許昌市清河某斷面水質(zhì)變化規(guī)律及成因初探

摘 要：清 河是流經(jīng)許昌市城區(qū)的主要河流，選擇清 河上一個(gè)具有代表性的斷面作為研究對象，通過對2014年該斷面的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，采用單因子評價(jià)方法進(jìn)行水質(zhì)現(xiàn)狀分析評價(jià)，找出主要污染因子的年際變化規(guī)律和成因，為最終流域綜合治理提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地表水監(jiān)測數(shù)據(jù)；分析評價(jià)；變化規(guī)律；成因分析

文章通過對清 河斷面2014年主要污染因子的分析評價(jià)，找出其年際變化規(guī)律，結(jié)合流域生態(tài)環(huán)境及環(huán)境管理等因素分析污染成因，為清 河綜合治理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣地點(diǎn)與頻次

根據(jù)清 河流域的分布和周圍環(huán)境狀況，選擇其中一個(gè)具有代表性的斷面作為采樣點(diǎn)。采樣時(shí)間為2014年1月～12月，每月初采樣一次，全年共12次。

1.2 評價(jià)因子和方法

根據(jù)歷年監(jiān)測資料，選取主要污染因子溶解氧（DO）、高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量（BOD）、化學(xué)需氧量（COD）、總磷（TP）、氨氮（NH3-N）、陰離子表面活性劑作為評價(jià)因子，各因子分析方法全部采用國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法，評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）進(jìn)行評價(jià)，水質(zhì)類別評價(jià)采用單因子評價(jià)法，即根據(jù)評價(jià)時(shí)段內(nèi)該斷面參評的指標(biāo)中類別最高的一項(xiàng)來確定。

2 結(jié)果與分析

2.1 2014年斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（見表1）

2.2 斷面水體中COD年分布特征

COD是指強(qiáng)氧化劑氧化水中有機(jī)污染物時(shí)所需的氧當(dāng)量。在河流污染和工業(yè)廢水性質(zhì)的研究以及污水處理廠的運(yùn)行管理中，它是一個(gè)表征河流有機(jī)物污染程度的重要參數(shù)，當(dāng)COD值較高時(shí)，水中能被強(qiáng)氧化劑氧化的有機(jī)污染物含量越高，有機(jī)污染也較為嚴(yán)重。

從表1可以看出COD濃度在2014年下半年呈現(xiàn)逐漸降低趨勢，污染程度逐步降低。但是4、5月份濃度較高，分析原因可能是夏季降水量較其他季節(jié)多，河道的生態(tài)水量增加，河流的承載能力和自凈能力得到了增強(qiáng)。春季降雨較少，河道生態(tài)徑流小，自凈能力較差。COD在2014年均值為37.8mg/L，年均值達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 斷面水體中BOD年分布特征

BOD是指水中微生物在氧化分解有機(jī)物的過程中所消耗的溶解氧的總量。BOD可以用于表征水中有機(jī)物和其他需氧污染物的污染程度，這是由于水中有機(jī)污染物越多，微生物分解這些有機(jī)物時(shí)便需要消耗更多的溶解氧，當(dāng)水中溶解氧不足時(shí)，便會對水生生物的生長帶來致命的威脅，導(dǎo)致水質(zhì)惡化。

從表1可以看到BOD濃度在2014年前三個(gè)月波動較大，從第四個(gè)月到年底BOD濃度呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，說明水體的有機(jī)物濃度逐漸降低，BOD在2014年全年平均值為5.2mg/L，年均值達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 斷面水體中總磷（TP）年分布特征

水體中溶解態(tài)活性磷是水體中生物可直接利用的有效態(tài)磷，其含量水平直接反映水體營養(yǎng)狀況，資料表明，水體中磷含量的高低與水生生物特別是浮游植物數(shù)量密切相關(guān)，藻類細(xì)胞的生長主要取決于磷的濃度大小。

由表1可以看出，該斷面春季、夏季和秋季的水體中總磷的含量分別為0.62～0.95mg/L、0.39～0.57mg/L和0.34～0.40mg/L。對比不同季節(jié)該斷面總磷的含量大致趨勢為：春季>夏季>秋季。原因可能為春季較秋季雨水少，對污染物起到一定的濃縮作用，所以總磷含量春季較秋季高一些；而夏季入河的地面徑流中攜帶的懸浮物較高，水體中的總磷會被懸浮顆粒物吸附而沉積于表面，導(dǎo)致水體中的總磷含量有所下降?？偭自谒脑路轁舛茸罡?，春季氣溫開始回升，自然界萬物復(fù)蘇，河流底質(zhì)的微生物也開始活躍，自然界的生化反應(yīng)活躍，底泥上翻，營養(yǎng)鹽釋放，給河水帶來了較為豐富的含磷營養(yǎng)鹽，總磷年均值為0.49mg/L，超過地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 斷面水體中的氨氮年分布特征

