南通市主要入海河流水質(zhì)分析與評價

殷小琴 季寅星

(南通市生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心，江蘇 南通 226000)

南通市位于江蘇省東南部，長江三角洲北翼，東抵黃海，南望長江，處于沿海經(jīng)濟帶與長江經(jīng)濟帶“T”形結(jié)構(gòu)交匯點，是中國首批對外開放的14個沿海城市之一[1-2]。南通市集“黃金海岸”與“黃金水道”優(yōu)勢于一身，擁有海岸線210km，全市海岸帶面積1.3萬km2，沿海灘涂2100km2，是中國沿海地區(qū)土地資源最豐富的地區(qū)之一。南通市擁有濱海、生態(tài)等良好的旅游資源，自然地理優(yōu)勢使淺海養(yǎng)殖業(yè)成為當(dāng)?shù)氐膬?yōu)勢產(chǎn)業(yè)，目前，南通市的海洋資源正處于全面開發(fā)狀態(tài)。

然而，隨著人類社會經(jīng)濟活動的加劇，生態(tài)環(huán)境惡化問題也日益凸出，有關(guān)南通近岸海域的研究結(jié)果表明，近海海域水質(zhì)呈下降趨勢，各類水污染事故及赤潮的發(fā)生頻率上升，海域水環(huán)境質(zhì)量明顯下降，水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象嚴(yán)重，近岸海域生物受到污染，沿海養(yǎng)殖的貝類死亡、紫菜減產(chǎn)現(xiàn)象時有發(fā)生[3-8]。生態(tài)環(huán)境部公布的2017年近海海域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量公報指出，海洋污染源的最大構(gòu)成主要是入海陸源污染物。陸源污染物主要有兩類，一類是入海河流污染物，另一類是直排海污染物，其中入海河流是入海污染物的主要通道，因此，入海河流治理成為了海洋污染治理的首要任務(wù)[9]。近年來，南通市為貫徹落實各級政府關(guān)于水污染防治的工作方案，大力開展“清水工程”“三河三行業(yè)整治”等專項行動，積極推進水環(huán)境綜合整治，2016年制定了《南通市“十三五”水污染防治規(guī)劃》，并啟動了包括“入海河流污染治理”等五大類水污染防治工作。

水污染防治中的基礎(chǔ)性工作是水質(zhì)評價，本文采用單因子評價法和綜合水質(zhì)評價法，對2019年南通市主要入海河流水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果進行了分析評價，旨在掌握各主要入海河流水質(zhì)現(xiàn)狀，以期為南通市水環(huán)境進一步改善及近岸海域管理提供參考。

1 材料與方法

1.1 監(jiān)測點位及測定方法

南通市將北凌河、栟茶河、掘苴河、如泰運河、通呂運河、通啟運河6條入海河流所在斷面列入國控斷面監(jiān)測點，各河流對應(yīng)監(jiān)測斷面名稱及監(jiān)測點位見表1。在每條河流的入海處設(shè)置采樣斷面，監(jiān)測時間為2019年，監(jiān)測頻次為每月1次，共12次，按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)水質(zhì)評價涉及項目開展全項監(jiān)測，按照《水和廢水監(jiān)測分析方法》(第四版)中相關(guān)內(nèi)容進行采樣和分析[10-11]，水質(zhì)數(shù)據(jù)均為全年監(jiān)測結(jié)果經(jīng)算術(shù)平均化處理后的均值。

表1 南通市主要入海河流監(jiān)測點位

1.2 評價方法

目前，單因子評價法和綜合污染指數(shù)法在河流水環(huán)境質(zhì)量評價研究領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，本研究采用上述兩種方法分別對南通市6條主要入海河流水環(huán)境質(zhì)量進行評價[12]。

1.2.1 單因子評價法

單因子評價的判別法，就是用水質(zhì)最差的單項指標(biāo)所屬類別來確定水體綜合水質(zhì)類別，即某一監(jiān)測點水質(zhì)中任一評價項目超過《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)Ⅰ類指標(biāo)，該監(jiān)測點水質(zhì)即為Ⅱ類，超過《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)Ⅱ類指標(biāo)，水質(zhì)即為Ⅲ類，依次類推[13]。

水質(zhì)單因子評價法計算公式為

Pi=Ci/C0

(1)

式中：Pi為單項污染指數(shù)；Ci為第i項污染物的實測值，mg/L；C0為第i項污染物的標(biāo)準(zhǔn)值，mg/L。

水質(zhì)參數(shù)的污染指數(shù)大于1時，表明該水質(zhì)參數(shù)超過了規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)不能滿足使用要求。

1.2.2 綜合污染指數(shù)評價法

單因子水質(zhì)評價可以簡單明了地了解水域是否滿足功能要求，但它只考慮了最突出的因子，具有一定的片面性。綜合污染指數(shù)法是對各污染指標(biāo)的相對污染指數(shù)進行統(tǒng)計，得出代表水體污染程度的數(shù)值，反映多個水質(zhì)因子與相應(yīng)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)之間的綜合對應(yīng)關(guān)系[14]。

綜合污染指數(shù)法計算公式為

(2)

式中：Pi為第i項污染物的污染指數(shù)；n為參與評價的污染物項數(shù)；P為綜合污染指數(shù)。

綜合指數(shù)的范圍P≤0.20為好；0.202.00為嚴(yán)重污染。

2 結(jié)果與討論

2.1 水質(zhì)分析結(jié)果

根據(jù)2019年對南通市6條主要入海河流的監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，各河流重金屬含量(Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、Se、Cr)和其他7項指標(biāo)(砷、石油類、揮發(fā)酚、氟化物、氰化物、陰離子表面活性劑、硫化物)含量都比較低，達到Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，pH值呈弱堿性，符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)(pH值為6～9)，其余各項指標(biāo)分析結(jié)果見表2。

