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嘉兴南郊河水源水水质变化特征和趋势分析
【摘 要】：南郊河为浙江省嘉兴市区的水源地,通过18个月的不间断采样检测,采用单因子评价法评价其水质类别,南郊河水体水质由Ⅲ~Ⅳ类向Ⅱ~Ⅲ类变化；采用超标倍数法,确定其主要污染指标为高锰酸盐指数、COD和TP；采用秩相关系数法对其进行水质变化趋势分析,表明在评价时段内污染指标变化呈下降趋势,水质有好转趋势,且其变化趋势有显著意义.此研究表明浙江省“五水共治”工程成效明显.
【关键词】：水源水；检测；评价；秩相关系数；五水共治
为保护水资源,守护生命线,浙江省委省政府于2014年在全省范围内全力推行“治污水、防洪水、排涝水、保供水、抓节水”的“五水共治”工程.首期目标为“力争在3年内解决突出问题,明显见效”.开展内陆河水质变化特征与趋势分析,可全面分析评价浙江省水源水水质变化情况,验证在全省范围内推行“五水共治”工程的成效.
本文以南郊河水源水为研究对象,在2015年9月~2017年2月期间,通过每月一次,为期18个月的高密度监测,全面评价南郊河原水水质状况和水质变化趋势.
1.研究方法
1.1 研究区域
嘉兴市南郊河为人工开挖河,在2007年11月全线通航后,成为嘉兴市的新环城河,同时也成为嘉兴贯泾港水厂的水源地.南郊河北起杭州塘,南止于海盐塘,全长10.71km,宽60m.南郊河贯通杭嘉湖水域,其水质变化情况同步表征了地区内河水质变化趋势.
1.2 采样点位与频率
南郊河水质检测项目频率为每月采样检测一次,每次采集水样1个,采样点为贯泾港水厂水源水采样口.
1.3 检测指标与方法
南郊河水质检测项目涵盖《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）表1中的24基本项目、表2饮用水源地中的5个补充项目,同时还增测了总大肠菌群、菌落总数、溴酸盐、甲醛、亚氯酸盐、氯酸盐、色度、浑浊度等18项指标.检测方法为《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中所规定的国家标准方法、《生活饮用水标准检验方法》（GB5750-2006）.
1.4 评价方法
评价标准依据为《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）,采用单因子评价法,即根据评价时段内参评指标中类别最高的一项来进行类别判定.根据《地表水环境质量评价办法》（2011年）,地表水水质评价指标为：《地表水环境指标标准》（GB3838-2002）表1中除水温、TN、粪大肠菌群以外的21项指标.
2.结果与讨论
2.1 检测与评价结果
结果显示,高锰酸盐指数、COD、氨氮以及TP测得值处于Ⅲ类~Ⅴ类水体水质之间；总氮均未达到Ⅴ类水体要求,水质评价结果见表下表1.
2.2 污染物变化趋势分析
结果表明,南郊河水系属Ⅱ类~Ⅴ类水体水质,属于微污染水源.2015年9月~2017年2月期间,水质向好趋势明显,特别是2016年7月以来,持续处于Ⅱ类~Ⅲ类水体,水质提升1个等级以上,能基本满足“饮用水源地一、二级保护区”要求.
高锰酸盐指数、COD、氨氮、TP等指标变化趋势基本一致,表现为稳中有降,特别是2016年7月以来,其测得值均下降趋势明显.
氟化物、硫酸盐、氯化物、硝酸盐氮等指标含量相对较为平稳,有不同程度的降低趋势,其中氟化物的测得值在0.35~0.50mg/L之间；硫酸盐测得值在35~70mg/L；氯化物测得值在20~30mg/L；硝酸盐氮测得值在1.50~3.00mg/L之间.
饮用水水源水补充项目指标中,铁、锰测定结果超过GB3838-2002规定限值（0.3mg/L,0.1mg/L）,平均值超标倍数分别为2.3倍和1.7倍；2016年后结果明显降低,2017年2月铁和锰均未见超标,其中锰指标已连续4个月未检出.2015年12月~2016年4月连续5个月,在原水中有氯酸盐检出,其测得值在0.041~0.317mg/L之间.
2.3 主要污染物的确定
根据《地表水环境质量评价办法》（2011年）,断面水质超过《地表水环境质量标准》GB3838-2002Ⅲ类标准时,先按照不同指标对应水质类别的优劣,选择水质类别最差的前三项指标作为主要污染指标.当不同指标对应的水质类别相同时计算超标倍数,将超标指标按其超标倍数大小排列,取超标倍数最大的前三项为主要污染指标.
超标倍数等于（某指标的浓度值-该指标的Ⅲ类水质标准）/该指标的Ⅲ类水质标准
根据结果,确定南郊河的主要污染指标为高锰酸盐指数、COD和TP.
2.4 水质变化趋势分析
为评价南郊河水质变化趋势,使用spearman的秩相关系数,对其进行Daniel的趋势检验.
rs等于1-[6Σdi2]/[N3-N]
di等于Xi-Yi
式中,di变量为Xi与Yi的差值；Xi为周期I到周期N按浓度值从小到大排列的序号；Yi为按时间排列的序号.
选用高锰酸盐指数、COD和TP三项主要污染指标,分别进行水质变化趋势分析,计算得rs结果如表3.
由spearman秩相关系数统计表查得临界值Wp为0.399[N等于18；显著水平（单侧检验0.05）].其评判标准为：
当rs的绝对值＞Wp 则表明变化趋势有显著意义；
如果rs是负值,则表明在评价时段内有关统计量指标变化呈下降趋势或好转趋势；
如果rs为正值,则表明在评价时段内有关统计量指标变化呈上升趋势或加重趋势；
当rs的绝对值≤Wp则表明变化趋势没有显著意义：
结果显示,三项主要污染指标变化趋势分析一致,均表明在评价时段内污染指标变化呈下降趋势,水质有好转趋势,且其变化趋势有显著意义.
结语
南郊河属于人工开挖内陆河,2016年7月以来,水质已从原来的Ⅳ~Ⅴ类水体,提升为Ⅱ类~Ⅲ类水体,原水水质趋好.原水中大部分金属指标和毒理学指标未予检出,可以达到Ⅲ类以上水体要求.南郊河的主要污染指标为高锰酸盐指数、COD和TP.在评价时段内,南郊河污染指标变化呈下降趋势,水质有好转趋势,且其变化趋势有显著意义.
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