太原杏花嶺區(qū)地表水環(huán)境現(xiàn)狀及評價

許 彥 (太原市環(huán)境監(jiān)測中心站，山西 太原 030002)

1 研究背景

以汾河為圓心的方圓幾里是山西省的工農(nóng)業(yè)集聚經(jīng)濟繁榮區(qū)域。其工業(yè)占有數(shù)額和農(nóng)業(yè)占有數(shù)額為全省工業(yè)總數(shù)額的46%，占農(nóng)業(yè)總數(shù)額的64%。流域下游集中在下游人口81.9%，工業(yè)企業(yè)87.8%。河流被污染，河流中的各種污染物(如COD氨氮，揮發(fā)酚)嚴(yán)重超標(biāo)。

2 監(jiān)測方案的制定

2.1 監(jiān)測點位的布置

太原杏花嶺的用水以汾河為主，龍?zhí)逗暮彩切踊◣X的主要一個水源地。澗河等水源常年處于干涸狀態(tài)，故太原杏花嶺區(qū)水源的監(jiān)測點位選擇在汾河和龍?zhí)逗?/p>

2.2 采樣類型及監(jiān)測項目

采樣類型：混合水樣(早中晚各采一次，收集水樣并混合作為現(xiàn)場監(jiān)測水樣)

監(jiān)測的項目為PH、BOD(生物化學(xué)耗氧量)、COD(化學(xué)耗氧量)和氨類氮。

2.3 監(jiān)測方法

常規(guī)監(jiān)測項目的監(jiān)測方法，如表1所示。

2.4 監(jiān)測時間與頻率

監(jiān)測時間選擇在3月份的1號、5號、10號、15號、20號、25號各采一次，檢測頻率為每隔5 d采樣監(jiān)測一次。

表1 常規(guī)監(jiān)測項目的監(jiān)測方法

2.5 數(shù)據(jù)處理

單因子污染指數(shù)法用于評價試驗結(jié)果的地表水質(zhì)。公式是：

式中：Pi為單因子污染指數(shù)；Ci為單因子監(jiān)測實測值，mg/L；Csi為單因子評價標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)單因子的污染指數(shù)比>1時，表明該因素已經(jīng)超過標(biāo)準(zhǔn)值。Pi的值越大，污染越重。當(dāng)單因子的污染指數(shù)比<1時，表明該因素還沒有超過標(biāo)準(zhǔn)值。Pi的值越小，污染越小，水質(zhì)越好。

3 結(jié)果與討論

3.1 汾河段、龍?zhí)逗h(huán)境現(xiàn)狀

汾河段、龍?zhí)逗乇硭h(huán)境現(xiàn)狀，如表2所示。

表2 地表水環(huán)境的質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)(除PH以外)(GB3838-2002) mg/L

3.1.1 pH監(jiān)測數(shù)據(jù)及分析(見表3)

表3 汾河、龍?zhí)逗H變化數(shù)據(jù)

從表3可以看出，汾河和龍?zhí)逗腜H值均低于7，汾河的pH大約在4.3左右，龍?zhí)逗腜H大概在6.3左右，水環(huán)境均呈現(xiàn)酸性。太原汾河段的PH嚴(yán)重偏酸的原因是由于上游寧武縣的東汾煤礦沒有合格的污水處理廠，日常污水直接排放進入汾河所致。龍?zhí)逗膒H較接近中性，較為接近地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，其受到的污染主要來源于生活垃圾[1]。

3.1.2 COD監(jiān)測數(shù)據(jù)及分析(見表4)

表4 汾河、龍?zhí)逗﨏OD值的測定(單位mgO2/L)

從表4可知，在3月份之內(nèi)，汾河的COD值隨著氣候的回升持續(xù)增高，最低的COD是65 mgO2/L，3月份均超過標(biāo)準(zhǔn)的COD值，可以看出水中有機物的污染增加很快。太原鋼鐵(集團)公司的焦化、燒結(jié)、煉鐵等重污染車間、設(shè)施、生產(chǎn)工藝等環(huán)節(jié)都會造成水的污染，污水有一部分沒有經(jīng)過任何處理直接流入汾河，造成汾河流域水環(huán)境COD值增加。龍?zhí)逗腃OD值明顯低于汾河，COD的平均值在60.12 mgO2/L，可以看出龍?zhí)逗芪廴镜某潭容^低，水體的COD值的異常是由于生活垃圾的部分不合理排放和游客的不文明行為造成，沒有大型企業(yè)的污染破壞。

3.1.3 BOD5監(jiān)測數(shù)據(jù)及分析(見表5)

表5 汾河、龍?zhí)逗﨎OD的測定(單位mgO2/L)