表2 2019年各河流水質(zhì)監(jiān)測平均值及水質(zhì)類別 單位:mg/L

2.2 單因子污染評價及綜合評價

南通市近海功能以養(yǎng)殖捕撈漁業(yè)、水產(chǎn)種質(zhì)資源保護用途為主，河流口水域水質(zhì)應(yīng)該不低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)Ⅲ類水質(zhì)，故本評價以Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為單項指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值。由表2可知，2019年南通市主要入海河流斷面Ⅲ類以上水質(zhì)的污染物主要是以高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、化學(xué)需氧量、生化需氧量為主的有機污染和以總磷為主的富營養(yǎng)化污染。對6條河流各主要污染因子進行評價，由計算結(jié)果(見表3)可知，2019年6條入海河流水質(zhì)現(xiàn)狀為：通呂運河及通啟運河達到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；栟茶運河、掘苴河、如泰運河及北凌河水質(zhì)達Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。栟茶運河、掘苴河、北凌河的高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、總磷超標(biāo)；如泰運河的總磷和北凌河的生化需氧量有輕微超標(biāo)現(xiàn)象。高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、生化需氧量往往作為衡量水中有機物質(zhì)含量多少的指標(biāo)，其值越高表明水中有機污染物越多，污染也就越嚴(yán)重[15-16]。6條河流氨氮均達到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，通呂運河的氨氮指數(shù)最優(yōu)，說明各河流受氨氮污染較輕；在參與評價的所有水質(zhì)指標(biāo)中，總磷超標(biāo)問題最為突出，總磷超標(biāo)的河流共4條，占監(jiān)測河流總數(shù)的66.7%。其中，掘苴河總磷超標(biāo)最為嚴(yán)重，超標(biāo)率達50%；5項監(jiān)測指標(biāo)單因子污染指數(shù)由高到低依次為：總磷、化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、氨氮，可見水質(zhì)污染主因是以總磷為主的水體富營養(yǎng)化。

表3 2019年水質(zhì)單項污染指數(shù)及綜合污染指數(shù)

根據(jù)單因子計算結(jié)果得出6條河流的綜合污染指數(shù)及污染程度，各河流的綜合污染指數(shù)范圍為0.53～1.08，依據(jù)相應(yīng)的污染等級判斷：栟茶運河的斷面水質(zhì)綜合污染指數(shù)為0.94，屬于中度污染；掘苴河斷面水質(zhì)綜合污染指數(shù)為1.08，屬于重污染；如泰運河水質(zhì)綜合污染指數(shù)為0.72，屬于中度污染；北凌河斷面水質(zhì)綜合污染指數(shù)為0.95，屬于中度污染；通呂運河和通啟運河均屬于輕度污染，斷面水質(zhì)綜合污染指數(shù)分別為0.53和0.70。

2.3 南通市各主要入海河流污染物濃度的月際變化

對2019年各入海河流不同污染物的月際變化進行統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果見圖1。由圖1可知，各河流中不同污染物在不同月份之間的變化并無統(tǒng)一的規(guī)律，如泰運河、北凌河、通呂運河和通啟運河各污染物濃度月際變化相對不明顯；栟茶河、掘苴河各污染物指標(biāo)值下降趨勢較明顯，但高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、生化需氧量在5—7月有所升高，原因可能是由于降雨地表雨水徑流造成污染物濃度短時間升高；作為流經(jīng)城鎮(zhèn)或城鄉(xiāng)接合區(qū)的入海河流，受城鎮(zhèn)工農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展、高密度居民生活排污等多種因素的影響，污染物濃度并無明顯的規(guī)則的波動變化。

圖1 南通市各入海河流主要污染物濃度的月際變化

2.4 南通市各主要入海河流水質(zhì)的年度變化

2018—2019年入海河流水質(zhì)統(tǒng)計情況見表4。由表4可知，各河流水質(zhì)2019年較2018年有明顯的改善，2019年已全面消除劣Ⅴ類水體，栟茶運河、如泰運河、北凌河已從重度污染改善為中度污染；通啟運河由中度污染改善至輕度污染；掘苴河和通呂運河污染程度不變，但綜合污染指數(shù)已有顯著下降，趨勢向好。

表4 2018—2019年入海河流水質(zhì)統(tǒng)計結(jié)果

3 結(jié) 論

本文依據(jù)單因子評價法和綜合污染指數(shù)法對2019年南通市6條主要入海河流斷面的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了分析與評價，結(jié)論如下：

a.南通市主要入海河流都出現(xiàn)了不同程度的污染，單因子評價結(jié)果表明，6條河流大多指標(biāo)都符合Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，主要受有機物和營養(yǎng)物污染，總磷是其中最突出的污染物。

b.綜合污染指數(shù)評價表明，6條主要入海河流的綜合污染指數(shù)范圍為0.53～1.08，最高值出現(xiàn)在掘苴河，屬于重度污染，2019年只有通呂運河及通啟運河達到了Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，屬于輕度污染。

c.各河流不同污染物的濃度月際變化并無規(guī)律，比較了2018年和2019年的監(jiān)測結(jié)果，2019年6條入海河流水質(zhì)均有明顯的改善，已全面消除了劣Ⅴ類水體。