摘要：本文從水環境質量評價的基本概念出發，在簡要介紹現有水環境質量評價方法的基礎上，對各方法的應用條件及優缺點進行了比較分析，最后針對評價工作中對平均值的不同認識進行了分析討論。

關鍵詞：水環境；質量；評價標準；評價方法

1 水環境質量評價

水環境質量評價就是通過一定的數理方法和其他手段，對水環境素質的優劣進行定量描述（或將量質變換為評語）的過程。水環境質量評價必須以監測資料為基礎，經過數理統計得出統計量（特征數斗桐值）及環境的各種代表值，然后依據水環境質量評價方法及水環境質量分級分類標準進行環境質量評價。

2 水環境質量評價的作用及分類

水環境質量評價是進行環境管理的重要手段之一。通過水環境質量評價可以了解環境質量的過去、現在和將來發展趨勢及其變化規律，制定綜合防治措施與方案；可以了解和掌握影響本地區環境質量的主要污染因子和主要污染源，從而有針對性地制定改善環境質量的污染源治理方案和綜合防治規劃與計劃；可以為制定國家或地方的環境標準、法規、條例細則等提供科學依據；可以進行環境質量的預斷預報，編制新建、改建、擴建和挖潛、革新、改造等工程技術項目的環境影響報告書和防治方案，為選址、設計和生產布局提供科學依據，還可用以總結本地區的環保工作，鑒定防治措施的效果、寫出年度環境質量報告書，進行不同地區間環境質老渣量的比較，交流情報資料，進行全國環境質量統計，促進環保科研技術的發展以及是否以犧牲水環境質量和人民健康而換取經濟發展高速度的損益分析等。

按不同的分類方法，大致上可將水環境質量評價分為以下幾種類型：1）按照時間可分為回顧評價、現狀評價和預斷評價；2）按照區域類型可分為城市、區域或流域、景區等；3）按照環境的專業用途又可分為飲用水、灌溉水、漁業用水等質量評價。

3 水環境質量評價方法

3.1 評價方法簡介

國內外環境質量評價方法多種多樣，但目前國內還沒有制定出統一的評價方法標準供環保工作者使用。水環境質量評價方法較多如：布朗水質指數、普拉特水質指數、羅斯水質指數、內梅羅水質指數、綜合污染指數、模糊數學法和地圖疊加法等，最后一種方法是國內目前普遍采用的方法，簡單且實用。以上種種評價方法都要首先確定斷面單項指標代表值，大多用平均值作為代表值，而內梅羅水質指數法則既考慮到平均值，同時又考慮端值對評價結果的影響，但評價工作中有很多具體問題不易解決，很少采用。其他方法還牽涉到標準問題或評價指標的權重問題，也很少采用。

3.2 水環境質量評價基本步驟

評價目的 根據水環境質量評價的作用，明確評價目的。

選擇評價范圍 如全國、流域、水系、城市、湖庫等水環境質量評價；

選取評價資料 現狀評價一般選擇最近年份或月份的資料作為現狀資料，回顧評價則選擇基礎年份至現狀年份資料，時段必須有一定代表意義，如淮河流域近期的回顧評價大多選擇1994年至2000年的資料，因該流域的大規模污染治理是從1994年開始的；

選擇評價項目 一般要包含自然指標、有機污染指標和有毒污染指標；

選擇評價標準 可根據評價目的選擇不同的水質評價標準；

選擇評價方法 對于流域評價，一般要分水期進行單項評價、分類評價（天然類、有機類、有毒類）和侍銷悄綜合評價。分類評價和綜合評價法比較常用的是地圖重疊法。對于供水水源地水質評價，一般要計算水源地水質指數(WQI)，評價結果定期向社會公布；

評價結果 描述評價結果，找出主要污染因子、主要污染區域、污染趨勢及變化規律、分析污染成因等。

水環境質量評價的其目的就是通過評價了解環境質量的過去、現在和將來發展趨勢及其變化規律，掌握影響本地區環境質量的主要污染因子和主要污染源，從而有針對性地制定改善環境質量的污染源治理方案和綜合防治規劃與計劃。因此，根據上述步驟進行評價時目的性要強，要靈活多變，充分發揮個人的主觀能動性。現狀評價既可以是月度評價，也可以是季度評價，還可以是年度評價。回顧評價一般是對近幾年的水質進行回顧分析。

月度水質現狀評價，要結合圖表描述該月總體水質狀況，與上月水質對比，與去年同期水質對比，水質是好轉了還是惡化了，應有一個明確的結論。找出該月的主要污染因子及水質污染比較嚴重的河流或斷面。季度現狀評價同月度水質現狀評價基本類似，但必須首先確定時段斷面代表值。

年度水質現狀評價，要結合圖表描述本年度總體水質狀況，與去年或基準年水質對比，水質是好轉了還是惡化了，也應有一個明確的結論。從時間上來講，因河流水質受季節影響比較明顯，還可以分水期、分季度或逐月對比分析；從空間上來講，可以按河流、水系等不同地域進行評價，河流評價還應分析沿程水質變化情況，最好用主要污染指標的濃度過程線突出污染嚴重的地點。在分析支流對干流污染貢獻的大小時，可利用等標污染負荷比排序來加以解決，但由于偶然一次的結果可能會使其缺乏代表性，因此建議結合流量資料對某污染物進行輸送量計算。舉例來說，以淮河干流的魯臺孜站為下游控制點，其上游有淮干起始斷面淮濱，最大的支流潁河，第二支流渦河，還有洪河、淠河、史河等。一般認為潁河及渦河對淮干的污染影響較大，但是在計算了各支流河口各年的CODmn輸送量之后，發現洪河及淮河淮濱對魯臺孜的污染貢獻最大，約占魯臺孜總量的30%～70%，且二斷面污染物輸送量各年的變化圖形也同魯臺孜的圖形相似，相反潁河和渦河的影響偏小。這主要是因為洪河和淮河淮濱為暢流型河道，而潁河和渦河節制閘眾多所致，如后者為暢流型河道，淮河將不堪重負。以上例子能說明很多問題，但也有其一定的局限性，就是沒有考慮到污染物降解因素，而且要求有完整可靠的流量系列資料。

