崇明地表水水質變化趨勢分析

摘要：隨著水質考核體系的完善以及崇明建設世界級生態(tài)島目標的確立，地表水水質作為生態(tài)環(huán)境中最基礎的要素，顯得愈發(fā)重要。本文以2015-2019年崇明地表水水質監(jiān)測結果為依據(jù)，選取具有代表性的污染物，分析了崇明地區(qū)5年來的水質變化趨勢。結果表明崇明地表水水質總體變化相對穩(wěn)定，部分污染物指標呈現(xiàn)上升趨勢，同時為水環(huán)境管理提出了相關的意見與建議。

關鍵詞：崇明;地表水;水質;趨勢;建議

Abstract：The surface water quality is particularly important as the one of the most basic elements with the improving on water quality evaluation system and the goal on a world-class ecological island in Chongming. By the typical pollutants， the change and trend of surface water quality in Chongming is presented in this paper based on the testing data from 2015 to 2019. The study shows that surface water quality in Chongming is relatively steady while the concentration of some pollutants is rising. Advices and suggestions are also presented in this paper.

Key words：Chongming;Surface water;Water quality;Trend;Suggestion

2010年上海市發(fā)布了《崇明生態(tài)島建設綱要（2010-2020）》[1]，成為了崇明島生態(tài)建設的行動綱領。2015年上海市發(fā)布《上海市水污染防治行動計劃實施方案》（以下簡稱《方案》）[2]，以國考和市考斷面為重點，進行達標考核，推進水質改善，按期完成斷面水質達標任務，持續(xù)改善已達標斷面水質，并力爭提升水質類別。2016年，崇明撤縣設區(qū)，在這新的歷史起點，上海市人民政府印發(fā)了《崇明世界級生態(tài)島發(fā)展“十三五”規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》）[3]，亦明確了崇明以26個市考斷面為主的地表水達標率，到2020年基本實現(xiàn)全域達到水環(huán)境功能區(qū)的水質控制標準。因此，積極開展地表水監(jiān)測，通過數(shù)據(jù)分析，掌握崇明區(qū)地表水水質狀況及變化趨勢，具有重大意義，為跟蹤評估崇明島生態(tài)建設和發(fā)展對崇明水環(huán)境帶來的影響，也為環(huán)境管理和環(huán)境考核提供了第一手的數(shù)據(jù)支撐。

1 監(jiān)測點位及評價方法

根據(jù)《方案》及《規(guī)劃》的要求，監(jiān)測點位選取崇明區(qū)26個市考斷面的點位，監(jiān)測（評價）項目為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、總氮、銅、鋅、氟化物、硒、砷、汞、鎘、鉻、鉛、氰化物、揮發(fā)酚、石油類、陰離子表面活性劑和硫化物共21項;監(jiān)測數(shù)據(jù)范圍以2015～2019年的監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎進行統(tǒng)計。26個市考斷面的考核目標均為Ⅲ類水質。

評價方法采用《地表水環(huán)境質量評價方法（試行）》（環(huán)辦〔2011〕22 號）[4]中單因子評價法以及規(guī)定的Spearman秩相關系數(shù)法，確定斷面水質類別和污染物變化趨勢，同時比較幾個主要污染物的濃度變化。另根據(jù)上海市地表水的特點，呈現(xiàn)以氮、磷為主的富營養(yǎng)化特征，選擇溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、氨氮、總磷等5 項指標作為評價參數(shù)，以Ⅲ類為基準，通過計算綜合水質指數(shù)及污染負荷率[5]，評價總體水質和5項指標對水體的污染貢獻。同時結合Spearman秩相關系數(shù)法，確定變化趨勢。

2 監(jiān)測結果及綜合水質指數(shù)

2.1 單因子評價及考核達標率

2019年崇明區(qū)地表水斷面（點位）水質優(yōu)良（Ⅰ～Ⅲ）比例為96.2%，自2015年以來，崇明區(qū)26個市考斷面達到Ⅲ類水質的比例均超過95%（圖1），總體狀況良好，5年來，年度最多1個斷面未達到考核目標（Ⅲ類）。

2.2 主要污染物濃度現(xiàn)狀

2019年地表水氨氮濃度年均值為0.28mg/L（Ⅲ類），高錳酸鹽指數(shù)濃度年均值為3.64mg/L（Ⅲ類），化學需氧量濃度年均值為13.5mg/L（Ⅲ類），五日生化需氧量濃度年均值為2.57mg/L（Ⅲ類），總磷濃度年均值為0.161mg/L（Ⅲ類），與2015年相比，除了氨氮濃度下降27.2%外，其余分別上升了23.4%，49.8%，3.6%，25.0%（圖2，單位：mg/L）。

