2011—2016年河北省主要入海河流水質(zhì)及污染狀況分析

孫玉娟 田建立 韓麗君 王麗偉 郝廣民 高鵬 李瑞平

摘 要：為探究河北省主要入海河流的歷年水質(zhì)及近年來(lái)污染變化狀況，以及對(duì)近岸海域可能造成的影響，利用2011—2016年的監(jiān)測(cè)結(jié)果，計(jì)算了入海河流主要污染物的入海通量，并采用單因子評(píng)價(jià)法、秩相關(guān)系數(shù)法等對(duì)水質(zhì)和歷年變化趨勢(shì)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：河北省主要入海河流都出現(xiàn)不同程度的污染，2011—2016年河北省入海河流以劣Ⅴ類(lèi)水質(zhì)為主，水質(zhì)較差。主要污染物高錳酸鹽指數(shù)和生化需氧量年均入海量在2012年有所上升，2013—2016年呈下降趨勢(shì)；氨氮和化學(xué)需氧量入海量在2011—2013年有所下降，2014—2016年雖有波動(dòng)，但變化趨勢(shì)不明顯；總磷入海量整體呈現(xiàn)輕微上升趨勢(shì)。高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、氨氮、化學(xué)需氧量、總磷入海量年均分別為868.7，519.5，216.0，3 641.7，26.6 t/a。因此，加強(qiáng)入海河流污染的綜合治理對(duì)于完成地表水及近岸海域水質(zhì)目標(biāo)考核乃至近岸海域污染防控意義重大。

關(guān)鍵詞：水污染防治工程；入海河流；水質(zhì)；污染狀況；主要污染物；入海量

中圖分類(lèi)號(hào)：X84 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1008-1534（2018）05-0348-06

河口-近海系統(tǒng)位于沿海經(jīng)濟(jì)帶，是海陸相互作用最為活躍、對(duì)流域自然變化和人類(lèi)活動(dòng)響應(yīng)最為敏感、與近岸環(huán)境變化關(guān)系最為密切的區(qū)域。雖然近岸海域水體中污染物濃度的分布狀況是海水污染物本底值、海域污染以及陸源污染綜合作用的結(jié)果，但隨著沿海人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的加劇，陸源污染也成為近岸海域水體污染的主要影響因素，其中又以入海河流輸送污染物最為突出[1-3]。有研究表明，海洋中溶解氮、磷、硅的75%～94%來(lái)自于河流輸送[4-5]，在密集農(nóng)業(yè)和工業(yè)活動(dòng)的流域所占比例更高。隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)河流中污染物的構(gòu)成影響愈加顯著[6]。而陸源物質(zhì)通過(guò)河流輸送至海，并對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的重要影響，成為環(huán)保部門(mén)及科學(xué)研究的重點(diǎn)課題。

河北省共有入海河流國(guó)控監(jiān)測(cè)斷面12個(gè)，占整個(gè)渤海入海河流監(jiān)測(cè)斷面的26%。據(jù)了解，渤海近岸海域污染的75%是由陸源污染物引起的，而入海河流則是陸源污染的主要來(lái)源[7]，因此，研究河北省主要入海河流的污染狀況對(duì)于了解河北省近岸海域乃至渤海水質(zhì)變化成因以及污染防治均有重要意義。本文利用2011—2016年河北省主要入海河流的監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)河北省入海河流的歷年水質(zhì)及污染變化狀況進(jìn)行探討分析，并討論對(duì)近岸海域水質(zhì)的影響，以期對(duì)河北省近岸海域管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位及測(cè)定方法

河北省共有入海河流國(guó)控監(jiān)測(cè)點(diǎn)位12個(gè)，其中位于滄州市轄區(qū)4個(gè)，唐山市轄區(qū)2個(gè)，秦皇島市轄區(qū)6個(gè)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位如圖1所示。在每條河流的入海處設(shè)置采樣斷面，監(jiān)測(cè)時(shí)間為2011—2016年，監(jiān)測(cè)頻次為每月1次，按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）水質(zhì)評(píng)價(jià)涉及項(xiàng)目開(kāi)展全項(xiàng)監(jiān)測(cè)，按照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》（第四版）中的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行采樣和分析[8-9]。

1.2 數(shù)據(jù)處理及研究方法

入海河流污染物通量按照式（1）計(jì)算：

按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）對(duì)水質(zhì)狀況、主要污染物以及污染物變化趨勢(shì)進(jìn)行評(píng)價(jià)[8]。評(píng)價(jià)因子選擇《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）表1中除水溫、總氮、糞大腸菌群以外的21項(xiàng)指標(biāo)。采用單因子評(píng)價(jià)法、水質(zhì)類(lèi)別比例法等方法來(lái)判定入海河流水質(zhì)類(lèi)別及主要污染物，采用Spearman秩相關(guān)系數(shù)法對(duì)水質(zhì)變化趨勢(shì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。Spearman秩相關(guān)系數(shù)法計(jì)算公式：

