海河天津津南段水質(zhì)、污染情況及其原因分析

李培君

摘要：指出了推進重點流域污染治理，提升水環(huán)境是國家環(huán)境保護戰(zhàn)略的重要組成部分，充分認識海河水質(zhì)變化情況，對于海河治污具有重要意義。海河，流經(jīng)京畿，滋養(yǎng)一方，但2013年調(diào)查，其主要支流皆重度污染，Ⅲ類以上污染水超過60%。以海河天津津南段為研究對象，采用楊惠莊國控監(jiān)測斷面2009～2013年的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，計算了11項污染因子的污染指數(shù)（Pi）、污染分擔(dān)率（Ki）及斷面的綜合污染指數(shù)。通過分析得出了氨氮、COD和高錳酸鹽指數(shù)標(biāo)依然是影響海河水質(zhì)的主要指標(biāo)。結(jié)果表明：2012年后海河水質(zhì)污染指數(shù)明顯下降，這說明清淤工程及治污、修河、調(diào)水、開源多措并舉的河道治理工程是改善海河水質(zhì)的重要措施。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)；水污染指數(shù)；海河；津南區(qū)

中圖分類號： X52

文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 16749944（2015）06021303

1 引言

古人云，善治國者，必重水利。水質(zhì)對于作為農(nóng)業(yè)大國的中國來說，是民生的基本保障。嚴(yán)重的水污染及水生態(tài)惡化問題不但影響城市生態(tài)環(huán)境，還制約經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。海河作為中國華北地區(qū)的最大水系，其水質(zhì)狀況始終是國家高度重視的問題。而作為流經(jīng)天津的主要水系，海河的水質(zhì)狀況對天津地區(qū)的水生態(tài)環(huán)境有重要影響。天津市“十二五”規(guī)劃中提出了對重點流域水污染防治的要求。目標(biāo)是改善水環(huán)境質(zhì)量、維護民眾健康、保障水環(huán)境安全，運用工程、技術(shù)、生態(tài)的方法，實施水污染綜合防治戰(zhàn)略，促進本市經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

由海河流域水資源保護局新近公布的海河流域重點水功能區(qū)水質(zhì)狀況通報顯示， 2012年3月參加評價的水功能區(qū)有80個。其中保護區(qū)22個，保留區(qū)6個，緩沖區(qū)29個，飲用水源區(qū)23個。水質(zhì)評價達到或優(yōu)于Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的水功能區(qū)占評價總數(shù)的58.8%；2009年3月參加評價的水功能區(qū)有82個。其中保護區(qū)20個，保留區(qū)6個，緩沖區(qū)31個，飲用水源區(qū)25個。水質(zhì)評價達到或優(yōu)于Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的水功能區(qū)占評價總數(shù)的62.2%；對比2012年和2009年3月海河水質(zhì)類別狀況可以看到，海河水質(zhì)在2009年到2012年4年間有所惡化。而2012年以后，海河津南段的綜合污染指數(shù)由2012年的4.48降為2013年的3.66，表明水質(zhì)污染狀況有所改善。本文采用污染指數(shù)法對海河津南段水污染變化趨勢進行評價，并初步分析可能導(dǎo)致水質(zhì)變化的原因。

2 2009～2013年海河津南段“楊惠莊”斷面數(shù)據(jù)與水質(zhì)評價方法

2.1 監(jiān)測數(shù)據(jù)來源

監(jiān)測數(shù)據(jù)來源于《天津市津南區(qū)環(huán)境質(zhì)量報告書》（2009年至2013年）。采用2009～2013年海河津南區(qū)段的“楊惠莊”國控監(jiān)測斷面的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)。水質(zhì)監(jiān)測的項目為pH值、溶解氧（DO）、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、五日生化需氧量（BOD5）、Hg、揮發(fā)酚、Pb、 Cd及油類。

2.2 單項因子污染指數(shù)、綜合污染指數(shù)及污染分擔(dān)率的計算方法

污染指數(shù)包括污染因子的污染指數(shù)（ Pi）和綜合污染指數(shù)（P），Ki表示第i項污染物在諸污染物中的污染分擔(dān)率（其中pH及DO有特殊的計算方法），計算公式如下。

