長江南京段六大飲用水水源地水質(zhì)變化及原因

沈 樂

(江蘇省水文水資源勘測局南京分局,江蘇南京 210008)

長江是南京市的主要供水水源地。長江南京段位處長江中下游,北岸約101km,南岸約99km。分布在長江南京段的六大水廠(城南水廠、北河口水廠、遠(yuǎn)古水業(yè)、上元門水廠、浦口水廠、城北水廠),其供水量占南京市城區(qū)及郊區(qū)集中式供水總量的80%[1],上述六大水廠取水水源地目前已被列入江蘇省集中式飲用水水源地。隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,長江南京段及其上游沿線已逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹T多企業(yè)的排污受納水體[2],飲用水水源地周邊均存在威脅水源地水質(zhì)安全的污染源[3-5];長江南京段水廠取水口、排污口犬牙交錯[6-7],這勢必會影響南京市的供水安全。筆者闡述了南京市城區(qū)六大水廠供水水源地水質(zhì)現(xiàn)狀、近年來水質(zhì)變化趨勢和相關(guān)污染因子及其對水質(zhì)評價(jià)的影響,并分析飲用水水源地污染原因,旨在為南京市集中式飲用水水源地的管理提供借鑒。

1 概 況

南京六大水廠飲用水水源地具體分布和所屬水功能區(qū)情況見表1。其中城南水廠和北河口水廠從長江支流夾江段取水,浦口水廠、遠(yuǎn)古水業(yè)、上元門水廠、城北水廠從長江干流取水[1]。

表1 六大水廠飲用水源地相關(guān)情況

城南水廠服務(wù)范圍:以雨花區(qū)、秦淮區(qū)為主,以及白下區(qū)和玄武區(qū)的部分地區(qū),東至江寧區(qū)東山鎮(zhèn)。北河口水廠供水服務(wù)面積占南京主城區(qū)的55%[1]。上元門水廠服務(wù)范圍:以城北工業(yè)區(qū)為主,東至中山門,南通湖南路,西達(dá)下關(guān)寶塔橋,北至和燕路長營村,年供水量占市區(qū)的28.8%。城北水廠服務(wù)范圍:南京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)及新生圩外貿(mào)港區(qū)、亞東開發(fā)區(qū)、馬群工業(yè)區(qū)等繞城公路以東部分區(qū)域,城東北地區(qū)。遠(yuǎn)古水業(yè)服務(wù)范圍:南達(dá)沿江鎮(zhèn),北到大廠區(qū)八村,西通盤城鎮(zhèn)、永豐鄉(xiāng),年供水量占江北供水區(qū)32.69%,占市區(qū)的1.90%。浦口水廠服務(wù)范圍:東通南京毛紡廠,西至石佛寺,北達(dá)浦泗路立交橋,南到江邊車站、碼頭,年供水量占江北供水區(qū)的67.31%,占市區(qū)的3.91%。

2 分析與評價(jià)方法

2004—2009年間江蘇省水環(huán)境監(jiān)測中心對以長江南京段為水源地的六大水廠取水?dāng)嗝嫠|(zhì)進(jìn)行了監(jiān)測,監(jiān)測頻次如下:2004年每兩個(gè)月監(jiān)測1次,2005—2007年每月監(jiān)測1次,2008—2009年每旬監(jiān)測1次。根據(jù)南京市地表水污染特性,按照《水和廢水監(jiān)測分析方法》[8],對氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、總磷、化學(xué)需氧量等共22項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測。

根據(jù)國家質(zhì)量監(jiān)督總局與國家環(huán)保總局聯(lián)合發(fā)布的GB3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[9]對水體水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行評價(jià)。

3 評價(jià)結(jié)果分析

3.1 水質(zhì)變化趨勢分析

六大水廠飲用水水源地2004年1月—2009年12月水質(zhì)類別隨時(shí)間呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢,其所設(shè)斷面水質(zhì)類別變化趨勢詳見圖1。主要超標(biāo)因子為總磷。