如表5所示，BOD是有機物在水中需氧污染物量的綜合指標(biāo)[2]。3月份中，汾河的BOD和COD一樣在持續(xù)增高，汾河從原來3月1號的5.3 mgO2/L迅速增加至3月25號的7.3 mgO2/L左右，平均BOD值在6.5 mgO2/L左右，可見汾河的污染在加重；而龍?zhí)逗腂OD則大致保持在5.0 mgO2/L左右，說明龍?zhí)逗奈廴緵]有加重。

3.1.4 NH3-N監(jiān)測數(shù)據(jù)及分析(見表6)

表6 汾河、龍?zhí)逗﨨H3-N的測定(單位mg/L)

NH3-N是指生活產(chǎn)生的廢水和工廠運作產(chǎn)生的廢水中的氨含量。汾河由于沿途工業(yè)基地較多，特別是上游寧武縣的東汾煤礦和化工企業(yè)，長時間的污水排放致使太原段汾河的接納氨氮含量也較高。如表6所示從3月1號的1.8 mg/L迅猛增加3月25號至4.0 mg/L；而龍?zhí)逗m然也在增加，但是增加的范圍在0.6 mg/L左右，遠(yuǎn)沒有汾河氨氮含量高，這是由于龍?zhí)逗h(yuǎn)離工業(yè)場地，受到的污染僅以生活污水為主。

3.2 汾河段、龍?zhí)逗h(huán)境評價

地表水的水質(zhì)量評估標(biāo)是采納《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)一類[3]。單因素污染指數(shù)法為將污染物濃度與污染物評估標(biāo)準(zhǔn)拿來做比較的方法后確定污染物，進而確定水質(zhì)。也就是說把每一個水質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)與《國家地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)拿來對比，確認(rèn)其分類，最后確定較為不好的地區(qū)水質(zhì)量分類。

3.2.1 汾河段水環(huán)境評價

汾河水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)實施Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)值由圖2所示，汾河段主要污染指標(biāo)為COD，且污染指數(shù)介于3.25～4.6，均值為4.14，表明汾河段污染比較嚴(yán)重，主要污染來源于工業(yè)污染，即杏花嶺區(qū)的太原鋼鐵有限公司。鋼鐵工業(yè)廢水液態(tài)污染主要是有機需氧物質(zhì)污染，比如苯，酚，甲醛等有機物，這是焦化排放最不易處理的污染物，在水中非常不容易發(fā)生逆轉(zhuǎn)，更不容易被分解，因此成為了水質(zhì)中的主要污染物質(zhì)。

圖2 汾河段污染指數(shù)圖

3.2.2 龍?zhí)逗h(huán)境評價

龍?zhí)逗h(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)值，由第207頁圖3所示，龍?zhí)逗﨎OD5、氨氮均達標(biāo)，COD超標(biāo)，污染指數(shù)介于1.5～1.6，作為主要的污染物指標(biāo)，垃圾污染為主要污染物質(zhì)來源，即水體周圍生活區(qū)產(chǎn)生的垃圾，建筑工地產(chǎn)生的垃圾，工業(yè)固體廢物等。這些污染物的大量堆放，隨著時間的延長，產(chǎn)生的滲濾液進入地表水龍?zhí)逗蛲ㄟ^降水淋溶垃圾使污染物溶出并隨地表徑流進入龍?zhí)逗?，從而使COD超標(biāo)。

圖3 龍?zhí)逗廴局笖?shù)圖

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

1) 汾河、龍?zhí)逗腜H、BOD和COD均異于正常值，說明汾河、龍?zhí)逗际艿搅瞬煌潭鹊奈廴尽?/p>

2) 采用單因子污染指數(shù)法，發(fā)現(xiàn)汾河、龍?zhí)逗鶠镃OD超標(biāo)，且汾河COD超標(biāo)嚴(yán)重，主要是由于周邊太原鋼鐵有限公司的排污造成。

4.2 建議與措施

在地表水質(zhì)下降改善的戰(zhàn)略中落實 “三個轉(zhuǎn)變”：首先從工業(yè)小區(qū)域污染治理到大面積污染治理相結(jié)合的變化；二是將從城市污染治理放在首位，一步步向城鄉(xiāng)污染治理結(jié)合轉(zhuǎn)型；第三是污染的處理，防止污染和生態(tài)環(huán)境保護進行轉(zhuǎn)變。從技術(shù)開發(fā)的使用來看，城市污水處理可以有效地防止污染物進入水中，但只能由目前的二次處理不能有效控制水質(zhì)的惡化。二級處理尾水排放，雨水徑流，積水沉積物將成為地表水環(huán)境二次污染的主要原因。興化嶺區(qū)污水排放量逐年增加，現(xiàn)有二級處理氮，磷去除效果不佳。從目前和未來幾年的經(jīng)濟實力來看，全面實行三級處理是不可能的。因此，在水體沉積物清理的基礎(chǔ)上，水環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)已成為杏花嶺區(qū)未來水環(huán)境保護的重要措施。