單項污染因子的污染指數(shù)：

式中：Pi為i項污染物指數(shù)；Ci為i項污染物年均值；Cio為i項污染物評價標(biāo)準(zhǔn)；n為參加計算的污染物因子數(shù)。

pH值的污染指數(shù)：

式中：S為pH年平均值；S1、S2分別為環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)上下限。

DO值的污染指數(shù)：

式中：CO為溶解氧水質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)；CDO為溶解氧年均值。

綜合污染指數(shù)：

式中：Pz為z河道或斷面綜合污染指數(shù)；Pi為i項污染物指數(shù)；Ci為i項污染物年均值；Cio為i項污染物評價標(biāo)準(zhǔn)；n為參加計算的污染物因子數(shù)。

污染分擔(dān)系數(shù)的公式為：

式中：Ki為i項污染物在諸污染物中的分擔(dān)率。

2.3 水質(zhì)評價方法及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

按照《天津市“十二五”地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測評價實施方案》中的評價方法進行評價。其中斷面水質(zhì)定量評價采用單因子評價法，按照監(jiān)測斷面溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮濃度，采用插值法計算各種污染物對應(yīng)的水質(zhì)指數(shù)（WQI），選取其中最小值作為該斷面水質(zhì)指數(shù)。定性評價根據(jù)斷面監(jiān)測結(jié)果，參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（ GB3838-2002）以及《天津市地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測評價標(biāo)準(zhǔn)》分為按功能區(qū)達標(biāo)、劣V類但不黑臭、輕度黑臭、中度黑臭、重度黑臭。為與歷年水質(zhì)狀況進行比較，采用計算單項污染指數(shù)、綜合污染指數(shù)進行評價；主要污染物由污染分擔(dān)率來決定。

3 污染指數(shù)計算結(jié)果與水質(zhì)分析

3.1 海河津南段2009～2013年間綜合污染指數(shù)及水質(zhì)變化

為了了解海河在津南區(qū)的水質(zhì)情況， 本文選取津南區(qū)境內(nèi)的“楊惠莊”斷面。采用了2009～2013年海河“楊惠莊”監(jiān)測斷面的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，水質(zhì)評價由溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮作為評價指標(biāo)參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（ GB3838-2002）及《天津市地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測評價標(biāo)準(zhǔn)》計算得出。水質(zhì)單因子污染指數(shù)、綜合污染指數(shù)及污染物分擔(dān)率由11項污染因子（pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、COD、氨氮、BOD5、汞、揮發(fā)酚、鉛、鎘、油類）計算得出。5年中海河“楊惠莊”監(jiān)測斷面的水質(zhì)污染指數(shù)年度變化狀況見表1和圖1。由表1和圖1數(shù)據(jù)可知， 2009～2013年間海河津南段綜合水污染指數(shù)在3.40～4.48之間， 2012年水質(zhì)為劣V3類，定性評價為中度黑臭。2012年以后的水質(zhì)狀況有明顯好轉(zhuǎn)。2013年綜合污染指數(shù)由2012年的4.48降為2013年的3.66，水質(zhì)已達到V類標(biāo)準(zhǔn)的要求，按功能區(qū)達標(biāo)。

