蓬溪縣主要地表水體水質(zhì)現(xiàn)狀及水質(zhì)改善對策

秦?zé)o雙，胡艷麗，肖 娟，肖 肖

(1.四川省遂寧市蓬溪縣環(huán)境監(jiān)測站，四川 蓬溪 629100；2.西華師范大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，四川 南充 637009)

1 引言

水資源作為城市發(fā)展中最為關(guān)鍵的資源和環(huán)境載體，關(guān)系到城市生存，制約城市發(fā)展，是影響城市的重要因素[1]。蓬溪縣地處嘉陵江與涪江分水嶺，水資源匱乏。海綿城市是我國新型城鎮(zhèn)化和生態(tài)文明建設(shè)的重要組成部分[2]，隨著《蓬溪縣海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃》的提出，制定了包括水生態(tài)全面恢復(fù)、水環(huán)境顯著改善、水資源適度利用、水安全充分保障、制度建設(shè)完備5個方面。芝溪河、荷葉溪均為涪江一級支流，是蓬溪縣境內(nèi)重要地表水流域。近年來，對遂寧市蓬溪縣境內(nèi)水體的研究雖有報道，但是主要集中在水體某一年度的靜態(tài)評價或水質(zhì)評價方法研究等方面[3，4]。鮮有關(guān)于蓬溪縣地表水質(zhì)量時空動態(tài)變化的相關(guān)報道。本文以芝溪河田家壩、涪山壩斷面及荷葉溪鏵頭嘴斷面水質(zhì)實(shí)地監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析近3年芝溪河及荷葉溪的水質(zhì)變化，通過主成分分析法得出芝溪河及荷葉溪水質(zhì)的主要影響因子，揭示其時空變化特征，從而掌握其水質(zhì)變化趨勢，為水質(zhì)改善措施的制定提供科學(xué)參考。

2 研究地點(diǎn)及方法

2.1 樣品采集與測試方法

芝溪河古名赤溪，又名蓬溪河，為涪江的一級支流，干流長74 km，含上游縣外2.7 km，流域面積747 km2。芝溪河多年平均流量5.1 m3/s、徑流總量1.6億m3。荷葉溪為涪江左岸一級支流，源于吉星鄉(xiāng)牛王村，干流長41 km，流域面積204 km2，流量為1.64 m3/s，冬春多為干河。兩河流為蓬溪縣主要地表水流域，根據(jù)河流污染源分布狀況，選取芝溪河田家壩斷面、涪山壩斷面及荷葉溪鏵頭嘴斷面(圖1)，2017年5月至2019年12月逐月采樣分析。每個斷面均進(jìn)行以下水質(zhì)指標(biāo)的測定：①物理指標(biāo)：水溫(T)；②化學(xué)指標(biāo)：pH值、溶解氧(DO)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)；水溫、溶解氧、pH值采用XR-620多參數(shù)水質(zhì)儀現(xiàn)場測定，其余項(xiàng)目采集后4h內(nèi)在實(shí)驗(yàn)室按照《水和廢水監(jiān)測分析方法》進(jìn)行測定[5]。

圖1 芝溪河與荷葉溪監(jiān)測斷面采樣示意

2.2 數(shù)據(jù)分析與處理

采用SPSS 23.0進(jìn)行單因素方差分析，比較差異的顯著性；采用主成分分析法確定水體主要污染因子，探討影響水質(zhì)狀況的主要因素。考慮到蓬溪縣地表水污染特點(diǎn)，在計(jì)算水質(zhì)綜合污染指數(shù)時選擇了蓬溪縣地表水具有代表性的污染物，包括BOD5、NH3-N、CODMn、TP等。采用單因子評價法對芝溪河與荷葉溪水質(zhì)現(xiàn)狀進(jìn)行評價，參照我國《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》( GB 3838-2002)將地表水劃分為6類[6]，分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類達(dá)標(biāo)水質(zhì)和Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ類超標(biāo)水質(zhì)。

3 結(jié)果與討論

3.1 常規(guī)指標(biāo)水質(zhì)監(jiān)測的季節(jié)變化趨勢和分布情況

對每個監(jiān)測點(diǎn)的常規(guī)指標(biāo)進(jìn)行單因素方差分析，結(jié)果表明田家壩斷面DO在不同的季節(jié)具有顯著性差異(P<0.05)，其余各監(jiān)測指標(biāo)在不同的季節(jié)差異不顯著；涪山壩斷面DO、CODMn、BOD5在不同的季節(jié)具有顯著性差異(P<0.05)，NH3-N、TP差異不顯著；鏵頭嘴斷面均無顯著性差異。涪山壩斷面與其他兩個斷面DO的變化趨勢不一致，其中涪山壩斷面季節(jié)變化表現(xiàn)為逐漸升高，而田家壩斷面和荷葉溪鏵頭嘴斷面為先降后升；CODMn3個監(jiān)測斷面季節(jié)變化均表現(xiàn)為下降趨勢，春季最高；其中田家壩斷面分別是涪山壩斷面、鏵頭嘴斷面的1.19倍、1.62倍；BOD5變化趨勢基本一致，有明顯的季節(jié)變化，春季最高，秋季較低；NH3-N在田家壩斷面、鏵頭嘴斷面無明顯的季節(jié)性變化，在涪山壩斷面中春季最高，秋季最低，春季是秋季的2.98倍。TP的涪山壩斷面季節(jié)變化大致表現(xiàn)為先降后升，其它2個斷面表現(xiàn)為緩慢的下降趨勢(圖2a)。

