河南省焦作市地表水水质现状评价

摘要： 本研究以河南省地表水环境责任目标断面水质周报和焦作市环境状况公报数据为基础，对焦作市修武水文站、温县汜水滩和获嘉东碑村3个省控监测断面的高锰酸盐指数、BOD5、氨氮、COD、总磷等5项指标进行单因子和内梅罗综合污染指数评价。评价结果表明：①3个监测断面在2003～2014年间氨氮单因子污染物指数超标，但内梅罗综合污染物指数逐年下降。②2015年焦作市省控监测断面中高锰酸盐指数、BOD5单因子污染物指数超标，氨氮单因子污染物指数严重超标，其中，获嘉东碑村断面，超标倍数高达3.35倍。

Abstract： Based on the Water Quality Weekly of the surface water environment target responsibility section of Henan Province and the data of Environment Bulletin of Jiaozuo City， this study carries put the single factor evaluation and Nemerow comprehensive pollution index evaluation for 5 indexes of CODMn， BOD5， ammonia nitrogen， COD， TP of three controlled monitoring sections of Xiuwu Hydrological Station， Wenxian Sishui Station and Huojia Dongbei Station. The results show that： ①the single factor pollution index of ammonia nitrogen in the three monitoring sections exceeded the standard during the period of 2003～2014， but the Nemero comprehensive pollution index decreased year by year. ②CODMn index and BOD5 single factor pollution index in Jiaozuo Province Control Monitoring Section exceeded the standard in 2015， ammonia nitrogen single factor pollution index exceeded the bid badly. The times of ultra standard in Huojia Dongbei Section are 3.35.

关键词： 焦作市；地表水；单因子评价法；内梅罗综合污染指数法

Key words： Jiaozuo City；surface water；single factor evaluation method；Nemero comprehensive pollution index method

中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）14-0063-03

0 引言

焦作市位于河南省西北部，地理坐标北纬35°10′～35°21′，东径113°4′～113°26′之间。境内河流众多，地表水资源丰富[1]。但焦作市废水排放量较大，工业造纸及纸制品业占39.0%，化工原料及化学制品业占24.2%，皮革、皮毛、羽绒及其制品业占12.7%[2]，废水排放量造成水生态环境不断恶化，因而对焦作市境内的水质评价尤为重要。

水环境质量评价是按照评价目标选择相应的水质参数、水质标准和计算方法，对水的用途及水体功能做出评定[3]。影响水体水质的因素很多，不同时期和指标对水质类别的贡献程度会发生变化，具有不确定和不完全性的特征[4]。目前用于水质评价的方法主要有模糊数学综合评价法、单因子评价法、内梅罗综合污染指数评价法、灰色聚类分析法以及人工神经网络法等[5-9]。其中较为保守单因子评价法和内梅罗综合污染指数评价法应用最为广泛。

本文对焦作市2003～2014年水质进行单因子评价和内梅罗综合污染指数评价，并归纳了主要水质指标的变化规律，在此基础上对2015年各月份水质也进行了单因子评价和内梅罗综合污染指数评价和分析，评价结果可为焦作市水环境保护和管理提供依据。

1 数据来源及评价方法

1.1 数据来源

本研究对照《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）和《地表水资源质量评价技术规程》（SL395-2007），选取焦作市省控监测断面中的修武水文站、温县汜水滩和获嘉东碑村三个监测断面（见图1）的高锰酸盐指数、BOD5、氨氮、COD和总磷5个因子的年均浓度值进行评价。其中武陟渠首断面在2015年一直处于断流状态，所以未对其进行分析。

1.2 评价方法

各个断面水质的单因子污染指数和综合污染指数分别按照公式（1）和公式（2）进行计算评价。

式中：Pj―第j个断面的平均综合污染指数；Pi―第i个因子的污染指数；Ci―第i个因子的年平均浓度值，毫克/升；SOi―第i个因子的评价标准值，毫克/升；n―评价因子数。

2 地表水水质评价

2.1 单因子评价地表水水质年际变化

根据单因子污染指数评价公式和《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅳ类水指标，计算修武水文站、温县汜水滩和获嘉东碑村3个断面在2003～2014年水质COD、氨氮、总磷的单因子污染指数，结果如图2～图4所示。