3.2 由5年間污染指數(shù)及分擔(dān)率判斷海河津南段主要污染因子及水質(zhì)分析

津南區(qū)海河主要污染因子的污染指數(shù)及分擔(dān)率如表2所示。由表2可知，氨氮在2009～2013年5年間均未超標(biāo)，COD在2012年超標(biāo)，其余4年均達標(biāo)。其中氨氮除2012年有所升高外其余年份表現(xiàn)為逐年降低的趨勢，值為0.80～0.72。COD的Pi值在0.90～1.51之間波動，2009～2012年逐年升高，2012年超標(biāo)， 2013年出現(xiàn)顯著降低。而其它污染因子變化趨勢不明顯，且5年內(nèi)均未超標(biāo)。在5年的重金屬和揮發(fā)酚、油類監(jiān)測中，各年份均未檢出（含量在檢出限以下）。綜合分析津南區(qū)內(nèi)海河水質(zhì)的污染狀況，氨氮、COD及高錳酸鹽指數(shù)是主要的污染因素。2012年較之前4年，氨氮、生化需氧量變化不大，化學(xué)需氧量比2011年升高。2012與2009年相比，該斷面水質(zhì)污染有所加重，污染指數(shù)上升，主要表現(xiàn)在COD的污染出現(xiàn)明顯上升，污染物指數(shù)由0.92上升到1.51，為中度污染。由水質(zhì)綜合污染指數(shù)（P）比較， 5年間分別為3.49、3.97、3.40、4.48和3.66，總體上變化趨勢不明顯，2012年污染情況較前幾年有所加重，海河津南段水質(zhì)狀況2013年較2012年有較大改善。

4 水質(zhì)變化原因分析及近年來海河水污染治理措施

從以上污染指數(shù)的計算與水質(zhì)分析的結(jié)果可知，海河津南河段的主要污染因子為氨氮、COD及高錳酸鹽指數(shù)。這可能與津南區(qū)內(nèi)的自然環(huán)境變化及上游水質(zhì)狀況有一定的關(guān)系，而影響海河水質(zhì)的主要污染物為非金屬污染物，重金屬一直處于檢出限以下。

2013年的海河水質(zhì)的綜合污染指數(shù)較2012年下降，原因之一是2012年海河上游各支流的清淤工程，如南運河滄州段河道整治工程的河道清淤工作。在工程完成后，由于海河上游支流水質(zhì)的改善，進入津南的海河水水質(zhì)已明顯改善。另一個主要原因是2013年以來天津市的各項河道治理措施，如引灤向海河生態(tài)補水等。2013年天津市委、市政府在市委十屆三次全會和美麗天津建設(shè)綱要的戰(zhàn)略部署中提出了“美麗天津·一號工程”。其中的清水河道行動以治理水污染、保護水生態(tài)為目標(biāo)，實施最嚴(yán)格水資源管理制度，推行“河長制”管理，長期發(fā)揮清水河道治理的效益。通過河道整治、堤岸綠化、水系聯(lián)通，補充河道生態(tài)水量，改善水體循環(huán)與交換等措施使全市水生態(tài)環(huán)境得到改觀，市水務(wù)部門安排于橋水庫加大放水流量，在保證城市供水安全的前提下，實施引灤向海河生態(tài)補水，并全面啟動中心城區(qū)和環(huán)城四區(qū)水系循環(huán)，改善河道水生態(tài)環(huán)境面貌。通過以上各項措施的實施， 2013年海河水綜合污染指數(shù)呈下降趨勢。在海河上游支流清淤前后降低最明顯的是COD與氨氮， COD的污染指數(shù)從1.51降低到0.90，氨氮的污染指數(shù)從0.93降低到0.72，與2012年相比已有顯著的改變。

5 結(jié)語

2009～2013年海河津南段水體污染較重，整體處于V類水平。影響海河津南段水質(zhì)的主要污染因子為氨氮、COD和高錳酸鹽指數(shù)。2012年后海河上游支流清淤工程和天津市一系列河道治理工程，使得海河水質(zhì)有所改善，污染指數(shù)有所下降。

海河是缺水“滯緩流”型河流。長期以來，我們的城市河道主要考慮泄洪功能，不太注意河道的生態(tài)凈化功能。天津城市河道多呈封閉狀態(tài)，導(dǎo)致水流循環(huán)不暢，再加上天津市人口密度高，人為活動頻繁及雨污水影響，水體水質(zhì)難以保證，自凈能力低，水生態(tài)系統(tǒng)受損明顯，污染嚴(yán)重。2014年天津市規(guī)劃實施水系聯(lián)通，使水流動、循環(huán)起來，恢復(fù)河道的自然性，強化河道的生態(tài)功能。河道治理是長期艱巨的任務(wù)，應(yīng)有長期規(guī)劃、宏偉目標(biāo)，要引入先進的理念和技術(shù)，使河流逐漸恢復(fù)其自然生態(tài)性能，使河水真正變清，成為民眾喜歡親近的河流。

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