DO年際變化基本表現(xiàn)為田家壩斷面和涪山壩斷面先降后升，而鏵頭嘴斷面逐漸降低，涪山壩斷面DO比田家壩斷面、鏵頭嘴斷面低；CODMn年際變化基本表現(xiàn)為田家壩斷面和涪山壩斷面先升后降，而鏵頭嘴斷面逐漸降低；田家壩斷面和鏵頭嘴斷面BOD5年際變化為先降后升，涪山壩斷面表現(xiàn)為先升后降的變化趨勢；田家壩斷面、鏵頭嘴斷面NH3-N年際變化均呈現(xiàn)下降趨勢，涪山壩斷面于18年顯著高于17年和19年；TP年際變化均表現(xiàn)為下降趨勢，其中涪山壩斷面高于田家壩斷面和鏵頭嘴斷面(圖2b)。

圖2 芝溪河與荷葉溪監(jiān)測斷面季度及年際變化差異

3.2 芝溪河與荷葉溪水質(zhì)狀況分析和評價

芝溪河田家壩斷面2017年5～12月高錳酸鹽指數(shù)均值為6.279 mg/L、BOD5均值為2.4 mg/L、氨氮均值為0.326 mg/L、總磷均值為0.292 mg/L，平均水質(zhì)為Ⅳ類，超標(biāo)污染物為高錳酸鉀指數(shù)和總磷；2018年1～12月高錳酸鹽指數(shù)均值為6.717 mg/L、BOD5均值為1.942 mg/L、氨氮均值為0.169 mg/L、總磷均值0.194 mg/L，平均水質(zhì)為Ⅳ類，超標(biāo)污染物為高錳酸鉀指數(shù)。2019年1～12月高錳酸鹽指數(shù)均值為5.658 mg/L、BOD5均值為2.308 mg/L、氨氮均值為0.202 mg/L、總磷均值0.129 mg/L，平均水質(zhì)為Ⅲ類，水體達(dá)標(biāo)。2017～2019年BOD5、氨氮、總磷均先降后有所回升，高錳酸鹽指數(shù)先升后降；水質(zhì)到2019年有所改善，滿足Ⅲ類水質(zhì)要求，水體達(dá)標(biāo)。

芝溪河涪山壩斷面2017年5～12月高錳酸鹽指數(shù)均值為5.716 mg/L、BOD5均值為2.243 mg/L、氨氮均值為0.361 mg/L、總磷均值0.357 mg/L，平均水質(zhì)為Ⅴ類，超標(biāo)污染物為總磷；2018年1～12月高錳酸鹽指數(shù)均值為6.5 mg/L、BOD5均值為3.033 mg/L、氨氮均值為0.695 mg/L、總磷均值0.315 mg/L，平均水質(zhì)為Ⅴ類，超標(biāo)污染物為CODMn、總磷。2019年1～12月高錳酸鹽指數(shù)均值為5.767 mg/L、BOD5均值為2.683 mg/L、氨氮均值為0.364 mg/L、總磷均值0.255 mg/L，平均水質(zhì)為Ⅳ類，超標(biāo)污染物為總磷。與2018年相比，高錳酸鹽指數(shù)下降11.28%，BOD5下降11.54%，氨氮下降47.63%，總磷下降19.05%，水質(zhì)有所改善。

荷葉溪鏵頭嘴斷面2017年5～12月高錳酸鹽指數(shù)均值為4.692 mg/L、BOD5均值為2.550 mg/L、氨氮均值為0.223 mg/L、總磷均值0.177 mg/L，平均水質(zhì)為Ⅲ類，水體達(dá)標(biāo)；2018年1～12月高錳酸鹽指數(shù)均值為3.825 mg/L、BOD5均值為1.792 mg/L、氨氮均值為0.122 mg/L、總磷均值0.102 mg/L，平均水質(zhì)為Ⅱ類，水體達(dá)標(biāo)。2019年1～12月高錳酸鹽指數(shù)均值為4.392 mg/L、BOD5均值為2.108 mg/L、氨氮均值為0.168 mg/L、總磷均值0.114 mg/L，平均水質(zhì)為Ⅲ類，水體達(dá)標(biāo)。對比3年數(shù)據(jù)可知，2018年水質(zhì)最優(yōu)。對比3個監(jiān)測斷面可知，荷葉溪水質(zhì)3年均達(dá)標(biāo)，芝溪河水體除2019年芝溪河田家壩斷面達(dá)標(biāo)外，其余均不達(dá)標(biāo)。

