重慶主城區(qū)兩江水質(zhì)近年變化評價

呂平毓，王平義，陳 靜

(1.長江水利委員會長江上游水文水資源勘測局，重慶400014;2.重慶交通大學(xué)河海學(xué)院，重慶400074)

三峽工程自開工建設(shè)以來，其水質(zhì)問題一直受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。三峽工程于1997年11月8日進行截流，2003年6月1日正式蓄水，6月10日蓄至135 m水位，之后一直維持該水位運行，直至2006年9月開始進行二期蓄水，正式蓄至156 m水位。三峽水庫135 m蓄水后各干流斷面年度水質(zhì)狀況基本良好，總體上符合GB 3838—2002《地表水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類或Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，與蓄水前相比變化不大［1-3］。隨后，三峽工程2007年下半年開始165 m蓄水，2008年10月開始172.8 m試驗性高水位蓄水，2010年10月26日蓄至175 m，三峽庫區(qū)演變成為一個狹長的河流型水庫，水位抬升，庫容增加，流速降低。

重慶位于長江流域［4］，為了解這段時間三峽庫區(qū)重慶段的水質(zhì)變化情況，采用重慶主城區(qū)長江和嘉陵江江段2006—2010年主要代表監(jiān)測斷面的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，對重慶主城區(qū)試驗性蓄水前后水質(zhì)變化特征進行綜合評價，力求能客觀地反映重慶段水環(huán)境的質(zhì)量狀況和水質(zhì)變化特征，以期為三峽水庫水資源利用保護提供一定的參考依據(jù)。

1 監(jiān)測斷面的布置

根據(jù)重慶主城區(qū)長江段和嘉陵江段的自然環(huán)境特征、庫區(qū)水文情勢和社會經(jīng)濟發(fā)展特點，為較為合理地對重慶主城區(qū)兩江水體環(huán)境質(zhì)量進行監(jiān)測和較為客觀地評價試驗性蓄水前后水質(zhì)變化情況，選取2006—2010年間銅罐驛、寸灘、長壽、朱沱、北碚、臨江門6個代表斷面進行分析。數(shù)據(jù)采用各監(jiān)測斷面每月1次的常規(guī)水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)。主要監(jiān)測斷面分布如圖1。

圖1 主要監(jiān)測斷面分布Fig.1 Main monitoring sections

圖1中，①號朱沱斷面，位于重慶市永川區(qū)朱沱鎮(zhèn)，為長江干流重慶市入境監(jiān)測斷面，距大壩距離750 km;②號銅罐驛斷面，位于重慶市九龍坡區(qū)銅罐驛鎮(zhèn)，為長江干流重慶市主城區(qū)上游控制斷面;③號寸灘斷面，位于重慶市江北區(qū)寸灘鎮(zhèn)，為長江干流重慶市主城區(qū)下游控制斷面，處于長江和嘉陵江匯合口下游7 km處;④號長壽斷面，位于重慶市長壽區(qū)黃草峽鎮(zhèn)，為長江干流重慶市出境監(jiān)測斷面;⑤號北碚斷面，位于重慶市北碚區(qū)朝陽橋下游3 km，為嘉陵江干流重慶市主城區(qū)上游控制斷面;⑥號臨江門斷面，位于重慶市渝中區(qū)臨江門，為嘉陵江入長江河口控制斷面，與長江匯合口相距2 km處。

2 水質(zhì)評價

2.1 評價方法

根據(jù)國家有關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合重慶主城區(qū)兩江水體質(zhì)量特征，選取水溫、pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、5日生化需氧量、氨氮、總氮(湖、庫)、總磷、揮發(fā)酚、氰化物、砷、汞、六價鉻、銅、鎘、鉛、石油類及糞大腸菌群等19項參數(shù)進行評價分析［5］。考慮到與歷史資料的可比性和統(tǒng)一性，評價標(biāo)準(zhǔn)選用GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，采用單因子評價法［6-7］對水質(zhì)狀況進行評價。

2.2 監(jiān)測結(jié)果

單因子評價法是以各評價參數(shù)的統(tǒng)計值與各類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值進行比較，確定單項水質(zhì)類別，以評價結(jié)果中最差的單項結(jié)果代表斷面水質(zhì)狀況［5］。劣于Ⅲ類的即定義為超標(biāo)，總體上確定水質(zhì)類別，定性的判斷各階段水質(zhì)的變化情況。

按GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，筆者選取的6個斷面2006—2010年水質(zhì)類別所占的比例變化見表1。

表1 所有斷面2006—2010年水質(zhì)類別所占比例Table 1 Proportion of water quality classification in all sections from 2006 to 2010