圖1 六大水廠飲用水水源地水質(zhì)變化趨勢

設(shè)有城南水廠和北河口水廠取水口的長江南京夾江飲用水水源、漁業(yè)用水區(qū)(右岸)2004年1月—2007年12月期間水質(zhì)類別主要集中在Ⅱ～Ⅲ類,2009年以來水質(zhì)有所惡化。從圖1(a)、(b)中可知,2005年6月以前,長江南京夾江飲用水水源、漁業(yè)用水區(qū)(右岸)水質(zhì)類別主要以Ⅱ類為主,即滿足水功能區(qū)2010年水質(zhì)目標(biāo);2005年下半年以后,水質(zhì)類別開始呈下降走勢,Ⅱ類水測次減少,Ⅲ類水測次增多;2008年以后Ⅳ類水測次增多。

浦口水廠取水口所在的長江南京浦口飲用水、漁業(yè)用水區(qū)(左岸)自2006年8月以來水質(zhì)類別呈下降趨勢,2004年1月至2007年12月,水質(zhì)類別主要集中在Ⅱ～Ⅲ類,2008年以來Ⅳ類、Ⅴ類水測次增多,詳見圖1(c)。

長江南京上元門燕子磯飲用水水源、漁業(yè)用水區(qū)(右岸)設(shè)置了上元門水廠和城北水廠兩個(gè)取水口。從圖1(d)、(e)可知,上元門水廠斷面水質(zhì)明顯劣于城北水廠斷面;2008年以前上元門水廠斷面水質(zhì)以Ⅲ類為主,城北水廠斷面水質(zhì)以Ⅱ類為主;2008年以來上元門水廠斷面水質(zhì)均保持在Ⅲ～Ⅴ類之間,城北水廠斷面水質(zhì)以Ⅲ～Ⅳ類為主。

設(shè)置了遠(yuǎn)古水業(yè)取水口的長江南京大廠工業(yè)、漁業(yè)用水區(qū)(左岸)2004年1月至2007年12月期間水質(zhì)類別主要集中在Ⅱ～Ⅲ類;2006年8月以來水質(zhì)類別呈下降趨勢;2008年以來Ⅳ類水測次增多。詳見圖1(f)。

3.2 飲用水水源地水質(zhì)污染原因分析

六大水廠飲用水源地水質(zhì)綜合評價(jià)結(jié)果中除NH3-N 、DO 偶有超標(biāo)外,未達(dá)到GB3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)要求的指標(biāo)主要為TP。主要超標(biāo)原因包括:

a.沿岸工業(yè)企業(yè)排放含磷污水。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),長江南京大廠工業(yè)、漁業(yè)用水區(qū)(左岸)受到南京鋼鐵聯(lián)合有限公司、華能電力股份公司南京分公司、江蘇南京熱電廠、中石化南京化學(xué)工業(yè)有限公司1、中石化南京化學(xué)工業(yè)有限公司2、中石化南京化學(xué)工業(yè)有限公司3、中石化南京化學(xué)工業(yè)有限公司4共計(jì)7個(gè)工業(yè)企業(yè)排污污染;長江南京浦口飲用水水源、漁業(yè)用水區(qū)(左岸)受到南京港二公司排口、南京港口機(jī)械廠排污口、南京港第三港務(wù)公司、中鐵大橋局第四工程公司、南京金銀杏造紙廠排污口等共計(jì)5個(gè)工業(yè)企業(yè)排污污染;長江南京上元門—燕子磯飲用水、漁業(yè)用水區(qū)(右岸)受到南京天環(huán)食品有限公司、金陵船廠、南京幕燕金屬物流有限公司共計(jì)3個(gè)工業(yè)企業(yè)排污污染。具體詳見表2。

