2012—2022 年练江揭阳段水质状况及变化趋势分析

李晓芳 陈湛峰

（广东省生态环境监测中心，广东广州 510308）

1 引言

练江是粤东地区第三大河流，也是汕头、揭阳两市的“母亲河”，20 世纪90 年代以来，由于低端产业、落后产能的无序发展，练江逐渐成为广东污染最严重的河流之一。“十三五”以来，随着国家对水环境质量的重视及污染治理投入的增加，练江水环境质量实现阶段性好转。

综合分析不同流域的水环境质量状况、变化趋势和原因，是管理部门科学合理地制定治理措施的关键，目前常用的定量评价水环境质量的方法有单因子评价法、污染指数评价法、模糊数学评价法和人工神经网络评价法［1］；水质变化趋势定量分析方法有斯皮尔曼等级相关系数法［2］、季节性Ken－dall 检验法［3］、Mann－Kendall 检验法［4］。本文采用2012—2022 年练江连续11 年的地表水水质监测数据，以单因子污染指数法、内梅罗环境质量指数法和斯皮尔曼等级相关系数法对练江干流揭阳段水环境质量及其变化趋势进行分析，旨在为练江流域的水污染防治提供参考和决策依据。

2 材料与方法

2.1 研究区域概况

练江流域发源于揭阳市普宁市大南山，在汕头市潮阳区海门湾入海，干流全长72 km，流域面积1 353 km2。练江干流揭阳段长29.8 km，流域面积515 km2，流经15 个镇（街道），常住人口175 万人。

2.2 数据来源

研究区为练江干流揭阳段，监测断面包括干流的下村大桥和青洋山桥断面，其中下村大桥为上游监控断面，青洋山桥为下游揭阳与汕头的交界断面。本研究采用2012—2022 年练江地表水水质的年均值监测结果，选用高锰酸盐指数（CODMn）、化学需氧量（CODCr）、五日生化需氧量（BOD5）、氨氮（NH3－N）、总磷（TP）、氟化物（F）、阴离子表面活性剂（LAS）和硫化物（S）8 项指标进行水环境质量评价及趋势分析。

2.3 研究方法

2.3.1 单因子污染指数法

单因子污染指数法是指将某项污染物实测值与评价标准的标准值进行比较，以最差的水质单项因子所属类别作为水质的评价结果，其计算公式为：

式中，Fi为单因子污染指数；Ci为第i 项污染物实测值；Cni为第i 项污染物评价标准的标准值。

2.3.2 内梅罗环境质量指数法

根据所选择的评价指标，按照其实测值和标准值，计算内梅罗环境质量指数，其计算公式为：

式中，F¯为所有评价指标单因子指标的平均值；Fimax为评价指标中污染指数最大值；Fp为内梅罗环境质量指数。

内梅罗环境质量指数等级分级标准［2］见表1。

表1 内梅罗环境质量指数等级分级标准

2.3.3 斯皮尔曼等级相关系数法

秩相关系数是描述两要素之间相关程度的一种统计指标，其计算公式为：

式中，rs为秩相关系数；Xi为周期1 到周期N 按浓度值从小到大排列的序号；Yi为按时间顺序排列的序号；N 为时间周期。

如果rs值为负，则表明污染指标随时间变化呈下降或减轻趋势，反之呈上升或加重趋势。rs的绝对值越接近1，说明在评价时段内水质变化趋势越明显［5］。

3 结果与分析

练江流域由普宁寒妈径至潮阳海门执行GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类标准。

3.1 练江干流揭阳段各项污染因子污染程度

3.1.1 氮磷污染指标

河流氮磷污染的表征指标主要有NH3－N 和TP等，研究显示，练江干流揭阳段氮磷超标较严重。根据图1，2012—2022 年下村大桥和青洋山桥断面的NH3－N 和TP 污染指数均呈波动下降趋势，污染程度逐渐减轻。2012 年以来，下村大桥断面除2022 年TP达标外，其余年份NH3－N 和TP 均超标，2015 年超标最重，污染指数分别为4.9 和3.3；青洋山桥断面NH3－N 除2022 年达标外，其余年份均超标，2014 年超标最重，污染指数为4.3，TP 在2012—2019 年超标，2020—2022 年达标，2015 年污染最重，污染指数为5.8。

