改进的内梅罗污染指数法在东莞市石马河水质评价中的应用

 改进的内梅罗污染指数法在东莞市石马河水质评价中的应用

王晓敏

东莞市水务监测中心  523000

摘要：本文以东莞市东江下游石马河支流2022年的水质监测资料，应用改进后的内梅罗水污染指数法和单因子指数法进行对比分析，对石马河水质及这一段时间的变化趋势进行分析评价。评价结果表明：改进后的内梅罗水污染指数法对石马河的水质评价为Ⅳ类，单因子指数法片面单一，石马河（观澜河交汇处）和石马河（旗岭）两个监测断面污染较重。

关键词：石马河；水质；内梅罗指数；评价

广东省东莞市东部的石马河，是珠江水系东江下游左岸支流，其发源于深圳市宝安大脑壳山，自南向北流经深圳市观澜，观澜水至东莞塘厦和雁田水汇合后，始称石马河。东莞市境内石马河流域面积601km2，流经东莞市塘厦、清溪、樟木头、常平、谢岗、桥头等7镇，主干河长67.5km，其中观澜水9.8km，雁田水19.7km，汇合口以下38.0km[1]，是东江下游的一级支流。近年来，石马河的水质有所改善，但仍存在一些问题。本文根据2022年东莞市水务监测中心对石马河水质监测数据，应用内梅罗水污染指数法进行水质综合评价，并与单因子指数法评价进行比较。

一、水质评价方法

水质评价评级的方法常见的有单因子指数法、污染指数法、模糊综评法、主要成分分析法等。其中污染指数法可以对整体的水质做出判断，能够在整体上反映水污染的程度。在污染指数法中，内梅罗指数法被广泛应用，但传统的内梅罗指数法没有考虑各个评价因子在水污染中对水质影响，因此本文采用考虑了各个评价因子权重并对最值问题同时进行修正的内梅罗指数法[2-6]对石马河水流域水质进行评价。并将其与单因子指数法进行对比分析，判断两种分析方法在水质评价中的区别。

东莞市水务监测中心选取了石马河3个监测断面，分别为石马河（与观澜河交汇处）、石马河（）旗岭）、石马河（橡胶坝）。考虑到不同的指标对水质的影响程度不一样，本文采用考虑了各污染因子在水质评价中所占权重问题的改进式内梅罗指数[2-6]做为水质评价的方法，同时结合石马河水污染的特点，仅选取化学需氧量、氨氮、五日生化需氧量、高锰酸盐指数、总磷共5个因子进行水质评价。

计算权重的内梅罗水污染指数公式为：

Pi =……（1）

Fi= Ci/Si                            ……（2）

F′max = (Fmax+Fw)/2         ……（3）

F′ = ……（4）

Fw = ……（5）

wi =ri / ……（6）

ri = Smax / Si                          ……（7）

式中：Pi为某断面的水质综合污染指数；Ci为第i个水质参数的实际监测值，当未检出时，Ci取方法检出限的一半；Si为第i个水质参数的标准值；标准值选取《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅲ类水质标准限值为标准值；n为参与评价水质检测指标的项数；Fmax为Fi的最大值；Fw为权重值前n项组分的评分均值；m为前n项中Fi1的项数；wi为第i种污染因子的权重值；Smax为评价指标标准值Si中的最大值；ri为第i种评价指标的相关性比值。

水域的综合污染指数为：

P =               ……（8）

式中： n为监测断面数；P为水域的综合污染指数

按改进的内梅罗水质污染指数等级划分标准为：Ⅰ类P≤0.27；Ⅱ类0.27< P≤0.49；Ⅲ类0.49< P ≤0.72；Ⅳ类0.72

1.69则为劣Ⅴ类。

根据我国《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002），对应的地表水的五类水域环境功能，将地表水环境质量标准基本项目标准值同样分为五类，见表1。

表1地表水环境质量标准基本项目标准值类别(mg/L)

二、相关数据

1、改进的内梅罗指数法数据

根据东莞市水务监测中心2022年石马河三个监测断面的水质监测数据按照改进后内梅罗指数法公式进行计算，得到具体数据如表2。

表2 各断面改进的内梅罗污染指数

2、水质评价结果数据

单因子指数法和改进后的内梅罗指数法对三个断面的数据进行处理后，具体的水质类别等级见表3。

表3 单因子指数法和改进后的内梅罗指数法评价结果

三、水质评价结果

1、各断面的评价结果

由表3可知，3个监测断面的水质评价结果中，石马河（橡胶坝）的整体水质相对较好。石马河（观澜河交汇处）和石马河（旗岭）两个断面污染较重，水质基本为Ⅴ类和劣Ⅴ类水。

2、单因子指数法和改进内梅罗污染指数的对比

由表3及图1可知，单因子指数法评价的3个断面中，Ⅳ类、Ⅴ类水和劣Ⅴ类占比66.66%。改进后的内梅罗污染指数法评价的3个断面中，大部分断面的水质类别比单因子指数会提升一个级别，尤其是劣Ⅴ类水，占比由22.22%减少到8.33%。

图1 2022年石马河断面水质评价统计

四、总结

本文采用单因子指数法和改进的内梅罗指数法对东莞市石马河流域三个监测断面2022年的水质污染指标进行评价，主要得出以下结论：

(1) 与单因子指数法相比，改进的内梅罗指数法采用对每个污染因子进行加权平均，并同时对最大污染因子项作出权重修正，弥补了单因子指数法片面采用单一指数对水质进行评价，用最差的单项指标水质代表整体水质，结论简洁单一，较为片面的弊端。

(2) 根据石马河三个监测断面综合改进后的内梅罗指数，石马河整体流域内梅罗指数为0.94，为Ⅳ类水。污染最严重的水质数据集中在石马河（观澜河交汇处）监测点和石马河（旗岭）监测点的第三季度和第四季度的数据，这一定程度与石马河流域这两个监测点流经的区域特点有关。石马河（观澜河交汇处）和石马河（旗岭）流经凤岗镇、塘厦镇、常平镇和樟木头镇，这几个镇区均是东莞市的工业重镇，流域内人口密度也高[1]，生活污染及工业污染源对河流的氨氮、总磷等指标的影响非常大。改进后的内梅罗指数法综合了这几个指标对整体水质评价的影响，虽然整体水质评价类别相对单因子指数法有提升，但依然是污染最严重的区域。

参考文献：

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