海河干流水質(zhì)時空變化特征

鞏元帥，梅鵬蔚

(天津市環(huán)境監(jiān)測中心，天津 300191)

海河干流水質(zhì)時空變化特征

鞏元帥，梅鵬蔚

(天津市環(huán)境監(jiān)測中心，天津 300191)

利用監(jiān)測數(shù)據(jù)，對海河市區(qū)段和入海段水質(zhì)類別進行了評價，分析水質(zhì)時空變化特征，為海河干流水污染治理提供參考。結(jié)果表明，海河市區(qū)段總體為V類水，入海段總體為劣V類水。從水質(zhì)變化趨勢來看，海河干流水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)，主要污染因子濃度下降，但入海段污染依然嚴重，治理入海段水污染問題是海河干流治理的關(guān)鍵所在。

海河干流；水質(zhì)；時空變化

城市的社會經(jīng)濟系統(tǒng)依賴于城市河流所提供的各種功能，例如收納功能、生態(tài)功能、景觀與美化功能等，健康的城市水環(huán)境是城市可持續(xù)發(fā)展的重要保障[1]。但隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，大量污染物排放到水體中，超過了河流、湖泊(水庫)的自凈能力，導致水環(huán)境受到污染，水質(zhì)惡化。這不但對淡水資源的供給產(chǎn)生了很深的直接影響，而且對于農(nóng)業(yè)、漁業(yè)生產(chǎn)及河流旁居民的健康狀況帶來了危害，也嚴重地制約著我國社會和經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展[2]。《2012年中國環(huán)境狀況公報》顯示，在全國河流、重點湖泊的766個國控監(jiān)測斷面中，劣五類水質(zhì)斷面所占比例達到10.2%[3]。水環(huán)境污染不僅不利于城市的健康發(fā)展，而且對居民的生活和飲用水安全等產(chǎn)生極大的威脅。因此，解決水環(huán)境污染問題已成為實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

海河是我國七大水系之一，作為天津市的“母親河”，海河在推動天津經(jīng)濟、文化發(fā)展的同時，水環(huán)境也受到了嚴重污染。隨著2013年“美麗天津一號工程”的實施，天津市開始對海河干流水質(zhì)污染問題進行整治，改善海河干流整體生態(tài)環(huán)境。本文利用海河干流歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)，對海河干流水質(zhì)時空變化特征進行了分析，旨在為海河干流水污染治理提供參考。

1 區(qū)域概況與方法

1.1 研究區(qū)域概況

海河干流由北運河、子牙河、南運河與新開河等河流匯集而成，西起三岔河口，向東流經(jīng)天津市區(qū)、東麗區(qū)、津南區(qū)，在濱海新區(qū)海河口匯入渤海灣。海河干流全長約72 km，水面平均寬度約為100 m，海河干流被津南區(qū)二道閘分為上游和下游，上游段約32 km，以居民區(qū)為主，水體為淡水，下游段分布著貿(mào)易加工區(qū)和港口，而且由于受海水潮汐的影響，含鹽量較高，導致上下游水體環(huán)境有所不同。受沿線水利工程及降雨量的影響，海河干流流量較小，大部分時間里主要起著河道式水庫的作用。

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究分析采用的水質(zhì)數(shù)據(jù)來源于2011—2015年期間海河干流各個監(jiān)測點位的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，監(jiān)測點位分布如圖1所示。水質(zhì)類別評價方法為單因子評價法，所選用的水質(zhì)類別評價指標為《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838—2002)表1中的pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總磷、銅、鋅、氟化物、硒、砷、汞、鎘、六價鉻、鉛、氰化物、揮發(fā)酚、石油類、硫化物及陰離子表面活性劑等21項指標。

圖1 海河干流監(jiān)測點位分布圖Fig.1 The distribution of monitoring points in Haihe River

2 結(jié)果與分析

2.1 海河干流水質(zhì)空間變化趨勢

2.1.1 海河市區(qū)段水質(zhì)狀況

海河干流市區(qū)段2015年主要污染因子為化學需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量?；瘜W需氧量年均值為33.6 mg/L，超過地表水Ⅳ類水質(zhì)標準，高錳酸鹽指數(shù)年均值為7.4 mg/L，達到地表水Ⅳ類水質(zhì)標準，生化需氧量年均值為4.5 mg/L，到達地表水Ⅳ類水質(zhì)標準，如圖2、圖3、圖4所示。從監(jiān)測點位超標個數(shù)來看，影

圖2 化學需氧量濃度變化Fig.2 Change in the concentration of CODCr

圖3 高錳酸鹽指數(shù)濃度變化Fig.3 Change in the concentration of CODMn

圖4 生化需氧量濃度變化Fig.4 Change in the concentration of BOD5

響海河干流市區(qū)段水質(zhì)的主要污染因子為化學需氧量，點位污染程度為5#>4#>2#>1#>3#。

2.1.2 海河入海段水質(zhì)狀況

海河干流入海段2015年主要污染因子為化學需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮?；瘜W需氧量年均值為63.2 mg/L，超過地表水Ⅴ類水質(zhì)標準，高錳酸鹽指數(shù)年均值為15.6 mg/L，超過地表水Ⅴ類水質(zhì)標準，氨氮年均值為2.4 mg/L，超過地表水Ⅴ類水質(zhì)標準，如圖5、圖6和圖7所示。從監(jiān)測點位超標個數(shù)來看，影響海河干流入海段水質(zhì)的主要污染因子為化學需氧量，點位污染程度為6#>8#>9#>7#。