表2 影響飲用水水源地水質(zhì)的主要排污口

b.大量生活污水及農(nóng)業(yè)污水未經(jīng)處理直接通過沿江排水泵站排入長江。南京市許多地區(qū)的排水方式是雨污合流,雨水和污水通過同一個(gè)排水管道進(jìn)入污水處理廠,一方面極大地增加了污水處理難度和成本;另一方面,雨污濁流極易漫過截流井(壩),入河入湖污染城市水體,尤其是通過通江河道污染長江。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),影響長江南京上元門—燕子磯飲用水、漁業(yè)用水區(qū)(右岸)水質(zhì)的雨污泵站包括上元門雨水泵站和聯(lián)合泵站;影響長江南京浦口飲用水水源、漁業(yè)用水區(qū)(左岸)水質(zhì)的雨污泵站包括壩子窯泵站、外灘排澇站、圩管排澇站、新民排澇站;影響長江南京大廠工業(yè)、漁業(yè)用水區(qū)(左岸)水質(zhì)的雨污泵站包括南鋼港池南岸排澇泵站、南鋼煉鐵新廠文青排澇泵站。具體詳見表2。

c.污水處理廠出水磷含量未達(dá)標(biāo)便排入長江。調(diào)查發(fā)現(xiàn),珠江污水處理廠出水排入長江南京浦口飲用水水源、漁業(yè)用水區(qū)(左岸)。城北污水處理廠出水經(jīng)過金川河進(jìn)入長江南京上元門—燕子磯飲用水、漁業(yè)用水區(qū)(右岸)。

d.沿江一級支流含磷污染物排放。長江南京大廠工業(yè)、漁業(yè)用水區(qū)(左岸)內(nèi)有長江一級支流石頭河;長江南京浦口飲用水水源、漁業(yè)用水區(qū)(左岸)內(nèi)有長江一級支流城南河、七里河、朱家山河;長江南京上元門—燕子磯飲用、漁業(yè)用水區(qū)(右岸)內(nèi)有一級支流金川河,這些一級支流均有含磷污染物排放。

各水源地取水口位置和污染源位置詳見圖2～4。

3.3 總磷超標(biāo)百分率統(tǒng)計(jì)分析

根據(jù)江蘇省水環(huán)境監(jiān)測中心2004—2009年間水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù),對每年因總磷不達(dá)標(biāo)而導(dǎo)致的水質(zhì)超標(biāo)百分比(以下簡稱總磷超標(biāo)百分率)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得知:2008年以來,除城南水廠取水口斷面總磷超標(biāo)百分率有所降低外,其余五大水廠取水口斷面總磷超標(biāo)百分率均呈增加趨勢,由此說明總磷對四大飲用水水源地的影響權(quán)重越來越大,詳見圖5～6。

圖2 長江南京大廠工業(yè)、漁業(yè)用水區(qū)(左岸)取水口及排口位置示意圖

圖3 長江南京浦口飲用水水源、漁業(yè)用水區(qū)(左岸)取水口及排口位置示意圖

圖4 長江南京上元門—燕子磯飲用、漁業(yè)用水區(qū)(右岸)取水口及排口位置示意圖

圖5 浦口、城南、北河口水廠取水?dāng)嗝婵偭壮瑯?biāo)情況

圖6 遠(yuǎn)古水業(yè)、上元門、城北水廠取水?dāng)嗝婵偭壮瑯?biāo)情況

由圖5～6可以看出,2009年六大水廠斷面中城南水廠取水口斷面總磷超標(biāo)百分率最低,其次為北河口水廠斷面,遠(yuǎn)古水業(yè)取水口斷面總磷超標(biāo)百分率最高;2006年,除城北水廠取水口斷面外的其余五大水廠取水口斷面總磷超標(biāo)百分率均為8.3%,2009年,六大水廠取水口斷面總磷超標(biāo)百分率均高于往年,與2008年相比增幅為5.7%～22.9%,與2004年相比增幅為11.4%～57.1%。