2 結(jié)果與討論

2.1 入海河流斷面水質(zhì)評(píng)價(jià)及變化趨勢(shì)

根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）評(píng)價(jià)，2011—2016年河北省入海河流斷面中出現(xiàn)Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ類(lèi)水質(zhì)的比例分別為8.5%，28.2%，14.1%，7.0%，42.3%，以劣Ⅴ類(lèi)水質(zhì)為主，水質(zhì)較差，詳見(jiàn)表1。其中自2013年起Ⅱ—Ⅲ類(lèi)水質(zhì)比例下降，Ⅳ—劣Ⅴ類(lèi)水質(zhì)比例上升，河北省入海河流整體水質(zhì)有所下降（詳見(jiàn)表2）。按轄區(qū)劃分，2011—2016年滄州市4條河流均保持劣Ⅴ類(lèi)水質(zhì)；唐山市陡河由原來(lái)的Ⅴ類(lèi)水質(zhì)上升至Ⅳ類(lèi)水質(zhì)，灤河由Ⅱ，Ⅲ類(lèi)水質(zhì)上升至Ⅱ類(lèi)水質(zhì)，2條河流水質(zhì)均有所好轉(zhuǎn)。秦皇島市石河、湯河、戴河、洋河近2年來(lái)水質(zhì)類(lèi)別下降，飲馬河和新開(kāi)河保持劣Ⅴ類(lèi)和Ⅲ類(lèi)水質(zhì)不變。

2.2 入海河流斷面主要污染物濃度變化趨勢(shì)

2011—2016年河北省入海河流斷面超Ⅲ類(lèi)水質(zhì)的主要污染物為高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、氨氮、總磷。整體來(lái)看，滄州市轄區(qū)的各項(xiàng)污染物濃度最高，河北省總體的污染物濃度次之，其次為秦皇島和唐山轄區(qū)。滄州市轄區(qū)污染物濃度是河北省入海河流污染物年均濃度的主要貢獻(xiàn)者。由圖2可知，河北省入海河流污染物平均濃度與滄州市的變化趨勢(shì)相似，高錳酸鹽指數(shù)和生化需氧量整體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，化學(xué)需氧量年均濃度2011—2013年下降明顯，2014—2016年趨勢(shì)平穩(wěn)，氨氮和總磷濃度上下浮動(dòng)，整體無(wú)明顯變化趨勢(shì)。

根據(jù)秩相關(guān)系數(shù)的定義，從各種污染因子的秩相關(guān)系數(shù)rs可知，在2011—2016年間滄州市轄區(qū)和河北省轄區(qū)入海河流高錳酸鹽指數(shù)年均濃度呈現(xiàn)顯著下降趨勢(shì)（rs=-0.829，N=6），唐山市和秦皇島市轄區(qū)入海河流年均濃度變化趨勢(shì)不顯著；滄州市轄區(qū)、河北省唐山市和秦皇島市轄區(qū)入海河流生化需氧量、化學(xué)需氧量、總磷年均濃度變化趨勢(shì)不顯著（|rs|<0.829，N=6）；秦皇島市轄區(qū)入海河流氨氮年均濃度呈顯著下降趨勢(shì)（rs=-1.00，N=6），滄州市、唐山市和河北省轄區(qū)入海河流氨氮年均濃度變化趨勢(shì)不顯著（|rs|<0.829，N=6）。

2.3 主要污染物入海量變化趨勢(shì)

滄州市南排河、宣惠河流量采用滄州市水文局2008年提供的數(shù)據(jù)，廖家洼河和石碑河采用2002年滄州市地表水容量核定時(shí)的流量。秦皇島市入海河流量采用秦皇島市水文局2008年提供的數(shù)據(jù)，因此采用的流量數(shù)據(jù)可能與實(shí)際流量大小有出入。經(jīng)唐山市的入海的河流為灤河和陡河，這兩條河流由于降水補(bǔ)給較少，河水被用作農(nóng)業(yè)用水或干涸，均無(wú)水入海，故污染物入?？偭繛榱?。河北省內(nèi)入海河流主要屬海河流域，海河是中國(guó)華北地區(qū)的主要河流之一，流域面積約2 066 km2，流域內(nèi)大中型城市多，工業(yè)相對(duì)集中，污染源較多且復(fù)雜，有城鎮(zhèn)污水也有農(nóng)業(yè)污染，因經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不同，污染治理能力也不一樣，流域內(nèi)各河流的污染程度也明顯不同[10-14]。

