水污染综合指数评价方法与应用分析_薛巧英

水污染综合指数评价方法与应用分析薛巧英(山西工程职业技术学院冶金与环境工程系,太原030009)刘建明(太原新鑫实业公司,太原030024)摘要分析了我国河流水质综合评价方法的现状以及运用水污染综合指数评价河流水质的方法,同时应用实例采用不同方法对综合指数进行了计算,通过对计算结果进行比较评价分析,综合加权计算方法的结果比较符合实际,而且直观明了。关键词水污染水环境质量环境质量评价综合指数1引言水污染是我国最严重的环境问题[1],对河流水环境质量进行评价为水环境质量管理及规划提供可靠的科学依据,是环境管理的重要手段之一。对河流水污染进行现状评价的方法很多,但指数法始终以其计算简便、结果直观便于比较的特点,在河流水污染现状评价中广为采用。2水污染综合指数评价方法水污染综合指数就是对各污染指标分指数经过不同方法的数学运算得到一个综合指数,以此来对河流水污染状况进行综合评述。指数方法的种类很多,主要方法有下列几种。2.1代数叠加法这种方法是最简单的一种综合指数法,把所评价因子的污染分指数代数叠加而成,公式如下[4]:Ij=∑mi=1CiSi(1)式中Ij———表示j断面m项污染参数的综合指数值;Ci———表示j断面第i项污染参数的监测统计浓度值;Si———第i项污染参数的评价标准值;m———为选取污染参数的项数。2.2加权平均法各种污染物对河流水质的影响程度是不同的,加权平均法考虑了不同污染参数所占的权重比例。计算式如下[4]:Ij=∑mi=1WiCiSi(2)式中Wi———第i项污染指标的权重。权重的确定方法有多种,可用德尔斐技术确定其大小[4],也可依据经验确定其大小。2.3综合加权法为了使综合指数与水质类别统一起来便于分析,文献[3]提出了一种把水质类别考虑进综合指数的加权计算法。计算公式如下:Ij=qj+ρ×∑mi=1Wi∑WiCiSi(3)式中Ij———表示j断面综合指数;qj———表示j断面综合水质类别的影响。当水质类别为I、II、III、IV、V类时分别对应1、2、3、4、5,水质超过V类水质时定义为劣V类水质,qj取6;ρ———经验系数,它的作用是满足:ρ×∑mi=1Wi∑WiCiSi<1(4)ρ的选取既要保证上式的作用,又要具有较高的分辨率,经过反复计算和大量的数据验证,当水质类别为I类时ρ取1,II类时ρ取0.47,III类时ρ取0.45,IV类时ρ取0.41,V类时ρ取0.18,劣V类时ρ取0.17。当水质类别为劣V类时,可能出现指数过大,ρ取0.17仍不能使小数部分<1,则规定小数部分为0.999。Wi———第i顶污染指标的权重,计算方法如下:Wi=Si1Si5(5)式中Si1———表示第i种污染指标I类水质标准值;Si5———表示第i种污染指标V类水质标准值。很明显,这种方法计算的综合指数由整数和小数64环境工程2004年2月第22卷第1期DOI:10.13205/j.hjgc.2004.01.0202部分组成,其优点在于,指数的整数部分代表了水质的类别,小数部分考虑了各污染指标的超标程度及其权重,说明了河流水体的污染程度。(5)式中的Wi的确定是以污染物超标倍数对河流水质的贡献率大小为依据的,它的指导思想是基于地表水环境质量标准中的I类标准,同样的超标倍数,若达到更差类别水质标准,即说明此污染指标对河流水污染超标率贡献大,并且考虑综合指数与水质类别相一致,这在水质综合评价中具有一定的可比性。除以上几种方法外,目前常用的还有罗斯水质指数、内梅罗指数、黄浦江污染指数、豪顿水质指数等[4]。不同的指数各有其特点,也存在着不足,其中如何确定各权重的大小是一项需要专门研究的问题。3综合污染指数法评价河流水质3.1确定评价标准从2002年6月1日起执行的地表水环境质量标准(GB3838-2002)是目前我国河流水环境质量评价中的基本标准。在该标准中,依据地表水水域环境功能和保护目标将其划分为5类。在本计算中把凡超过V类标准值的水质划为劣V类。污染物在各类之间有的存在级差,有的无级差,并且污染物有各自独立的质量要求。在地表水环境质量标准中对地表水综合评价采取的是限值原则,即以单项指标最差所属级别确定其综合水质类别,这是符合实际的,因为若某项指标严重超标,己不适于饮用却仍评为饮用水源地的III类水,将给人民生命健康带来威胁。因此应综合考虑样本是否符合水质标准分类。3.2选取评价因子在水质综合评价中,评价因子的选取直接影响着评价结果,选有代表性的参数极为重要,在GB3838-2002中地表水环境质量标准基本项目有24项,即水温、pH、DO、高锰酸盐指数、CODMn、BOD5、NH3-N、总磷、总氮、铜、锌、氟化物、硒、砷、汞、镉、铅、六价铬、氰化物、挥发酚、石油类、阴离子表面活性剂、硫化物、粪大肠菌群。对区域水环境污染评价