從表1可以看出，三峽水庫蓄水前后，在不考慮大腸菌群的情況下，長江河段重慶主城區(qū)水質(zhì)狀況總體較好，水質(zhì)變化起伏不大。所有斷面的水質(zhì)大多處于Ⅲ類，所占比例范圍為30% ～91.7%。朱沱斷面除2008年水質(zhì)接近Ⅳ類外，其余各年水質(zhì)均較好;銅罐驛斷面Ⅲ類水質(zhì)所占比例和Ⅳ類水質(zhì)所占比例各年變化不大，2006年水質(zhì)接近Ⅳ類，其他年份Ⅲ類水質(zhì)呈緩慢上升趨勢;寸灘斷面污染較為嚴(yán)重，其中2006年和2008年水質(zhì)較差，為Ⅳ類，但從整體來看，Ⅲ類水質(zhì)所占的比例呈下降趨勢，整體水質(zhì)近年來有好轉(zhuǎn)趨勢;長壽斷面Ⅲ類水質(zhì)所占比例大致下降，Ⅳ類水質(zhì)所占比例大致上升，2006年和2008年水質(zhì)較差，呈Ⅳ類，整體水質(zhì)趨于變差;北碚Ⅲ類水質(zhì)所占比例呈上升趨勢，Ⅳ類水質(zhì)所占比例呈下降趨勢，并且2007、2009、2010這3年全年水質(zhì)為Ⅲ類，各年水質(zhì)較好;臨江門Ⅲ類水質(zhì)所占比例上升，Ⅳ類水質(zhì)所占比例趨于下降;水質(zhì)變化的趨勢較為平緩，各年的水質(zhì)較好。

2.3 水環(huán)境變化分析

對比監(jiān)測斷面的水質(zhì)觀測資料，對長江和嘉陵江重慶主城區(qū)的水質(zhì)變化趨勢進行分析。參考的水質(zhì)參數(shù)包括:溶解氧(DO)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、總氮(TN)、總磷(TP)等6項，根據(jù)水質(zhì)特征與水體的功能，分別對氧平衡指標(biāo)、營養(yǎng)鹽指標(biāo)和重金屬、懸浮物指標(biāo)的分布特性進行討論。

2.3.1 氧平衡指標(biāo)分析

氧平衡指標(biāo)主要討論DO、CODMn和BOD5等3項。圖2為2006—2010年6個斷面的DO、CODMn和BOD5含量變化。

圖2 2006—2010年氧平衡指標(biāo)變化Fig.2 Variation of Oxygen balance index from 2006 to 2010

圖2表明，三峽蓄水對氧平衡指標(biāo)有一定的影響。2008年三峽工程172 m蓄水后，各項指標(biāo)含量均有不同程度的下降，處于長江干流的監(jiān)測斷面尤為明顯。這是由于蓄水后，水位升高，水深加大，水流速度變緩，進而致使水體的負(fù)氧能力略微下降，此外由于水位抬高、流速減慢，庫尾泥沙隨著運行年限的增長而呈累積性淤積，水體中泥沙吸附的有機污染物質(zhì)隨著泥沙沉降進入底泥，最終導(dǎo)致水體中CODMn和BOD5含量有所下降。

由于前面水質(zhì)分析出污染較為嚴(yán)重的為寸灘斷面，故而選取長江干流寸灘和銅罐驛數(shù)據(jù)作出含量變化圖進行對比分析。從圖3和圖4可以看出:三峽庫區(qū)長江干流BOD5和DO的變化幅度不大，BOD5小于2 mg/L，DO 大于7.5 mg/L，均屬于Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)。水期對CODMn值的影響比較大，其值在豐水期的濃度明顯高于枯水期和平水期的值，因為長江在豐、枯水時期，其中的懸浮物的含量相差比較懸殊，泥沙吸附的耗氧有機物質(zhì)隨水土流失進入長江水體，同時，兩岸堆、淤積的各種廢棄物也隨雨水流進長江。

圖3 長江干流寸灘2006—2010年含量變化Fig.3 Content variation of Cuntan in Yangtze River from 2006 to 2010

圖4 長江干流銅罐驛2006—2010年含量變化Fig.4 Content variation of Tongguanyi in Yangtze River from 2006 to 2010

2.3.2 營養(yǎng)鹽指標(biāo)分析

營養(yǎng)鹽指標(biāo)選取NH3-N、TN和TP進行分析。從圖5可以看出，蓄水前后，NH3-N含量在0.05～0.5 mg/L之間，屬Ⅱ類水質(zhì)，TN 背景含量較高，TN、TP的含量無明顯變化;蓄水后 TP(濁樣)的含量有所降低，這是由于水體中泥沙懸浮物的降低。

