2" 斷面之間水質異同的原因分析

在深入分析觀測數據后，掌握了各個水域區域之間水環境質量差異的眾多成因。地理坐標、流域補給以及附近社會行為等要素或許會引起橫截面間液態元素的散布。制造業廢棄、耕作作業以及都市發展等人類活動同樣構成了各個水域品質差異的主要推動因素。經過考察，可以辨別出引起水域差異性的關鍵因素，為制定有針對性的水質提升方案提供科學根據。

3" 水環境評估

3.1" 關鍵水質指標對水環境的影響

3.1.1" CODMn、揮發酚、石油類等有機物的評估

各測點間的高錳酸鹽指數、揮發性酚以及石油化合物的含量呈現出了明顯的不一致性。以一個特定截面為參考，化學需氧量（以錳指數計）的濃度值達到了15 mg/L，揮發性酚的含量為0.6 mg/L，而石油類物質的含量則為8.5 mg/L。這暗示了該區域水域遭受了有機污染物質的沖擊。在對比中另一側的水域，其中的有機質含量顯得相對較少，其濃度分別是5 mg/L、0.3 mg/L以及4 mg/L。這類差別或許起因于該區域鄰近的產業作業緣由。水質指標濃度對比表如表3所示。

3.1.2" 總磷、總氮對水體的營養狀態評估

采取某個具體的水域剖面進行檢測，發現該處的磷含量測定值約為0.03 mg/L，而氮的含量則大約是2.5 mg/L。相對地在不同的水域剖面中，磷和氮的含量分別測得約0.08 mg/L和大概3.2 mg/L。這表明前一地點的水域營養含量相對較低，而后一地點則顯現出更豐富的營養狀況。詳細的數據研究同樣展示了季節性變化對總磷和總氮含量所產生的影響。

3.2" 不同斷面水體健康狀況評估

3.2.1" 斷面水體的綜合評分

在面對不確定性時通過綜合分析了酸堿度、化學需氧量、氨態氮、磷的總量以及氮的總量等若干重要參數，對液體環境的品質進行了全面評價。以一個特定橫截面為參考，經過詳細的數據審查，觀察到其總體評估得分為75，這表明該處的土質條件相對優良。另一側的總體評估得分達到了45分，這表明該水域遭受了某種程度的污染。

3.2.2" 不同斷面的水體健康狀況比較

通過深度對比分析各個橫截面的水域健康程度，可以透徹掌握奉賢區地表水域的空間差異性，這對于水環境治理和生態維護提供了關鍵的參照。詳細的數據剖析揭示一個特定斷面的水質健康度指標達到了0.75，這表明它處于比較優良的水質健康水平。相對而言不同的斷面其水質健康度指標僅為0.45，該區域的水質健康狀況顯著較劣。這類差異或許與鄰近的耕作、制造業等人類行為以及流域屬性相關聯。不同年份地表水pH值和CODCr變化表如表4所示。這份地表水監測數據展示了2018年至2023年在竹港1.3斷面（斷面編號：HW17037003001）的pH值和CODCr水質指標的時空變化趨勢。在觀察pH值方面，2018年至2023年間呈現輕微波動，整體維持在中性偏堿性范圍，表明水體的酸堿性相對穩定。而CODCr指標則顯示了逐年下降的趨勢，從2018年的18.6 mg/L降至2023年的17.8 mg/L，暗示水體中的有機污染物負荷減小。這可能與當地水環境治理和生態保護措施的實施有關。此外，2019年的pH值和CODCr濃度稍有升高，可能受到特定氣象或人為因素的影響。綜合分析顯示，竹港1.3斷面的水質整體趨于改善，這對于當地水環境評估具有積極意義。然而，仍需進一步深入研究背后的原因，以制定更有針對性的水資源管理和保護策略，確保水體長期的健康和可持續利用。

4" 結語

匯總前述考察奉賢區水域監測資料的探究展現出了水質在時間和空間上的變遷模式以及水生態系統的健康程度，在多個截面上水的質量存在顯著的不同，通過詳細的數據解讀，對水域污染的根源和影響要素進行了深刻的認識。引入的綜合評級和健康度量指標讓水的質量狀況變得更加明顯。為制訂專門針對水環境質量的管理與防護方案提供了科研支撐。

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Spatio-temporal variation analysis of water quality based on surface water monitoring data in Fengxian District and water environment assessment in Fengxian District

XUE Hanqiu， CAI Yiyun

（Shanghai City Fengxian District Environmental Monitoring Station， Shanghai 201400， China）

Abstract：Taking pH， chemical oxygen demand （CODCr）， ammonia nitrogen， temperature， dissolved oxygen， permanganate index （CODMn）， volatile phenol， petroleum products， total phosphorus content， total nitrogen and biochemical oxygen demand （BOD5） of different rivers and sections in Fengxian District of Shanghai as evaluation factors， the temporal and spatial variation law of surface water environmental quality in Fengxian District was evaluated， and the results showed that the temporal and spatial variation trend was obvious. Combined with the monitoring data， the health assessment of different sections was carried out. The results showed that the health level was quite different， and the health level was affected by multiple factors such as soil background， specific meteorological or human factors.

Keywords：Fengxian District;surface water monitoring; temporal and spatial changes of water quality; water environment assessment; water quality index