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1、第 34 卷Environmental Science Hun River; water quality assessment环境科学与技术 编辑部：（网址 ） h t t p : / / f j k s . c h i n a j o u r n a l . n e t . c n（电话 ） 0 2 7 - 8 7 6 4 3 5 0 2（电子信箱 ） h j k x y j s 1 2 6 . c o m收稿日期： 2010-09-19； 修回 20100000基金项目： 国家水体污染控制与治理科技重大专项(2009ZX07526-006)作者简介： 张宇红(1978-)， 女， 博士，
2、研究方向为流域污染控制，（手机 ） 13998256719 （电子信箱 ） 。张宇红,胡成.单因子标识指数法在浑河抚顺段水质评价中的应用J.环境科学与技术， 2011， 34(6G):276- 279. ZhangYu- hong， Hu Cheng.Application of mark indexmethod in water qualityassessment ofHun River in Fushun CityJ. Environmental Science &Technology, 2011,34(6G):276- 279.2010 年 4 月， 经国务院同意， 国家发改委正式批 复
3、沈阳经济区为国家新型工业化综合配套改革试验 区。这使得沈阳经济区成为继上海浦东、 天津滨海新 区等七个地区后， 国务院批准设立的第八个国家综合 配套改革试验区。 抚顺市是沈阳经济区的典型城市之 一， 也是沈阳抚顺产业经济带的重点城市， 在未来将被打造为全国新型石化工业基地、 装备制造业配套基 地。经济的飞速发展， 给抚顺市的水环境带来了巨大 压力。浑河作为抚顺市的母亲河， 发源于抚顺市清原 县滚马岭， 自东向西贯穿抚顺市， 流经抚顺、 沈阳等 8 市县， 在三岔河与太子河汇合入大辽河。浑河在抚顺 市境内流域面积 7 353 km2， 长 207.5 km， 是接纳抚顺第 6G 期市境内工业污水
4、、 生活污水和自然降水的主要场所。 对浑河抚顺段水质准确的评价是预防和治理抚 顺市地表水体污染的重要前提。因此， 选取一种合适 的评价方法尤为重要， 这也是诸多学者关注的课题之 一1。 常见的水质评价方法有单因子评价法、 污染指数 法、 模糊数学评价法、 灰色系统评价法等2-6。 这些典型 的评价方法大多缺乏对水质污染程度的直观判断， 并 且对于劣类水体的污染程度缺乏进一步的判别。 单 因子标识指数法是一种新型的水质评价方法， 利用该 方法不仅可以直观地判断出各个监测因子相对于受 纳水体自身水环境功能区的污染程度， 并且对于劣 类水体的污染程度可以进一步加以区分7-8。 本文选择 单因子标识指
5、数法对浑河抚顺段水质进行评价， 探讨 浑河抚顺段各个监测指标沿程变化， 分析各超标指标 的污染原因， 并提出相应的治理建议。 本研究的成果， 可以为评价其他国家改革试验区水环境质量、 制定水 环境政策提供参考。1单因子水质标识指数法概述1.1单因子水质标识指数 Pi组成 单因子水质标识指数 Pi， 由一位整数、 小数点后 两位或三位小数组成， 表现形式为： Pi= X1.X2X3 式中： X1表示第 i 项水质指标的水质类别； X2表 示监测数据在 X1类水质变化区间中所处的位置， 按 照四舍五入原则取一位有效数字，如图 1 所示； X3表 示水质类别与功能区划类别的比较结果， 为一位或两 位
