黄石市磁湖水环境质量评价与分析

乐 静

(黄石环境监测站，湖北 黄石 435000)

黄石市磁湖水环境质量评价与分析

乐 静

(黄石环境监测站，湖北 黄石 435000)

对黄石市磁湖主要污染物的污染现状进行了分析，运用综合污染指数法、综合营养状态指数法和 spearman 秩相关系数法对磁湖水环境质量进行了评价和分析。结果表明，磁湖中高锰酸盐指数、氨氮、总氮、总磷四种主要污染物浓度年均值、水质综合污染指数及综合营养状态指数等指标明显下降，由中度富营养状态转变成轻度富营养状态，但其水质基本上属重污染，提出了改善磁湖水环境质量的对策和建议。

磁湖；水环境质量；评价；分析；水质标准；富营养化

磁湖位于湖北省黄石市市区，是一座美丽的城中湖，水域面积约1.0×107m2，汇水面积6.28×107m2，平均水深1.75m。磁湖具有调蓄、景观等多种功能。随着黄石市环磁湖开发，集聚人口增加，大量污染物排入湖内，严重影响湖泊水环境质量。本文根据“十一五”、“十二五”期间黄石监测站定点监测结果，运用综合污染指数法、综合营养状态指数法和 spearman 秩相关系数法等多种方法对磁湖水环境质量进行评价与分析，并探讨其变化原因及防治对策，对做好“十三五”及今后一段时间磁湖水污染防治工作具有重要的指导意义。

1 分析方法

1.1 数据来源

本文数据来自于《黄石市环境质量报告书(2006～2010年度)》、《黄石市环境质量报告书(2011～2015年度)》中磁湖省控点监测数据统计分析的年均值。

1.2 评价点和项目

磁湖水质监测点共15个，其中省控点7个，每月监测一次；市控点8个，逢单月监测。因省控点监测频次高，更具有代表性，所以本文选用省控点监测统计分析数据。

评价项目包括高锰酸盐指数、生化需氧量、氨氮、总氮、总磷、叶绿素a、透明度等 7项水质指标。

1.3 评价标准

根据地表水环境功能区划，磁湖执行《地表水环境质量标准》(GB3838 -2002)Ⅲ类标准，Ⅲ类水质标准限值见表1。

1.4 评价方法

1.4.1 综合污染指数法

综合污染指数方法属于定量评价，在我国被广泛应用于河流、湖库水污染现状评价[1,2]，其计算公式为：

式中：P——水质综合污染指数；

Pi——i种污染物的污染分指数；

Ci——i种污染物的实测浓度值(mg/L)；

Si——i种污染物的评价标准值(mg/L)；

n——评价因子个数。

根据P的计算结果，分级标准如表2 .

表1 《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类水质标准值

1.4.2 综合营养状态指数法

湖泊、水库的营养状态评价执行中国环境监测总站制定的《湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定》，评价参数为叶绿素a(Chla)、总磷(TP)、总氮(TN)、透明度(SD)和高锰酸盐指数(CODMn)[3]。

式中：TLI(∑)为综合营养状态指数；

Wj为第j种参数的营养状态指数的相关权重；

TLI(j)为代表第j种参数的营养状态指数。

各参数的营养状态指数计算公式为：

TLI(chl)=10(2.5+1.086 ln chl)TLI(TP)=10(9.436+1.624 ln TP)TLI(TN)=10(5.453+1.694 ln TN)TLI(SD)=10(5.118-1.94 ln SD)TLI(CODMn)=10(0.109+2.66 ln CODMn)

湖泊(水库)营养状态分级见表3 .

表2 地表水水质分级标准

表3 湖泊(水库)营养状态分级

1.4.3 Spearman秩相关系数法

磁湖水质状况年度变化趋势评价采用Spearman秩相关系数法，对评价指标(项目浓度)与时间序列间的相关性进行计算，从而对水质变化趋势进行定性分析[4]。

1)秩相关系数的计算公式为：

di=Xi-Yi

式中：di——变量Xi和变量Yi的差值；

Xi——周期1到N按浓度值从小到大排列的序号；

Yi——按时间顺序排列的序号。

2)评价方法

将秩相关系数rs的绝对值同spearman秩相关系数统计表中的临界值Wp(0.564)进行比较。

如果│γs│>Wp则表明变化趋势有显著意义；rs是负值，则表明下降趋势或好转趋势；rs为正值，则表明上升趋势或加重趋势；当│γs│≤Wp则表明变化趋势没有显著意义，表明基本无变化。