在河北省內(nèi)，滄州市各主要污染物的入海量最大，均占50%以上，故河北省入海污染物入海量與滄州市主要污染物入海量的變化趨勢(shì)相同。2011—2012年滄州市和河北省內(nèi)高錳酸鹽指數(shù)和生化需氧量入海量有上升趨勢(shì)，2013—2016年呈下降趨勢(shì)；氨氮和化學(xué)需氧量入海量在2011—2013年有所下降，2014—2016年雖有波動(dòng)，但變化趨勢(shì)不明顯；總磷在2011—2012年有所上升，2013年有所下降后近幾年又有上升趨勢(shì)。2011—2016年秦皇島市高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、化學(xué)需氧量入海量無(wú)明顯變化，氨氮入海量有下降趨勢(shì)，總磷入海量有輕微上升趨勢(shì)。2011—2016年河北省入海河流高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、氨氮、化學(xué)需氧量、總磷入海量年均分別為868.7，519.5，216.0，3 641.7，26.6 t/a。

2.4 入海河流對(duì)近岸海域水質(zhì)的影響

秦皇島近岸海域的水質(zhì)受入海河流的影響因素較大，其中CODMn，DIN，PO3-4-P在河、海間存在強(qiáng)相關(guān)性[15]?！笆濉逼陂g河北省近岸海域影響水質(zhì)的主要因子為無(wú)機(jī)氮、化學(xué)需氧量和活性磷酸鹽，由入海河流攜帶污染物對(duì)近岸海域水質(zhì)的影響明顯。2006年至今河北省近岸海域共發(fā)生赤潮20多次，海水富營(yíng)養(yǎng)化是其爆發(fā)的重要原因之一[16-17]。亦有研究表明，由入海河流攜帶近岸大量氮、磷和有機(jī)物等污染物排入河流，造成環(huán)渤海河口區(qū)域部分水質(zhì)和底泥的環(huán)境污染程度處于中度或嚴(yán)重污染狀態(tài)，進(jìn)而給渤海帶來(lái)富營(yíng)養(yǎng)化、赤潮等問(wèn)題[18-20]。河北省近岸海域作為渤海的重要組成部分，其水質(zhì)安全與整個(gè)渤海生態(tài)系統(tǒng)息息相關(guān)。由河北省政府于2016-02-20正式印發(fā)實(shí)施的《河北省水污染防治工作方案》中明確指出河北省入海河流斷面在2020年底前消滅劣Ⅴ類(lèi)，近岸海域水質(zhì)優(yōu)良（Ⅰ，Ⅱ類(lèi)）比例保持穩(wěn)定不降。因此，加強(qiáng)入海河流污染的綜合治理對(duì)于完成地表水及近岸海域水質(zhì)目標(biāo)考核乃至近岸海域污染防控意義重大。

3 結(jié) 論

1） 河北省主要入海河流都出現(xiàn)了不同程度的污染，2011—2016年河北省入海河流以劣Ⅴ類(lèi)水質(zhì)為主，水質(zhì)較差。自2013年起Ⅳ—劣Ⅴ水質(zhì)比例上升，河北省入海河流整體水質(zhì)有所下降。按轄區(qū)劃分，滄州市入海河流水質(zhì)類(lèi)別保持穩(wěn)定不變，唐山市入海河流水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)，秦皇島市部分河流水質(zhì)類(lèi)別下降。

2） 河北省入海河流斷面超Ⅲ類(lèi)水質(zhì)的主要污染物為高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、氨氮、總磷。整體來(lái)看，滄州市的各項(xiàng)污染物濃度最高，河北省整體的污染物濃度次之，其次為秦皇島市和唐山市。近6年來(lái)，河北省入海河流高錳酸鹽指數(shù)年均濃度呈現(xiàn)顯著下降趨勢(shì)，其他污染物年均濃度變化趨勢(shì)不顯著。

3） 河北省內(nèi)，滄州市各主要污染物的入海量最大，均占50%以上。河北省高錳酸鹽指數(shù)和生化需氧量平均入海量呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)；氨氮和化學(xué)需氧量入海量在2011—2013年有所下降，2014—2016年變化趨勢(shì)不明顯；總磷入海量呈現(xiàn)輕微上升趨勢(shì)。2011—2016年河北省入海河流高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、氨氮、化學(xué)需氧量、總磷入海量年均分別為868.7，519.5，216.0，3 641.7，26.6 t/a。

4） 入海河流對(duì)近岸海域水質(zhì)乃至生態(tài)系統(tǒng)影響明顯。

鑒于入海河流對(duì)近岸海域的影響，加強(qiáng)入海河流污染的綜合治理迫在眉睫。目前河北省全面推進(jìn)河長(zhǎng)制，以期從源頭治理，落實(shí)責(zé)任，嚴(yán)肅考核問(wèn)責(zé)，改善水質(zhì)。此項(xiàng)舉措只有切實(shí)落實(shí)才能使水環(huán)境治理取得明顯成效，從而切實(shí)保障環(huán)境安全。

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