2012—2022 年練江揭陽段水質狀況及變化趨勢分析

李曉芳 陳湛峰

（廣東省生態環境監測中心，廣東廣州 510308）

1 引言

練江是粵東地區第三大河流，也是汕頭、揭陽兩市的“母親河”，20 世紀90 年代以來，由于低端產業、落后產能的無序發展，練江逐漸成為廣東污染最嚴重的河流之一?！笆濉币詠?，隨著國家對水環境質量的重視及污染治理投入的增加，練江水環境質量實現階段性好轉。

綜合分析不同流域的水環境質量狀況、變化趨勢和原因，是管理部門科學合理地制定治理措施的關鍵，目前常用的定量評價水環境質量的方法有單因子評價法、污染指數評價法、模糊數學評價法和人工神經網絡評價法［1］；水質變化趨勢定量分析方法有斯皮爾曼等級相關系數法［2］、季節性Ken－dall 檢驗法［3］、Mann－Kendall 檢驗法［4］。本文采用2012—2022 年練江連續11 年的地表水水質監測數據，以單因子污染指數法、內梅羅環境質量指數法和斯皮爾曼等級相關系數法對練江干流揭陽段水環境質量及其變化趨勢進行分析，旨在為練江流域的水污染防治提供參考和決策依據。

2 材料與方法

2.1 研究區域概況

練江流域發源于揭陽市普寧市大南山，在汕頭市潮陽區海門灣入海，干流全長72 km，流域面積1 353 km2。練江干流揭陽段長29.8 km，流域面積515 km2，流經15 個鎮（街道），常住人口175 萬人。

2.2 數據來源

研究區為練江干流揭陽段，監測斷面包括干流的下村大橋和青洋山橋斷面，其中下村大橋為上游監控斷面，青洋山橋為下游揭陽與汕頭的交界斷面。本研究采用2012—2022 年練江地表水水質的年均值監測結果，選用高錳酸鹽指數（CODMn）、化學需氧量（CODCr）、五日生化需氧量（BOD5）、氨氮（NH3－N）、總磷（TP）、氟化物（F）、陰離子表面活性劑（LAS）和硫化物（S）8 項指標進行水環境質量評價及趨勢分析。

2.3 研究方法

2.3.1 單因子污染指數法

單因子污染指數法是指將某項污染物實測值與評價標準的標準值進行比較，以最差的水質單項因子所屬類別作為水質的評價結果，其計算公式為：

式中，Fi為單因子污染指數；Ci為第i 項污染物實測值；Cni為第i 項污染物評價標準的標準值。

2.3.2 內梅羅環境質量指數法

根據所選擇的評價指標，按照其實測值和標準值，計算內梅羅環境質量指數，其計算公式為：

式中，Fˉ為所有評價指標單因子指標的平均值；Fimax為評價指標中污染指數最大值；Fp為內梅羅環境質量指數。

內梅羅環境質量指數等級分級標準［2］見表1。

表1 內梅羅環境質量指數等級分級標準

2.3.3 斯皮爾曼等級相關系數法

秩相關系數是描述兩要素之間相關程度的一種統計指標，其計算公式為：

式中，rs為秩相關系數；Xi為周期1 到周期N 按濃度值從小到大排列的序號；Yi為按時間順序排列的序號；N 為時間周期。

如果rs值為負，則表明污染指標隨時間變化呈下降或減輕趨勢，反之呈上升或加重趨勢。rs的絕對值越接近1，說明在評價時段內水質變化趨勢越明顯［5］。

3 結果與分析

練江流域由普寧寒媽徑至潮陽海門執行GB 3838—2002《地表水環境質量標準》Ⅴ類標準。

3.1 練江干流揭陽段各項污染因子污染程度

3.1.1 氮磷污染指標

河流氮磷污染的表征指標主要有NH3－N 和TP等，研究顯示，練江干流揭陽段氮磷超標較嚴重。根據圖1，2012—2022 年下村大橋和青洋山橋斷面的NH3－N 和TP 污染指數均呈波動下降趨勢，污染程度逐漸減輕。2012 年以來，下村大橋斷面除2022 年TP達標外，其余年份NH3－N 和TP 均超標，2015 年超標最重，污染指數分別為4.9 和3.3；青洋山橋斷面NH3－N 除2022 年達標外，其余年份均超標，2014 年超標最重，污染指數為4.3，TP 在2012—2019 年超標，2020—2022 年達標，2015 年污染最重，污染指數為5.8。