2.3 綜合水質指數(shù)變化

經(jīng)計算，2019年地表水綜合水質指數(shù)為0.56，評價為優(yōu)（≤0.62），與2015年相比，上升了17.7%，水質變化評價為輕微惡化，5年來地表水水質評價均為優(yōu)（圖3）。

2019年單項指標總磷污染負荷率為34%，與2015年相比，上升了7個百分點;氨氮污染負荷率為12%，與2015年相比，下降了4個百分點。5年來總磷污染負荷每年最高，污染貢獻最大，氨氮每年的污染貢獻相對最小（圖3）。

3 變化趨勢分析

根據(jù)《地表水環(huán)境質量評價方法（試行）》（環(huán)辦〔2011〕22 號），采用Spearman 秩相關系數(shù)法，對評價指標值與時間序列進行相關性分析，秩相關系數(shù)rs的絕對值同spearman 秩相關系數(shù)統(tǒng)計表臨界值Wp進行比較，以確定其是否有變化和變化程度。選擇時間周期N=5，顯著水平（單側檢驗）0.05時，臨界值Wp取0.900。

3.1 水質變化趨勢分析

2015～2019年，水質優(yōu)良（Ⅰ～Ⅲ）比例在96.2%～100%之間變化，秩相關系數(shù)rs絕對值為0.9，等于臨界值Wp，變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內水質變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。綜合水質指數(shù)在0.47～0.59之間變化，秩相關系數(shù)rs絕對值為0.2，小于臨界值Wp，變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內水質變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。

3.2濃度變化趨勢分析

3.2.1 氨氮

5年來氨氮濃度年均值在0.27～0.39mg/L之間，秩相關系數(shù)rs絕對值為0.6，小于臨界值Wp，變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內濃度變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。

3.2.2 高錳酸鹽指數(shù)

高錳酸鹽指數(shù)濃度年均值在2.94～3.70mg/L之間，秩相關系數(shù)rs絕對值為0.6，小于臨界值Wp，變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內濃度變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。

3.2.3 化學需氧量

化學需氧量濃度年均值在9.0～13.5mg/L之間，秩相關系數(shù)rs絕對值為1，大于臨界值Wp，表明變化趨勢有顯著意義;且秩相關系數(shù)rs的計算原值為正值，說明在評價時段內化學需氧量濃度變化呈上升趨勢或加重趨勢。

3.2.4 五日生化需氧量

五日生化需氧量濃度年均值在2.16～2.82mg/L之間，秩相關系數(shù)rs絕對值為0.1，小于臨界值Wp，變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內濃度變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。

3.2.5 總磷

總磷濃度年均值在0.122～0.162mg/L之間，秩相關系數(shù)rs絕對值為0.5，小于臨界值Wp，變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內濃度變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。

4 結論和建議

4.1 結論

2015～2019年近5年來，崇明區(qū)水質無論是Ⅲ類水比例，或是綜合水質指數(shù)，在評價時段內變化趨勢為變化穩(wěn)定。各斷面水質主要在Ⅲ類水質上下一個類別波動，綜合水質指數(shù)均≤0.62，評價均為優(yōu)。

多個主要污染物的五年濃度變化趨勢分析表明，氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量及總磷的年度濃度振蕩變化，總體變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內濃度變化穩(wěn)定?；瘜W需氧量濃度近五年來則呈現(xiàn)上升趨勢。5年來，總磷每年污染負荷率最高，污染貢獻最大，氨氮污染貢獻相對最小。

從以上分析可知，崇明區(qū)水質總體狀況良好，基本處于Ⅲ類水質，水質波動變化穩(wěn)定，多項主要污染物濃度變化穩(wěn)定，化學需氧量濃度雖能滿足Ⅲ類水質的要求，但明顯呈現(xiàn)上升趨勢，指向水中還原物質（一般為有機物）濃度的上升。同時，總磷污染負荷率相對其他幾項污染物的污染負荷率為最高，表征總磷的監(jiān)測濃度相對其他污染物更接近Ⅲ類水標準，更容易影響對水質類別的評價（單因子評價法）。因此，總磷是目前崇明地表水污染貢獻最大的污染物，而化學需氧量則是需要重點關注和警惕的污染物。

4.2 建議

4.2.1 實施河道專項整治及溯源調查

雖然目前考核達標率較高，但污染物仍有月度超標，甚至年度超標的出現(xiàn)。相關部門應按照各斷面的實際情況，實行“一河一策”的專項環(huán)境整治及河道清理疏浚，徹底解決歷史欠賬，保證河道水系暢通，提升水體自凈能力，在一定范圍內穩(wěn)定水質。