4 水環境質量評價工作中存在問題

最近，有關部門發布了《地表水環境質量標準》（GHZB 1――1999），部分內容雖涉及到了水質評價，但仍不十分詳細。該標準第5.1條規定“地表水環境質量評價應選取單項指標，分項進行達標率評價”，主要突出了單項達標率評價；第5.2條規定“對于豐、平、枯水期特征明顯的水體，應分水期進行達標率評價，所使用數據不應是瞬時一次監測值和全年平均值，每一水期數據不少于兩個”，在強調達標率評價的同時又否定了各水期和全年平均監測值的作用。舉例來說，淮河水系的史河紅石咀斷面水質一直較好，多數月份為Ⅱ類，少數月份為Ⅲ類，但《淮河流域水污染防治規劃及”九五“計劃》中的水質目標定為Ⅳ類，水質達標率肯定是100%，如果人們想知道該斷面各水期及全年綜合評價到底是幾類水，就沒有一個量化概念。如果有斷面代表值時，就能解決這一問題。流域水質評價是區域評價，內容必然會涉及到流域總體水質，在各斷面沒有時段代表值時，按監測站次進行達標率評價所得出的流域總體達標率信息將會失真，因為這個結果在一定程度上受各站的監測頻率影響較大，無意中給各站設定了權重。例如，一個站監測頻率是3次/年，大多為超Ⅴ類水體，另一站監測頻率為12次/年，大多為Ⅲ類水體，按監測站次統計該區域年水質類別百分比時，水質好的百分比就會偏大，不能反映真實情況。

根據統計學原理，要對一個樣本系列進行完整描述，必須了解隨機變量的可能取值與概率的關系，達標率、超標率、檢出率評價實際上相當于概率評價，但在實際工作中需要的不僅僅是概率與其對應的隨機變量取值的關系，還需要描述隨機變量分布的總體概括，即隨機變量的數字特征，并根據特征值確定某斷面在評價時段內的水質類別。在處理實際問題時，仍需要有限次的試驗或觀測來解決。數字特征通常有兩大類：一類是反映隨機變量的集中程度，即平均數，其數字特征值有平均值、中位值、眾數和幾何平均值；一類是反映隨機變量的離散程度，數字特征值有平均差、方差和均方差。

環境統計平均值，是指在同質的總體中，環境現象在一定的時間、地點和條件下所達到的一般水平的統計指標。其顯著特點是用一個數值來代表所研究環境現象的一般水平，以及把總體各變量之間的差異給抽象掉了。實際上是一個從個性到共性的過程。利用平均數，可以比較同類現象在不同區域所達到的一般水平，幫助人們認識所研究環境對象的總體情況，并且可以研究某種事物一般水平在不同時間上的發展變化，從而觀察和分析其發展變化的過程和發展趨勢。只有這樣才能揭示各種環境現象之間相互依存關系的規律性。

眾數是樣本系列中出現次數最多的一個隨機變量，具有很好的代表性，但短期水質資料中眾數一般不易找到，實際工作中不可能得到真實的眾數。而幾何平均值主要是研究平均增加率或平均比率之用，對于變幅很大的因素常常使用。因此在水質評價時一般不采用眾數和幾何平均值作為代表值。

算術平均值、中位值和眾數的位置關系如果用橫坐標代表變量的取值，縱坐標代表相應的頻數，如曲線分布為對稱形，則三者合而為一。如曲線分布為正偏或負偏（見圖1、圖2），那么算術平均值受端值影響最大，遠離眾數；而中位值受項數影響，離眾數較近。

離散程度反映變量分布在平均值兩側的疏蜜程度，離散度小，說明變量取值與平均值相差很小，平均值比較穩定且代表性強。相反，離散度大，說明變量取值與平均值相差很大，說明平均值穩定性小且代表性差。

評價精度是指所得出的評價結果與實際的環境質量之間的差異。評價代表值的精密度決定了評價結果的精度。假設以平均值作為代表值，根據平均值標準偏差公式不難看出，取樣密度越大（即n越大），平均值標準偏差就越小，平均值越可靠，精度越高，同樣評價精度也就得到了相應提高。

從以上分析可以看出，水環境質量評價必須統計斷面代表值，這是水質評價的基礎。究竟是取平均值合適，還是取中位值合適，要具體情況區別對待。在水質評價時首先計算平均值標準差，并由此判斷平均值的代表性，會給評價工作增加較多工作量。一般情況下，中位值出現的頻率比較接近眾數出現的頻率，中位值具有很好的代表性，當監測頻率為每月一次時，可將水期平均值或中位值作為斷面代表值；當監測頻率為每兩個月一次時，可將中位值作為水期斷面代表值；當三、四個月監測一次時，平均值和中位值都無代表性。顯然，在水質評價時一味強調年平均值受極值影響無代表性，或者認為年平均值不能反映極值，這些觀點是值得商榷的。