圖1 2012—2022 年練江干流揭陽段氮磷污染單因子污染指數

3.1.2 有機污染指標

河流有機污染的表征指標主要有CODCr，CODMn和BOD5等。根據圖2，近年來練江干流揭陽段的有機污染程度明顯減輕。2012—2022 年下村大橋斷面CODMn，CODCr和BOD5的污染指數均呈逐漸下降趨勢，其中CODMn和CODCr分別在2016 年、2019 年開始達標，BOD5在2012 年、2014 年和2016 年超標，其余年份均達標。2012—2022 年青洋山橋斷面的CODMn，CODCr和BOD5的污染指標均呈先升后降趨勢，2012—2015 年呈上升趨勢，2016—2022 年呈下降趨勢；其中，CODMn在2016 年開始達標，CODCr和BOD5在2012—2016 年、2018 年超標，其余年份達標。

圖2 2012—2022 年練江干流揭陽段有機污染單因子污染指數

3.1.3 其他指標

根據圖3，2012—2022 年下村大橋的LAS 和S均能達標，但LAS 在2016—2018 年出現峰值，濃度顯著高于其余年份；2012—2022 年青洋山橋的LAS和S 均呈下降趨勢，LAS 在2017 年開始達標，S 在2016 年開始達標。

圖3 2012—2022 年練江干流揭陽段其他指標單因子污染指數

3.2 練江干流揭陽段綜合污染狀況

綜合污染狀況采用內梅羅環境質量指數來評價，根據公式計算出練江干流揭陽段的內梅羅環境質量指數。根據圖4，下村大橋在2012—2022 年間的內梅羅環境質量指數在0.82～3.65 間波動，青洋山橋內梅羅環境質量指數在0.71～4.55 間波動，2 個斷面的水質污染均較嚴重。下村大橋的內梅羅環境質量指數波動下降，污染程度呈波動減輕趨勢，2012—2021 年水質受不同程度污染，2022 年好轉為較清潔狀態；與2012 年相比，2022 年指數下降65.7%。青洋山橋的內梅羅環境質量指數先升后降，污染程度整體呈減輕趨勢，2012—2021 年水質在輕污染至重污染間波動，2014 年和2015 年污染最重，均為重污染，2022 水質好轉為較清潔狀態；與2012 年相比，2022年指數下降72.1%?？梢?，練江干流揭陽段水質階段性好轉，污染程度明顯減輕。

圖4 2012—2022 年練江干流揭陽段各斷面內梅羅綜合指數

3.3 練江干流揭陽段水質變化趨勢分析

3.3.1 水質變化趨勢分析

表2 為2012—2022 年練江干流揭陽段下村大橋和青洋山橋的內梅羅環境質量指數與年份的斯皮爾曼等級相關系數，結果顯示，下村大橋和青洋山橋的內梅羅環境質量指數與年份的斯皮爾曼等級相關系數均為負值，說明2 個斷面的水質均呈改善趨勢，其中青洋山橋在置信水平99%時具有顯著意義，水質改善趨勢明顯。

表2 練江干流揭陽段內梅羅環境質量指數與年份的斯皮爾曼等級相關系數

表3 為2012—2022 年練江干流揭陽段各指標污染指數與年份的斯皮爾曼等級相關系數，結果表明：下村大橋的CODMn，CODCr和BOD5在置信水平99%時具有顯著意義，污染指數下降趨勢顯著，TP 和S 在置信水平95%時具有顯著意義，污染指數下降趨勢明顯；青洋山橋的8 個評價指標均在置信水平99%時具有顯著意義，且污染指數下降趨勢顯著。說明2012—2022 年練江干流揭陽段水質呈好轉趨勢，且下游青洋山橋的水質改善程度更大。

表3 練江干流揭陽段各項污染物污染指數與年份的斯皮爾曼等級相關系數

3.3.2 水質好轉原因分析

“十三五”以來，為深入打好練江流域綜合整治污染防治攻堅戰，廣東省、揭陽市、普寧市一方面聚焦重點精準施策，持續推進污水收集處理設施建設，加快推進污水處理廠配套管網和雨污分流管網建設，切實削減入河污染量；另一方面推動企業入園集中生產，集中治污，集中管理，確保工業廢水集中處理，達標排放；此外，還組織專業技術機構對干支流進行全面排查，因地制宜地對黑臭支流進行整治，降低支流對干流水質的負面沖擊。

4 結論

2012—2022 年，練江干流揭陽段的超標項目有NH3－N，TP，CODMn，CODCr，BOD5，LAS，S 等；各斷面主要污染項目如NH3－N，TP，CODMn，CODCr和BOD5的污染指數均呈下降趨勢，說明練江干流揭陽段水質明顯改善。

2012—2022 年，練江干流揭陽段的綜合污染指數明顯下降，下村大橋和青洋山橋斷面的水質均呈改善趨勢，污染程度大大減輕，其中青洋山橋的水質改善程度更明顯。水質改善的主要原因是廣東省積極推進練江流域污染綜合治理，堅持源頭減污、源頭截污和雨污分流，推動練江整治取得階段性成效。