3.3 芝溪河與荷葉溪主要污染因子分析

目前主成分分析廣泛應(yīng)用于評價指標(biāo)選擇及環(huán)境質(zhì)量評價中[7，8]，采用SPSS軟件的Factor analysis功能進(jìn)行Varimax直角旋轉(zhuǎn)分析，結(jié)果如表1所示，抽取前2個特征值大于1的因子作為分析對象，旋轉(zhuǎn)后第一個主成分為溶解氧，其特征根為3.408，它解釋了總變異的56.804%，第二主成分特征值CODMn為1.151，解釋了總變異的19.189%，2個因子的累積貢獻(xiàn)率大于75%，這表明前2個主成分能夠代表最初的7個監(jiān)測指標(biāo)來分析芝溪河及荷葉溪水質(zhì)狀況。因此，影響芝溪河及荷葉溪水質(zhì)的2個主要因素為DO、CODMn。

4 討論

根據(jù)芝溪河及荷葉溪近3年的監(jiān)測指標(biāo)的分析結(jié)果表明，各水質(zhì)指標(biāo)有明顯的季節(jié)變化，且芝溪河與荷葉溪監(jiān)測斷面監(jiān)測指標(biāo)中CODMn、NH3-N、TP、BOD5變化趨勢基本一致，DO變化趨勢不一致；芝溪河與荷葉溪監(jiān)測指標(biāo)中部分水體不達(dá)標(biāo)，這與舒麗等人對涪江流域遂寧段生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與水質(zhì)污染評價的研究結(jié)果一致[9]。年際變化中，芝溪河除DO逐漸升高外，其他監(jiān)測指標(biāo)均表現(xiàn)為下降趨勢。荷葉溪水質(zhì)指標(biāo)均表現(xiàn)為下降趨勢，2017年最高。河流兩側(cè)均有數(shù)量較多的散居農(nóng)戶，其生活污水、生活垃圾、農(nóng)業(yè)種植施用的化肥等污染地下水或隨地表徑流進(jìn)入河流，從而影響到水環(huán)境質(zhì)量[10]，經(jīng)過一系列的綜合治理措施，水質(zhì)問題得到逐年改善。采用主成分分析表明，影響芝溪河、荷葉溪的水質(zhì)的主要因子為DO、CODMn。

5 蓬溪縣水質(zhì)改善對策

水質(zhì)型缺水將會給經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活帶來嚴(yán)重的后果。近年來，遂寧市貫徹習(xí)近平總書記生態(tài)文明思想，全面推進(jìn)水污染綜合治理工作。對遂寧市大部分水域來說主要是要做好已污染水體的水污染綜合治理工作，為此，提出如下對策、措施與建議，供有關(guān)決策部門參考。

(1)加強(qiáng)城鄉(xiāng)污水治理，針對城鎮(zhèn)污水，對文井鎮(zhèn)、新星鄉(xiāng)、赤城鎮(zhèn)(附北)、羅戈鄉(xiāng)、新會鎮(zhèn)、大石鎮(zhèn)、吉祥鎮(zhèn)、明月鎮(zhèn)等地建設(shè)污水處理廠及管網(wǎng)，并對來龍山、清源污水處理廠提標(biāo)升級；同時啟動農(nóng)村生活污水治理千村示范工程和廁所革命，在新農(nóng)村聚居點(diǎn)和扶貧移民安置點(diǎn)建設(shè)污水處理設(shè)施處理村民生活污水。

(2)對蓬溪縣河道清淤，并通過海綿城市建設(shè)，綜合解決縣城污染問題；堅(jiān)決遏制畜禽養(yǎng)殖污染，芝溪河流域家畜禽養(yǎng)殖場關(guān)停，對環(huán)境敏感區(qū)和信訪密集區(qū)實(shí)施關(guān)停；加強(qiáng)農(nóng)村垃圾和餐廚收集，全流域所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾垃圾統(tǒng)一轉(zhuǎn)運(yùn)至遂寧垃圾發(fā)電廠處理，縣城餐廚垃圾由食藥監(jiān)局統(tǒng)一收集處理。

(3)加強(qiáng)監(jiān)督定量考核，制定《芝溪河流域水環(huán)境質(zhì)量考核辦法(試行)》，在芝溪河及支流16個鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)置18個監(jiān)測斷面，每季度對水質(zhì)進(jìn)行考核。啟動芝溪河上堰屏風(fēng)村民居改造工作，并結(jié)合海綿城市建設(shè)對芝溪河上游實(shí)施改造，通過建設(shè)海綿城市子項(xiàng)目—川江村濕地公園，實(shí)現(xiàn)污染源頭控制。

(4)集中式飲用水水源地保護(hù)情況芝溪河流域有赤城湖、黑龍凼、三五水庫3個集中式飲用水水源地，其中三五水庫位于小潼河流域?？茖W(xué)調(diào)整和劃定飲用水源保護(hù)區(qū)，開展了集中式飲用水水源地環(huán)境綜合整治。清理整頓了飲用水源保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)的餐飲企業(yè)和違規(guī)建筑，搬遷了飲用水源保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)的畜禽養(yǎng)殖企業(yè)28家；取締了肥水養(yǎng)殖和網(wǎng)箱養(yǎng)殖；開展了禁漁、禁泳、禁釣等的專項(xiàng)執(zhí)法行動。