图2可以看出在修武水文站监测断面高锰酸盐指数和生化需氧量下降幅度比较大。氨氮单因子污染指数一直较高，2012～2013年氨氮污染指数变化幅度较大，超标倍数高达5.85倍。图3可以看出在温县汜水滩监测断面高锰酸盐指数单因子污染指数2003～2014年中均已达到水功能区要求；生化需氧量逐年下降，2007年以后也达到水功能区要求；氨氮单因子污染指数2005年以后逐年下降。图4可以看出在获嘉东碑村监测断面高锰酸盐指数和生化需氧量基本上达到水功能区要求。氨氮单因子污染指数在2004年迅速增长，随后逐年下降，保持在一定范围内波动。

随着政府的大力控制，三个监测断面各项单因子污染指数总体呈现下降的趋势。特别是十二五期间新增氨氮这一评价指标，2014年各个监测断面相比之前有很大的改善。

2.2 内梅罗综合评价法评价地表水水质年际变化

根据公式（1）、公式（2），计算2003～2014年焦作市修武水文站、温县汜水滩和获嘉东碑村3个断面地表水综合污染指数年际变化规律，结果见图5所示。

从图5可以看出，修武水文站和获嘉东碑村监测断面综合污染评价指数趋向一致且逐年下降。温县汜水滩断面在2003～2007综合污染指数比较大，可能是因为其氨氮单因子污染指数偏高造成。从年际变化趋势分析，焦作市地表水污染负荷逐年递减，水质综合污染指数有明显的下降趋势，地表水污染呈减轻趋势。

2.3 2015年地表水水质单因子评价

根据单因子污染指数评价公式，对照《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅳ类水质标准，对修武水文站、温县汜水滩和获嘉东碑村3个断面在2015年水质COD、氨氮、总磷（河南省环保厅7月新增指标）进行单因子评价，结果如图6～图8所示。

从图6可以看出，在修武水文站断面氨氮、COD和总磷的污染指数在逐渐下降，3个单项因子污染程度表现为氨氮>总磷>COD；从图7可以看出，在温县汜水滩断面总磷基本上达标，污染指数逐渐下降，3个单项因子污染程度表现为氨氮>COD>总磷；从图8可以看出，在获嘉东碑村断面，水质良好，但是在3月～7月氨氮污染比较严重，3个单项因子污染程度表现为氨氮>COD>总磷。从整体上看，在2015年9～10月份，三个断面的氨氮指数迅速下降，随后又逐渐回升，在这三个断面中，COD的污染比较轻，氨氮是主要污染物。

2.4 2015年地表水水质综合污染指数评价

根据内梅罗综合污染指数计算公式和各个断面的单因子评价指数，计算修武水文站、温县汜水滩和获嘉东碑村3个断面在2015年水质COD、氨氮、总磷的内梅罗综合污染指数，结果如图9所示。

从图9中可以看出，获嘉东碑村的综合污染指数于5～6月变化较大，对照图8可以推测是由于氨氮指数比较高造成。温县汜水滩和修武水文站的综合污染指数保持在一定范围内波动，修武水文站综合污染指数10月份之后呈现明显的上升趋势，对照图6可以推测是氨氮指数比较高造成。综合来讲，氨氮的严重超标是地表水水质存在的主要问题。

3 结果与讨论

由上述分析计算可知，采用单因子评价法和内梅罗综合评价法对焦作市地表水资源进行评价，更能反映客观实际，并且具有一定的综合性与合理性，这一结果与当地实际情况符合。

该研究结果表明，在焦作市近几年的发展过程中，河流的污染程度总体呈现下降趋势。主要是由于焦作市近几年大力开展流域综合整治，实施“目标断面与财政挂钩”等强有力措施，实现了重点污染源主要污染物排放浓度和流量的实时监控。特别是河流附近造纸和合成氨等行业严格按照国家及省颁布新标准的要求，进行提标改造，实施深度治理，COD、总磷和氨氮均呈现下降趋势。但是三个省控断面的氨氮污染指数仍然处于超标状态，可以采用生物处理法、物理化学法和多种技术联合处理对氨氮进行深度处理。

4 结论

通过对焦作市省控监测断面进行年际和月际的单因子污染指数评价和内梅罗综合污染指数评价，结果表明：①3个省控监测断面在2003～2014年中氨氮的单因子污染物指数超标，但焦作市地表水污染负荷逐年递减，内梅罗综合污染指数逐年下降，COD达到水功能区要求，地表水污染呈减轻趋势。②2015年在省控监测断面中高锰酸盐指数、BOD5、氨氮单因子污染物指数超标，获嘉东碑村在5月时综合污染指数突然增大，超标倍数高达3.35倍，可能因为河流不断接纳沿途的农田排水等，同时承纳了焦作市排放的工业废水和城市生活污水，污染物超出水体的自净能力。总体来看，焦作市河流的污染程度有所减缓。

参考文献：

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