6、有效数字。1.2X1和 X2的确定 1.2.1当水质好于类水上限时 （1 ） X1值的确定。水质介于-类水之间， X1根 据监测数据与国家标准的比较确定， 如： X1=1， 表示该 指标为类水； X1=2，表示该指标为类水，以此类 推。 （2 ） X2值。a.对于一般指标 （除溶解氧、 pH、 水温 外 ） ： 地表水环境质量标准(GB3838-2002)中， 溶解氧、 水温和 pH 值的水质指标随水质类别增大而减小， 其 他水质指标相反。 因此， 在确定水质标识指数 Pi时， 按照溶解氧指标和非溶解氧指标分别计算。 非溶解氧指标 X2根据式 （1 ） 计算， 并按四舍五入 原则取一位整数作为
7、有效数字。X2=i-i 下 i 上-i 下（1 ）式 （1 ） 中：i为第 i 项指标的实测值； i 上为第 i 项指标在第 X1类水质标准的上限值； i 下为第 i 项指标在第 X1类水质标准的下限值。 b.对于溶解氧指标： 溶解氧指标 X2根据式 （2 ） 计算， 并 按四舍五入原则取一位整数作为有效数字。X2=DO 上-DO DO 上-DO 下（2 ）式 （2 ） 中：DO为溶解氧的实测值；DO 上为第 X1类 溶解氧水质标准上限值；DO 下为第 X1类溶解氧水质 标准下限值。 1.2.2当水质等于或劣于类水时 （1 ） 非溶解氧指标 X1.X2值的确定。非溶解氧指标 X1.X2值根据式
8、 （3 ） 计算， 并按四舍五入原则取一位整 数作为有效数字。X1.X2=6+i-i5 上 i5 上（3 ）式 （3 ） 中：i为第 i 项指标的实测值；i5 上为第 i 项 指标类水质标准上限值。 （2 ） 溶解氧指标 X1.X2值的确定。 溶解氧指标 X1.X2 值根据式 （4 ） 计算， 并按四舍五入原则取一位整数作 为有效数字。X1.X2=6+DO,5 下-DO DO,5 下m（4 ）式 （4 ） 中：DO为溶解氧的实测值；DO,5 下为溶解氧 类水质标准下限值； m 为计算公式修正系数， m 取 4。 1.3X3的确定 X3= X1-f1（5 ） 式 （5 ） 中： f1为水环境功能
9、区类别。对于劣类水 来说， 如果水质污染特别严重， X3会大于 10。此时， X3 应由两位有效数字组成。2浑河抚顺段水质评价2.1浑河抚顺段水质状况及评价指标 2008 年抚顺市市控断面监测结果显示， 浑河抚顺 段主要污染物为氨氮、 生化需氧量等， 水质呈有机污 染的特征。 根据以往的监测资料和浑河抚顺段的实际情况， 本研究选择氨氮、 生化需氧量、 总磷、 溶解氧和高锰酸 盐指数， 这 5 个参数作为评价指标， 对浑河抚顺段水 质进行研究。张宇红,等 单因子标识指数法在浑河抚顺段水质评价中的应用277第 34 卷点位编号水体功能区PDOP高锰酸盐指数NH3-NPPTPBOD5PSt1类1.7
10、04.016.136.336.12St2类1.802.804.302.108.11St3类1.803.104.616.638.12St4类2.904.406.526.226.51St5类1.904.807.538.347.21St6类3.503.507.136.325.91表 1浑河抚顺段水质评价结果2.2监测点位布设 本研究设置 6 个监测点位， 其中大伙房水库上游 区设置 3 个点位， 抚顺市区段设置 3 个点位。具体位 置如图 2 所示。2.3结果 2.3.1单因子标识指数法评价结果 2010 年 4 月对浑河抚顺段进行水质监测， 采样点 位如图 2 所示， 其中点位 St1 属于渔业用
11、水区， 执行 国家标准 （GB-3838-2002 ） 类标准； 点位 St2 属于 景观娱乐用水区， 执行类标准； 点位 St3 属于饮用 水水源保护区， 执行类标准； 点位 St4 属于景观娱 乐用水区， 执行类标准； 点位 St5 属于景观娱乐用 水区， 执行类标准； 点位 St6 属于工业用水区， 执行 类标准。按照不同的监测点位， 对应相应的水体功 能区类型， 将各个监测指标按照单因子标识指数法进 行评价， 结果如表 1 所示。对表 1 数据含义，以 St1 点位溶解氧值和 St6 点 位氨氮值为例， 进行说明。 St1 点位溶解氧的 Pi值为 1.70，即 X1=1， X2=7，