4 結(jié)論及建議

a.南京市六大水廠飲用水水源地中,長江南京上元門—燕子磯飲用、漁業(yè)用水區(qū)(右岸)所設(shè)的上元門水廠取水口斷面水質(zhì)最差,其次是長江南京大廠工業(yè)、漁業(yè)用水區(qū)(左岸)和長江南京浦口飲用水水源、漁業(yè)用水區(qū)(左岸);長江南京夾江飲用水、漁業(yè)用水區(qū)(右岸)水質(zhì)相對最好。長江南京浦口飲用水水源、漁業(yè)用水區(qū)(左岸)、長江南京上元門—燕子磯飲用水、漁業(yè)用水區(qū)(右岸)、長江南京大廠工業(yè)、漁業(yè)用水區(qū)(左岸)2008年以來斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)率較往年明顯降低。

b.污染源調(diào)查結(jié)果表明長江沿岸工業(yè)企業(yè)排污、沿江一級支流污染物的輸入、污水處理廠尾水不達(dá)標(biāo)排放導(dǎo)致了近年長江南京段飲用水水源地水質(zhì)惡化,若這一趨勢不加以控制,勢必會影響飲用水水源地的供水安全。建議根據(jù)各水功能區(qū)的納污能力,對影響飲用水水源地供水安全的排污口進(jìn)行整合。

c.針對長江南京上元門—燕子磯飲用水、漁業(yè)用水區(qū)(右岸)的水質(zhì)情況和污染源現(xiàn)狀,建議在金川河實(shí)施截污、雨污分流、生態(tài)引水工程,降低污染物排放;建議城北污水處理廠加強(qiáng)污水處理工藝,進(jìn)一步采用深度處理技術(shù),使出水達(dá)標(biāo)排放;建議功能區(qū)下游聯(lián)合泵站的排水延伸至下游區(qū)域2.0 km后進(jìn)行排放。

d.針對長江南京浦口飲用水、漁業(yè)用水區(qū)(左岸)的水質(zhì)情況和污染源現(xiàn)狀,建議上游努而成化工廠企業(yè)提高生產(chǎn)工藝,降低污染物排放量,污廢水集中進(jìn)入浦口地區(qū)污水管網(wǎng)處理;建議對上游新民排澇站、圩管排澇站、外灘排澇站以及壩子窯泵站實(shí)施雨污分流,村鎮(zhèn)生活污水進(jìn)入管網(wǎng),雨水通過泵站排放;建議實(shí)施七里河、城南河、朱家山河排污企業(yè)綜合整治,限制上述河道排污總量,關(guān)停并轉(zhuǎn)各類重污染企業(yè),降低河道污染物濃度;建議對功能區(qū)內(nèi)南京港二公司、南京港口機(jī)械廠、南京港第三港務(wù)公司、中鐵大橋局第四工程有限公司的排污口遠(yuǎn)期進(jìn)行合并,廢污水進(jìn)入集中處理設(shè)施后排入下一功能區(qū)。南京金銀杏造紙廠近期暫不整治,遠(yuǎn)期建議關(guān)閉。

e.針對長江南京大廠工業(yè)、漁業(yè)用水區(qū)(左岸)的水質(zhì)情況和污染源現(xiàn)狀,建議加強(qiáng)對中石化南京化學(xué)工業(yè)有限公司1～4號排口水質(zhì)監(jiān)測,提高廠區(qū)出水水質(zhì);文青排澇泵站排水可并入當(dāng)?shù)丶泄芫W(wǎng)。

f.總磷是飲用水水源地主要污染因子之一,2008年以來,除城南水廠斷面總磷超標(biāo)百分率較往年有所降低外,其余五大水廠斷面總磷超標(biāo)百分率均大幅度增加。建議加強(qiáng)沿岸工業(yè)企業(yè)達(dá)標(biāo)排放管理,并實(shí)施雨污分流措施,減少未經(jīng)處理、直接通過沿江排水泵站排入長江的生活污水及農(nóng)業(yè)污水。

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[9]GB3838—2002 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].