氨氮（NH3-N）以游離氨（NH3）或銨鹽（NH4+）形式存在于水中。氨氮污染在我國地表水體中普遍存在，當(dāng)氨氮含量超過一定量時(shí)可導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象產(chǎn)生，對魚類及某些水生生物產(chǎn)生毒害。氨氮的污染主要來源于生活污水，生活污水中含氮有機(jī)物經(jīng)過復(fù)雜的生化反應(yīng)可以被微生物分解為氨氮，造成水體中氨氮含量的升高。生活污水中平均含氮量每人每年可達(dá)2.5～4.5公斤。此外，流經(jīng)沼澤地帶的地表水中氨氮含量也較多。農(nóng)業(yè)中化肥的過度使用會使得氨氮通過地表徑流和地下滲流等方式流入水環(huán)境中，帶來氨氮的污染，成為氨氮污染的重要來源之一。此外，許昌市特有的發(fā)制品行業(yè)也是氨氮的一大來源。

從表1可以看出，氨氮的含量處于波動的狀況，從整體來看2014年1月～12月氨氮濃度呈逐漸降低的趨勢，在11～12月氨氮濃度已降到0.130mg/L和0.286mg/L，已達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，說明氨氮濃度得到了有效的控制。氨氮濃度在1～4月和7月均高于國家地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，7月氨氮濃度回升主要是夏季雨水較大，面源污染物隨著雨水進(jìn)入河流，導(dǎo)致氨氮升高，同時(shí)1～4月份氨氮較高主要是因?yàn)槲鬯幚韽S的進(jìn)水氨氮受到?jīng)_擊，進(jìn)口氨氮遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)指標(biāo)，導(dǎo)致污水處理廠出口氨氮很難達(dá)標(biāo)。發(fā)制品行業(yè)是許昌市的特色行業(yè)，然而部分發(fā)制品廠處理未達(dá)標(biāo)的水進(jìn)入城市管網(wǎng)，對污水處理廠造成很大沖擊。經(jīng)過執(zhí)法檢查等專項(xiàng)行動后，全年氨氮呈降低趨勢，氨氮年均值1.95mg/L，達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)束語

通過現(xiàn)場測定和實(shí)驗(yàn)室分析得到了清 河某斷面主要污染物的全年監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用單因子評價(jià)方法對該斷面水質(zhì)狀況進(jìn)行分析與評價(jià)，結(jié)論如下：

（1）COD和BOD含量在2014年全年中處于波動狀況。地表水中COD在2014年1月、4月、5月和6月這四個(gè)月水質(zhì)超過Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)；BOD在這一年中的2月、4月和5月這三個(gè)月水質(zhì)達(dá)到Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。COD全年平均值為37.8mg/L，年均值達(dá)到Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)；BOD全年平均值為5.2mg/L，年均值達(dá)到Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。氨氮的含量處于波動的狀況，從整體來看2014年1月～12月氨氮濃度呈逐漸降低的趨勢。氨氮濃度在1～4月和7月均超出Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，2014年均值為1.95mg/L，年均值達(dá)到Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)。

（2）該斷面春季、夏季和秋季的水體中總磷的含量分別為0.62～0.95mg/L、0.39～0.57mg/L和0.34～0.40mg/L。對比不同季節(jié)該斷面總磷的含量大致趨勢為：春季>夏季>秋季。2014年均值為0.49mg/L，年均值超出Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，總磷為該斷面的主要污染物。

（3）該斷面主要超標(biāo)污染物為總磷，分析成因主要是由于該河流上游清潔水源較少，生態(tài)流量小，該河流主要接納的是城市污水處理廠的排水。目前部分城市污水處理廠尚沒有對污水進(jìn)行深度處理，一般都是采用常規(guī)的二級處理工藝，總磷指標(biāo)尚不能得到有效控制。由此可見，對污水處理廠進(jìn)行提標(biāo)升級改造，增加除磷工藝已成為迫在眉睫的工作。