12、X3=0，表明该点位的溶解氧指标达到类水质标准 (X1=1)，溶解氧监测数据位于类水质下限 70%的位 置(X2=7)， 并且符合该点位的水环境功能区标准(X3= 0)， 如图 3 所示。 St6 点位氨氮值为 7.13， 即 X1=7， X2=1， X3=3， 表明 该点位的氨氮监测数据为劣类水质(X15)， 氨氮监 测数据是类水质标准上限的 2.1 倍(X1.X2-5=2.1)， 水 环境功能区标准为类(X1-X3=4)， 氨氮劣于水环境功 能区标准 3 个类别(X3=3)， 如图 4 所示。由表 1 可知， 利用单因子标识指数法评价浑河水 质， 不仅能够直观地看出水质类别， 还可以看出监
13、测 点位的监测指标是否超过了相应的水环境功能区标 准。如果超标， 超标的程度， 如果不超标， 水质监测值 处于水质标准中何等位置， 通过单因子标识指数均可 以直观看出。 单因子标识指数的结果可以使研究人员 一目了然地清楚监测点位的水质情况。 2.3.2各监测指标沿程变化 对浑河抚顺段溶解氧进行监测， 结果显示浑河抚 顺段溶解氧在大伙房水库上游区达到类水质， 抚顺 市区段溶解氧监测值好于类水质， 溶解氧沿程变化 均符合相应的水环境功能区标准， 如图 5 所示。对高锰酸盐指数进行监测， 结果显示， 大伙房水 库上游区高锰酸盐指数达到类水质， 抚顺市区段好 于类水质。 高锰酸盐指数沿程变化均符合相应
14、的水 环境功能区标准， 如图 6 所示。 对氨氮进行监测，结果显示， St2 点位为类水 质， 符合该点位相应的水环境功能区标准 （类） ； St3 点位为类水质， 但超出该点位相应的水环境功能区 标准 （类 ） ； 其余点位均为劣类水质。 如图 7 所示。 对总磷进行监测， 结果显示， 除大伙房水库上游 区 St2 点位总磷达到类水质， 符合相应的水环境功 能区标准 （类 ） 以外， 其余各点位监测值均为劣类278第 6G 期水质， 不符合相应的水环境功能区标准， 且 St5 点位 总磷监测值是类水质标准上限的 3.3 倍，如图 8 所 示。对生化需氧量进行监测， 结果显示， 生化需氧量 监
15、测值沿程均为劣水质， 均不符合相应的水环境功 能区标准， 如图 9 所示。3结论、 分析及建议 （1 ） 利用单因子标识指数法评价浑河抚顺段溶解 氧、 高锰酸盐指数、 氨氮、 总磷和生化需氧量等五项指标， 结果显示， 溶解氧和高锰酸盐指数沿程全部达标； 氨氮和总磷除 St2 点位外均超过相应点位的水环境 功能区标准； 生化需氧量沿程均为劣类。 （2 ） 浑河抚顺段溶解氧和高锰酸盐指数沿程全部 达标。 分析原因， 2009 年辽宁省政府提出， 在辽河流域 干流按照化学需氧量考察， 要全部消灭劣类。全面 整治造纸企业， 新建 99 座污水处理厂等措施， 以保证 河流水质的改善。 由溶解氧和高锰酸盐
16、指数的达标可 以看出， 对于河流的治理已经初显成效。 （3 ） 从氨氮和总磷的监测结果看， 除 St2 点位达 到相应水环境功能区标准外， 其余点位均超标。分析 原因， 大伙房水库上游地区主要行政区隶属于清原县 和新宾县， 主要污染源为农业面源和生活源。对浑河 现场考察时发现， 河道附近即有农田， 农业化肥等营 养元素随排污口和降水等方式进入河道， 是造成水体 营养元素超标的重要原因。 抚顺市区段生活源中的氮 和磷是造成市区段氨氮和总磷超标的重要原因。 对于 氨氮和总磷的控制， 可以考虑加强村镇生活污水的集 中处理， 将农田置于远离河道地区， 选用易被作物吸 收的农药， 减少残余农药进入河道几率。 （4 ） 生化需氧量沿程全部为劣类。 分析原因， 由 于水体中营养元素氮和磷超标，导致水体富营养化， 富营养化的水体中藻类大量繁殖， 导致生化需氧量指 标超标严重。为了解决这一问题，