2 结果与分析

2.1 主要污染物现状及变化趋势

选择高锰酸盐指数、生化需氧量、氨氮、总氮、总磷五项因子作为磁湖的主要污染物，对其 “十一五”、 “十二五”期间的浓度变化情况进行了分析，详情见表4、图1。

由表4、图1可知，“十一五”、“十二五”期间，对照表1中Ⅲ类水质标准限值，磁湖中高锰酸盐指数除2006、2007年超标外，其它年度均达标；生化需氧量全部超标；氨氮除2006、2007、2010年超标外，其它年度均达标；总氮、总磷全部超标。2006、2007、2008及2010年磁湖属劣Ⅴ类水质。

根据spearman秩相关分析结果，“十一五”、“十二五”期间，磁湖中高锰酸盐指数、氨氮、总氮、总磷四种主要污染物浓度年均值下降趋势明显，而生化需氧量年均值下降趋势不明显，这与黄石市实施环湖截流、关闭和搬迁磁湖流域规模化畜禽养殖场等措施有关。

表4 磁湖主要污染物年均值变化情况 单位：mg/L

图1 磁湖主要污染物年均值变化情况

2.2 综合污染指数及变化趋势

“十一五”、 “十二五”期间，磁湖水质污染情况见表5。

由表5可知，“十一五”、 “十二五”期间，磁湖水质2007年属严重污染，其它年度均属重污染；根据spearman秩相关分析结果，磁湖综合污染指数下降趋势明显。

表5 磁湖水质综合污染指数比较

2.3 综合营养状态指数法评价结果

在评价磁湖富营养化时，选取叶绿素a、总磷、总氮、透明度和高锰酸盐指数等对湖泊营养状态影响最为密切的5个参数，作为描述磁湖营养类型的指标，评价结果见表6。

表6 磁湖富营养状态评价结果

由表6可知，从2006年到2013年，磁湖水质一直呈中度富营养化特征；仅2014、2015年，磁湖水质呈轻度富营养化特征，营养状态明显改善；根据spearman秩相关分析结果，磁湖综合营养状态指数下降趋势明显，这可能与黄石市利用亚行贷款开展磁湖水污染综合整治项目有关。

3 结论与建议

3.1 结论

“十一五”、“十二五”期间，磁湖中高锰酸盐指数、氨氮、总氮、总磷四种主要污染物浓度年均值、水质综合污染指数及综合营养状态指数等指标明显下降，由中度富营养状态转变成轻度富营养状态，但其水质基本上属重污染，磁湖水污染治理形势仍然严峻。

3.2 建议

1)按照《湖北省生态保护红线划定方案》，落实磁湖生态保护红线勘界落地任务。加快磁湖湿地公园的建设，处理来自下陆地区大量分散点源汇集至磁湖西岸李家坊沟渠中的污水。

2)加强配套管网建设，加快实施黄石市主城区二、三级支管建设以及雨污管网分流改造，推进主城区初期雨水收集设施建设，减少初期雨水入磁湖量。

3)强化环境监管，严厉打击环磁湖违法排污行为 。

4)实施磁湖底泥疏浚，削减内源污染；实施湖泊水体原位修复工程，建设多个植物浮床，以观花植物为主，形成良好景观。

[1]李利霞. “十一五”期间济源市地表水环境质量评价[J]. 能源环境保护，2012，26(1)：52～55.

[2]李思敏，曹 灿，白苏媛. 城市水系浅水湖泊水环境质量评价与分析[J].环境科学与技术，2014，37(9)：163～167.

[3]王明翠，刘雪芹，张建辉，等. 湖泊富营养化评价方法及分级标准[J]. 中国环境监测，2002，18(5)：47～49.

[4]环境保护部. 地表水环境质量评价办法 (试行 )，2011.

Evaluation and analysis of water environmental quality for Cihu lake in Huangshi city

YUE Jing

(Huangshi Environmental Monitoring Station，Hubei Huangshi 435000)

The pollution status of main pollutants for Cihu lake in Huangshi City were analyzed. Water environmental quality for Cihu Lake was evaluated and analyzed by methods of comprehensive pollution index, nutrient index, and the spearman rank correlation coefficient. Results showed that average pollutant concentration of permanganate index, ammonia nitrogen, total nitrogen, and total phosphorus, water quality comprehensive pollution index and comprehensive nutrition state index decreased obviously for Cihu lake , by moderate eutrophication state into a mild eutrophic state, but its water quality basically belongs to the heavy pollution. The countermeasures and Suggestions for improving Cihu lake water environment quality were put forward.

cihu lake；water environmental quality；evaluation；analysis；water quality standard；eutrophication

2016—09—11

乐静(1969— )，女，湖北武汉人，高级工程师，主要从事环境监测与环境保护研究工作.

G512

A

2096-3149(2017)01- 0022-05

10.3969/j.issn.2096-3149.2017.01.006