同時，根據(jù)總磷的污染貢獻度以及化學需氧量上升的趨勢，結合年度超標斷面，進行“一斷面一方案”的專項溯源監(jiān)測及調查，排摸周邊的各類污染源。短期而言，針對總磷、化學需氧量等相關污染物，進行相關的調查及監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測情況，嚴格整治，達標排放。長期來說，應建立長效管理監(jiān)測機制，研究相關污染物排放溯源清單，為控制排放總量打下基礎。

4.2.2 規(guī)范畜禽養(yǎng)殖糞污還田，控制農(nóng)業(yè)面源污染

切實落實畜禽養(yǎng)殖規(guī)劃，控制養(yǎng)殖規(guī)模。在保留規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場的基礎上，對污染嚴重、管理水平低、還田土地面積匹配不足的畜禽養(yǎng)殖場進行規(guī)范，達不到要求的，分期清退。同時加強對畜禽糞污處理設施的監(jiān)督管理，加強對糞污還田規(guī)范化的監(jiān)管，防止由于過量還田，不規(guī)范還田，導致大量高濃度氮磷及復含有機物的還田水直接進入環(huán)境水體，抬高總磷及化學需氧量的濃度。

崇明農(nóng)業(yè)種植分布廣，農(nóng)業(yè)小而散的生產(chǎn)局面尚未發(fā)生根本性轉變，造成了農(nóng)藥化肥減量化使用源頭控制難，部分化肥、農(nóng)藥未經(jīng)農(nóng)作物吸收，通過地表徑流進入水體，直接影響地表水環(huán)境;特別是雨天，影響更為明顯。

4.2.3 截污納管，提標改造

部分集鎮(zhèn)以及農(nóng)場場部等仍未實現(xiàn)截污納管，直排混排仍然存在;農(nóng)村生活污水處理站大量建成，但處理標準不高。因此提高地區(qū)污水納管率，提升農(nóng)村污水處理站的處理水平和標準，可減少生活污水直排進入水環(huán)境的污染物總量。

4.2.4 強化水質監(jiān)測，發(fā)揮預警作用，未雨綢繆

無論是水環(huán)境管理還是污染源排放管理，都需要水質監(jiān)測數(shù)據(jù)提供第一手的材料支撐。通過分析歷年監(jiān)測數(shù)據(jù)以及調查數(shù)據(jù)等，說清污染現(xiàn)狀，找出變化規(guī)律，為管理方針和措施指明方向。正如本文所指出，污染物總磷是目前崇明地表水污染貢獻最大的污染物，而化學需氧量則是需要重點關注和警惕的污染物，直接指向水中還原物質的變化，需要進行進一步的分析調查，做到未雨綢繆。

4.2.5 盡快修訂功能區(qū)規(guī)劃

目前考核斷面的考核目標均為Ⅲ類水質，但是按照崇明水環(huán)境功能區(qū)規(guī)劃，其中部分斷面的水環(huán)境功能區(qū)是Ⅳ類，低于考核目標，不利于控制和提高該區(qū)域的水質。因此應盡快修訂水環(huán)境功能區(qū)規(guī)劃，將管理和考核的目標統(tǒng)一。同時，應以Ⅲ類功能區(qū)劃的要求，嚴格控制建設項目及現(xiàn)有項目的廢污水排放，穩(wěn)定地表水水質，保證考核目標的實現(xiàn)。

5 結語

本文對2015～2019年的相關地表水水質進行了單因子評價和綜合評價，并結合評價規(guī)范的秩相關系數(shù)進行了變化趨勢分析。結果表明崇明地表水水質變化穩(wěn)定，總磷是目前崇明地表水污染貢獻最大的污染物，而化學需氧量濃度呈現(xiàn)明顯的上升，是需要重點關注的污染物，提出了可能的溯源以及相關的意見和建議，以期未雨綢繆，遏制污染物上升趨勢，消除影響水質類別的潛在因素，穩(wěn)定崇明地表水水質。

參考文獻

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[2]上海市環(huán)境保護局.上海市水污染防治行動計劃實施方案[Z].2015.

[3]上海市人民政府.崇明世界級生態(tài)島發(fā)展“十三五”規(guī)劃[Z].2016.

[4]地表水環(huán)境質量評價方法（試行）環(huán)辦〔2011〕22號[Z].2011.

[5]胡雄星.上海市水質綜合評價方法研究[J].環(huán)境科學與技術，2012，35（S2）：104-107.

收稿日期：2020-04-15

作者簡介：劉丹（1981-），男，本科學歷，中級職稱，研究方向為環(huán)境監(jiān)測技術與業(yè)務管理。