图1 2012—2022 年练江干流揭阳段氮磷污染单因子污染指数

3.1.2 有机污染指标

河流有机污染的表征指标主要有CODCr，CODMn和BOD5等。根据图2，近年来练江干流揭阳段的有机污染程度明显减轻。2012—2022 年下村大桥断面CODMn，CODCr和BOD5的污染指数均呈逐渐下降趋势，其中CODMn和CODCr分别在2016 年、2019 年开始达标，BOD5在2012 年、2014 年和2016 年超标，其余年份均达标。2012—2022 年青洋山桥断面的CODMn，CODCr和BOD5的污染指标均呈先升后降趋势，2012—2015 年呈上升趋势，2016—2022 年呈下降趋势；其中，CODMn在2016 年开始达标，CODCr和BOD5在2012—2016 年、2018 年超标，其余年份达标。

图2 2012—2022 年练江干流揭阳段有机污染单因子污染指数

3.1.3 其他指标

根据图3，2012—2022 年下村大桥的LAS 和S均能达标，但LAS 在2016—2018 年出现峰值，浓度显著高于其余年份；2012—2022 年青洋山桥的LAS和S 均呈下降趋势，LAS 在2017 年开始达标，S 在2016 年开始达标。

图3 2012—2022 年练江干流揭阳段其他指标单因子污染指数

3.2 练江干流揭阳段综合污染状况

综合污染状况采用内梅罗环境质量指数来评价，根据公式计算出练江干流揭阳段的内梅罗环境质量指数。根据图4，下村大桥在2012—2022 年间的内梅罗环境质量指数在0.82～3.65 间波动，青洋山桥内梅罗环境质量指数在0.71～4.55 间波动，2 个断面的水质污染均较严重。下村大桥的内梅罗环境质量指数波动下降，污染程度呈波动减轻趋势，2012—2021 年水质受不同程度污染，2022 年好转为较清洁状态；与2012 年相比，2022 年指数下降65.7%。青洋山桥的内梅罗环境质量指数先升后降，污染程度整体呈减轻趋势，2012—2021 年水质在轻污染至重污染间波动，2014 年和2015 年污染最重，均为重污染，2022 水质好转为较清洁状态；与2012 年相比，2022年指数下降72.1%。可见，练江干流揭阳段水质阶段性好转，污染程度明显减轻。

图4 2012—2022 年练江干流揭阳段各断面内梅罗综合指数

3.3 练江干流揭阳段水质变化趋势分析

3.3.1 水质变化趋势分析

表2 为2012—2022 年练江干流揭阳段下村大桥和青洋山桥的内梅罗环境质量指数与年份的斯皮尔曼等级相关系数，结果显示，下村大桥和青洋山桥的内梅罗环境质量指数与年份的斯皮尔曼等级相关系数均为负值，说明2 个断面的水质均呈改善趋势，其中青洋山桥在置信水平99%时具有显著意义，水质改善趋势明显。

表2 练江干流揭阳段内梅罗环境质量指数与年份的斯皮尔曼等级相关系数

表3 为2012—2022 年练江干流揭阳段各指标污染指数与年份的斯皮尔曼等级相关系数，结果表明：下村大桥的CODMn，CODCr和BOD5在置信水平99%时具有显著意义，污染指数下降趋势显著，TP 和S 在置信水平95%时具有显著意义，污染指数下降趋势明显；青洋山桥的8 个评价指标均在置信水平99%时具有显著意义，且污染指数下降趋势显著。说明2012—2022 年练江干流揭阳段水质呈好转趋势，且下游青洋山桥的水质改善程度更大。

表3 练江干流揭阳段各项污染物污染指数与年份的斯皮尔曼等级相关系数

3.3.2 水质好转原因分析

“十三五”以来，为深入打好练江流域综合整治污染防治攻坚战，广东省、揭阳市、普宁市一方面聚焦重点精准施策，持续推进污水收集处理设施建设，加快推进污水处理厂配套管网和雨污分流管网建设，切实削减入河污染量；另一方面推动企业入园集中生产，集中治污，集中管理，确保工业废水集中处理，达标排放；此外，还组织专业技术机构对干支流进行全面排查，因地制宜地对黑臭支流进行整治，降低支流对干流水质的负面冲击。

4 结论

2012—2022 年，练江干流揭阳段的超标项目有NH3－N，TP，CODMn，CODCr，BOD5，LAS，S 等；各断面主要污染项目如NH3－N，TP，CODMn，CODCr和BOD5的污染指数均呈下降趋势，说明练江干流揭阳段水质明显改善。

2012—2022 年，练江干流揭阳段的综合污染指数明显下降，下村大桥和青洋山桥断面的水质均呈改善趋势，污染程度大大减轻，其中青洋山桥的水质改善程度更明显。水质改善的主要原因是广东省积极推进练江流域污染综合治理，坚持源头减污、源头截污和雨污分流，推动练江整治取得阶段性成效。