從水質(zhì)類別比例來看，海河干流市區(qū)段只有3#為Ⅳ類水，總體上為Ⅴ類水質(zhì)，處于中度污染水平，COD耗氧污染是海河干流上游段的主要污染問題；入海段點位均為劣Ⅴ類水質(zhì)，處于重度污染水平，污染程度較高，除COD耗氧污染外，氨氮污染也不容忽視。這與張洪[4]等的研究結(jié)果基本一致，耗氧污染會嚴重影響到水中的溶氧平衡，使水體發(fā)黑發(fā)臭[5]。

圖5 化學需氧量濃度變化Fig.5 Change in the concentration of CODCr

圖6 高錳酸鹽指數(shù)濃度變化Fig.6 Change in the concentration of CODMn

圖7 氨氮濃度變化Fig.7 Change in the concentration of NH3-N

2.2 海河干流水質(zhì)時間變化趨勢

根據(jù)以往監(jiān)測數(shù)據(jù)，對海河干流水質(zhì)近五年的變化趨勢進行了分析。由圖8可知，2011—2012年，海河水質(zhì)變差，2012年水質(zhì)類別以劣Ⅴ類為主，從2013年起，海河干流劣Ⅴ類水質(zhì)樣點比例下降，水質(zhì)得到改善，2014年劣Ⅴ類水質(zhì)比例降為44.4%，2015年保持不變。與2012年相比，海河干流化學需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、氨氮等主要污染因子濃度分別下降7.0%、11.1%、36.7%和39.8%，劣Ⅴ類點位主要位于海河下游段。

圖8 海河水質(zhì)變化Fig.8 Water quality changes of Haihe River

海河市區(qū)段水質(zhì)由2012年劣Ⅴ類水質(zhì)變?yōu)?015年Ⅴ類水質(zhì)，與2012年相比，主要污染因子化學需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量年均濃度分別下降17.1%、19.6%、18.5%；海河入海段水質(zhì)類別沒有改變，但是主要污染因子化學需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮年均濃度分別下降0.6%、6.3%、28.2%。隨著“美麗天津一號工程”的實施，天津市開展清水河道行動治理海河干流水污染，通過采取河道整治、堤岸綠化、生態(tài)補水、水系連通等措施來改善海河干流生態(tài)環(huán)境，海河干流水質(zhì)逐年好轉(zhuǎn)。[6]海河市區(qū)段水質(zhì)改善明顯，但海河下游段所面臨的水污染問題依然比較嚴重，下游段分布著大面積農(nóng)田和村莊，治理難度較大，生活污染源、畜禽養(yǎng)殖等農(nóng)業(yè)污染源是造成海河水質(zhì)污染的主要原因，也是以后海河干流水質(zhì)污染治理中的重要任務(wù)。

3 結(jié)論

(1)與2012年相比，2015年海河干流水質(zhì)總體上有所好轉(zhuǎn)，化學需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、氨氮等主要污染因子濃度下降；市區(qū)段水質(zhì)總體為Ⅴ類，入海段水質(zhì)依然為劣Ⅴ類。

(2)COD耗氧污染是海河干流的主要污染問題，入海段還存在著氨氮污染問題，解決耗氧污染和氨氮污染問題是海河干流水環(huán)境治理的關(guān)鍵。

[1] 宋釗. 城市河流水污染治理及修復(fù)技術(shù)[J]. 工業(yè)用水與廢水, 2013, 44(4): 6- 8.

[2] 劉尚儉, 邱建, 安雅敏, 等. 河流生態(tài)修復(fù)淺議[J]. 環(huán)境影響評價, 201537(1): 82- 85.

[3] 環(huán)境保護部. 2012年中國環(huán)境狀況公報[R]. 北京: 環(huán)境保護部, 2012.

[4] 張洪, 林超, 雷沛, 等. 海河流域河流耗氧污染變化趨勢及氧虧分布研究[J]. 環(huán)境科學學報, 2015, 35(8): 2324- 2335.

[5] 程江, 吳阿娜, 車越, 等. 平原河網(wǎng)地區(qū)水體黑臭預(yù)測評價關(guān)鍵指標研究[J]. 中國給水排水, 2006, 22(9): 18- 22.

[6] 李培君. 海河天津津南段水質(zhì)、污染情況及其原因分析[J]. 綠色科技, 2015(6): 213- 215.

Spatial-temporal Variation of the Water Quality in Main Stream of Haihe River

GONG Yuan-shuai，MEI Peng-wei

(Tianjin Environmental Monitoring Center, Tianjin 300191, China)

Based on the monitoring data, the water quality of the downtown section and the sea section of Haihe River were evaluated, and the characteristics of the spatial-temporal variation were analyzed, aimed to provide basic information for the control of the pollution of Haihe River. The results showed that the water quality of the downtown section was class V and the water quality of the sea section was higher than class V. According to the water quality trends, the water quality in the main stream of Haihe River was improved. The concentration of the main pollution factor decreased, but the pollution of the sea section was still severe. It is the key to control the pollution of the sea section for improving the water quality in the main stream of Haihe River.

Haihe River; main stream; water quality; spatial-temporal variation

2016-10-22

鞏元帥(1991—)，男，山東泰安人，助理工程師，碩士，主要從事地表水環(huán)境監(jiān)測工作，E-mail：657724679@qq.com

梅鵬蔚(1979—)，男，天津人，高級工程師，碩士，主要從事水環(huán)境管理工作，E-mail：meipengyu@163.com

10.14068/j.ceia.2017.01.020

X522

A

2095-6444(2017)01-0086-03