2.3.3 重金屬與懸浮物分析

水體中重金屬的遷移轉(zhuǎn)化與泥沙的吸附作用有著密切的關(guān)系，泥沙對水體中污染物的遷移和轉(zhuǎn)化具有較大影響，在水污染事件中起到污染物“源”和“匯”的重要作用［8］。以污染較為嚴(yán)重的長江干流寸灘斷面鎘(Cd)和懸浮物的觀測值進行對比分析。圖6顯示出Cd含量與懸浮物含量呈現(xiàn)出較好的正相關(guān)關(guān)系。

圖5 2006—2010年營養(yǎng)鹽指標(biāo)變化Fig.5 Variation of nutrient salt index from 2006 to 2010

圖6 長江干流寸灘2006—2010年Cd和懸浮物含量變化Fig.6 Cd and SS content variation of Cuntan in Yangtze River from 2006 to 2010

2.4 主要污染物

6個斷面的共同超標(biāo)污染物為石油類、類大腸菌群類和重金屬類(鉛、鎘)。以6個斷面2010年年均值進行分析，如表2。石油類的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)為小于等于0.05 mg/L，類大腸菌群的Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)為40 000個/L，重金屬Pb和Cd的標(biāo)準(zhǔn)分別為0.05 mg/L和0.005 mg/L。從表2中可以看出，類大腸菌群的超標(biāo)情況比較嚴(yán)重，這說明三峽庫區(qū)重慶段江段除受以類大腸菌群為代表的生活污水和工業(yè)廢水污染外，還受到來自工業(yè)和船舶等污染源的石油類和揮發(fā)酚的污染。

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3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié) 論

1)三峽水庫蓄水前后(2006—2010年)，在不考慮大腸菌群的情況下，重慶市主城區(qū)長江段Ⅲ類水質(zhì)所占時段比例范圍為30.0% ～91.7%，嘉陵江段Ⅲ類水質(zhì)占70%以上。一些斷面出現(xiàn)了不能作為飲用水源的Ⅳ類水質(zhì)。

2)重慶主城區(qū)兩江水質(zhì)參數(shù)濃度整體上無顯著的變化，這表明監(jiān)測江段的總體水質(zhì)情況在2006年至2010年基本保持穩(wěn)定。

3)長江段污染較為嚴(yán)重的為寸灘斷面，其次為長壽斷面。這是因為寸灘位于重慶主城區(qū)，水環(huán)境問題受人為因素干擾較大;長壽化工基地是導(dǎo)致長壽斷面所處的區(qū)域水質(zhì)污染較為嚴(yán)重的原因。嘉陵江段北碚斷面的污染程度大于臨江門斷面，這是由于選取的北碚斷面所在的嘉陵江處于重慶市主城區(qū)。

4)從超標(biāo)情況來看，大部分項目測值均未出現(xiàn)超標(biāo)。由于大量未經(jīng)有效處理的生活污水和工業(yè)廢水排入庫區(qū)，使庫區(qū)水質(zhì)受到一定污染，主要污染物質(zhì)為為石油類、TP、CODMn、糞大腸菌群等。

3.2 建 議

1)加強污染源的控制。污染源頭的控制是水質(zhì)改善的基礎(chǔ)，加強庫區(qū)及上游地區(qū)污染源的監(jiān)控治理是三峽庫區(qū)水環(huán)境保護工作的關(guān)鍵。重視船舶污染、面源污染和上游入庫背景污染的防治。

2)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。加大調(diào)整庫區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)力度，推行清潔生產(chǎn)，嚴(yán)格執(zhí)行建設(shè)項目環(huán)境管理條例的規(guī)定。為有效保護庫區(qū)水環(huán)境，國家出臺了一系列相關(guān)水污染控制措施，重慶市也開展了電鍍、碳酸鍶、造紙等重點行業(yè)的專項整治，先后制定出臺了《重慶市排放污染物許可證管理辦法(試行)》、《重慶市排放污染物許可證工作實施方案》等一系統(tǒng)規(guī)范性文件，深化了環(huán)境監(jiān)督管理工作。根據(jù)最新的中國環(huán)境狀況公告，長江和嘉陵江水質(zhì)總體良好，105個國控監(jiān)測斷面中，Ⅰ-Ⅲ類水質(zhì)的斷面比例為88.6%。相信隨著控制措施的進一步落實，三峽庫區(qū)的水質(zhì)將繼續(xù)得到保持。

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