水質指數

水質指數(或稱水質污染指數)是環境質量指數的一種，它是綜合幾個水質參數的檢驗結果，用來反映水質的一個無量綱數值 ^[2]  。

1965年美國Horton提出的水質指數，包括十個參數，可稱為“評分加權法”。污水處理按計算水質指數地點的上游、污水處理廠服務人口占總人口百分比來考慮。電導率用以反映水中總溶解固體的含量。CCE代表有機污染，考慮美國飲用水標準已列入此項目，故把它也作為水質指數的參數之一。温度對水產資源有一定影響。感官的明顯污染指出現油膜、浮渣、泡沫或其它漂浮雜質，以及排放造成色或臭味的污水。其餘幾個都是評價水質方面較古老而常用的參數。Horton對這些參數擬定了評分尺度，除温度和感官的明顯污染兩項外，根據不同質量狀況規定的評分範圍從0到100，0代表最差水質，100代表最佳水質。温度和明顯污染用M₁、M₂兩個係數計算。為了保證使水體保持一定的水產品種，建議當水温<34℃時，採用M₁=1，水温>34℃時，採用M₁=0.5。如存在明顯污染，採用M₂=0.5，否則採用M₂=1。Horton水質指數的計算式為：

WQI=M₁M₂（

）

式中: C₁，C₂……C₈為根據各參數實測數據查得的水質評分，W₁，W₂……的₈為各參數的權重。

這個指數沒有列入有毒化學物質，因為有人認為水中如含有對人、動物或水生生物有害的物質，就不適宜用評分方法計算其水質。

這是1971年意大利Prati等提出的。他們選擇pH、溶解氧、五日生化需氧量等十三個參數，參考許多國家的水質分級，制定了優良、可允許、輕污染、污染和嚴重污染五級地面水水質。實測的污染濃度，可按提供的一系列計算公式或曲線換算成表示污染水平的無量綱數值。這些數學換算公式或曲線，是以考慮各項參數到達各種濃度時引起的污染影響為基礎的。

美國Nemerow 1974年發表的污染指數，考慮温度、色、渾濁度、pH、糞大腸菌羣數、總溶解固體、懸浮固體、總氮、鹼度、硬度、氯化物、錳和鐵、硫酸鹽、以及溶解氧十四項參數，並建議按水體三種用途分別計算三個污染指數。

加拿大環境部Inhaber 1974年建議的水質指數，由城市污水和工業廢水指數(I₁)以及水體水質指數(I₂)兩部分組成。第一部分I₁取決於全國城市污水和四種主要工業廢水每年排入水體的污染物總量；第二部分I₂反映水環境及水體污染影響。

計算城市污水和工業廢水指數時，採用的參數有：城市污水—BOD，懸浮固體，磷，魚品加工、紙漿造紙工業—BOD，懸浮固體；煉油工業—BOD，懸浮固體，酚，氰化物，氨；氯鹼工業—汞。

日本西田耕之助在大阪府地區採用六個環境因子計算環境污染綜合評價值，其中包括一項BOD，反映水質污染，實際上這是隻含一個參數的最簡單的水質指數，評價時，用BOD實測數據除以BOD評價標準，相當於上述Nemerow指數的基本構成單元。

此指數由北京大學關伯仁在1974～1875年官廳水系評價中提出 ^[3]  。

K=

Ci （i=1,2,3, ，n）

式中 K——綜合污染指數；

C_k——統一標準(常定為0.1)；

C_0i——污染物地面水標準最高允許濃度，mg/L；

C_i——污染物地面水實測濃度，mg/L；

n實測污染物個數。

此指數由R．M．Brownl970年提出。

WQI=

式中 WQI——水質指數(其值在0～100之間)；

q_i——污染物的質量指數(q_i=Ci/C0i)；

W_i——污染物的權重值；

n 的污染物個數。

從理論上講．水質指數可以選用任何評價參數的指標來計算．但評價參數數量過多，會使水質指數的使用變得複雜。英國人羅斯在總結以前的水質指數的基礎上提出了一種較為簡單的水質指數計算方法。

羅斯在常規監測的12個參數中選取了4個參數作為計算河流水質指數的評價參數。4個參數是BOD、NH3-N、DO和懸浮固體，並對這4個參數分別給予不同的權重係數。同時按表所示的參數分級值，給每個評價參數打分。

在計算水質指數時，先根據各參數的實測濃度值查表，得出各參數的分級值，再按下式計算。

WQI=

分級值/

權重值

式中 WQI指數羅斯水質指數。

羅斯計算法要求值用整數表示，小數點以後的數值全部進位。他將河流水質分為11個等級(水質指數為0～10)。河流水質指數為0表示水質最差，類似腐敗的原始污水；對天然純淨狀態的水，規定水質指數為10。具體分級情況如表所示。