臨江河江津段主要污染物變化趨勢及相關(guān)性探討

肖艷平，陳清莉，鄭森元，徐 燕 ，敖 菊

(1.重慶市江津區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，重慶 402260;2.重慶市江津區(qū)城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)服務(wù)中心，重慶 402260)

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)和生活污水排放量不斷增加，河流中氮、磷的富集導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化和水質(zhì)惡化，嚴(yán)重威脅到流域的水資源供應(yīng)及河流生態(tài)健康[1～3]。特別是在養(yǎng)殖區(qū)域密集、農(nóng)業(yè)種植程度高的流域，河流污染問題尤其嚴(yán)重，水體富營養(yǎng)化已成為全球性的環(huán)境問題。流入長江的次級河流是長江水體污染的主要因素，臨江河是長江的一條次級河流，水污染問題較為突出，氮磷是主要污染因子，給長江水生態(tài)和人民生活帶來了很大影響[2]。氮、磷元素作為生物地球化學(xué)循環(huán)中物質(zhì)流的基礎(chǔ)，主要通過地表徑流及生產(chǎn)、生活廢水等途徑進(jìn)入地表水體，是染物排放總量控制的主要對象，也是誘發(fā)水體富營養(yǎng)化的主要原因之一[4]。因此，分析臨江河江津段總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)和化學(xué)需氧量的污染程度及變化趨勢及相互關(guān)系具有重要的意義。

臨江河全長96.4 km，江津境內(nèi)長度14 km，流域面積56 km2，河床較窄小，落差多且集中，河堰多，不能通航。臨江河流域內(nèi)多為農(nóng)業(yè)用地，農(nóng)業(yè)種植面積較大，畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖較多。臨江河流域江津段無工業(yè)污染源情況，主要為生活污染源。本文分析了臨江河江津段總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)和化學(xué)需氧量的污染狀況，并分析了它們的相關(guān)性，旨在了解臨江河總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)和化學(xué)需氧量的變化趨勢和相關(guān)性，為臨江河水污染防治管理提供科學(xué)依據(jù)。

2 數(shù)據(jù)來源和分析方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

選取2018年臨江河江津區(qū)境內(nèi)朱楊溪國控考核斷面和茨壩市控考核斷面的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

2.2 分析方法

總磷分析方法為鉬酸銨分光光度法[5]，氨氮分析方法采用納氏試劑分光光度法[6]，高錳酸鹽指數(shù)分析方法為水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測定(GB11892-89)[7]，化學(xué)需氧量分析方法為重鉻酸鹽法[8]。

3 結(jié)果與討論

2018年，臨江河朱楊溪斷面主要污染物總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量年均濃度分別為0.30 mg/L、0.55 mg/L、5.71 mg/L、27 mg/L，達(dá)到地表水IV類水質(zhì)要求。茨壩斷面主要污染物總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量年均濃度分別為0.35 mg/L、0.82 mg/L、6.20 mg/L、27.3 mg/L，達(dá)到地表水V類水質(zhì)要求。

3.1 臨江河總磷濃度變化趨勢

2018年，臨江河主要超標(biāo)項(xiàng)目仍是總磷，與2017年相比，朱楊溪斷面總磷年均濃度從0.35 mg/L降低到0.30 mg/L，水質(zhì)從V類變?yōu)镮V類，茨壩斷面總磷年均濃度從0.43 mg/L降低到0.35 mg/L，水質(zhì)從劣V類變?yōu)閂類，臨江河流域水質(zhì)呈現(xiàn)出變好趨勢。

從圖1可以看出，朱楊溪斷面和茨壩斷面總磷濃度變化趨勢基本一致，9月臨江河朱楊溪斷面總磷濃度高于茨壩斷面，其它月份朱楊溪斷面均低于茨壩斷面。朱楊溪斷面1、5月份為劣Ⅴ類，其他月份主要為IV類水質(zhì)。茨壩斷面1、4、5、6月份總磷濃度為劣Ⅴ類，其他月份主要為Ⅴ類、IV類水質(zhì)。從整體情況來看，2018年總磷濃度呈下降趨勢，這可能與2018年政府采取的污水處理廠提標(biāo)改造、完善二三級管網(wǎng)、取締畜禽養(yǎng)殖等措施有密切關(guān)系，說明水環(huán)境壓力得到了有效緩解。

3.2 臨江河氨氮濃度變化趨勢

朱楊溪斷面和茨壩斷面氨氮濃度變化趨勢一致(圖2)，2、4、7、10月兩個斷面氨氮濃度升高，其中4月氨氮濃度最高，變化趨勢和總磷一致，也是從4月份開始升高。結(jié)合2018年水環(huán)境質(zhì)量摸底調(diào)查情況分析，臨江河流域主要為生活污染源，氨氮和總磷的升高可能與春季種植農(nóng)作物大量使用氮肥、磷肥有關(guān)。

圖1 2018年總磷濃度變化趨勢

圖2 2018年氨氮濃度變化趨勢

3.3 臨江河朱楊溪高錳酸鹽指數(shù)濃度變化趨勢

圖3可以看出，朱楊溪斷面和茨壩斷面高錳酸鹽指數(shù)濃度變化趨勢基本一致，4、10月份朱楊溪斷面高錳酸鹽指數(shù)高于茨壩斷面，其它月份朱楊溪斷面均低于茨壩斷面，2018年朱楊溪斷面、茨壩斷面高錳酸鹽指數(shù)滿足IV類水質(zhì)要求。

圖3 2018年高錳酸鹽指數(shù)濃度變化趨勢

3.4 臨江河化學(xué)需氧量濃度變化趨勢

朱楊溪斷面化學(xué)需氧量(圖4)濃度從3月份開始上升，4月份達(dá)到高峰，4、5月份化學(xué)需氧量濃度達(dá)到Ⅴ類水質(zhì)要求，6月份豐水期開始下降，到了9月份枯水期化學(xué)需氧量又開始上升。茨壩斷面化學(xué)需氧量濃度從5月份開始上升，10月份枯水期逐漸下降。10月份枯水期朱楊溪斷面和茨壩斷面化學(xué)需氧量逐漸下降。

圖4 2018年化學(xué)需氧量濃度變化趨勢

臨江河來水較小，高程差小、灘多、河堰多，水體自凈能力較差，生態(tài)修復(fù)能力弱。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，朱楊溪斷面4個主要污染因子在4月份都開始上升或濃度達(dá)到最高，江津區(qū)內(nèi)主要為生活污染，可能與農(nóng)耕季節(jié)大量施用化肥有關(guān)。

3.5 臨江河主要污染因子相關(guān)性分析

將2018年臨江河朱楊溪斷面、茨壩斷面主要污染物總磷、氨氮、化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析(表1、表2)，發(fā)現(xiàn)朱楊溪斷面總磷和氨氮呈極顯著性相關(guān)[9,10]，其它因子間沒有明顯的相關(guān)性。茨壩斷面各污染因子之間相關(guān)性也不是很明顯。這可能與江津段主要是生活污染源和農(nóng)業(yè)面源有關(guān)，由于農(nóng)藥化肥的過度施用及養(yǎng)殖飼料使用，加之農(nóng)田水利系統(tǒng)及養(yǎng)殖廢水處理能力相對較差，農(nóng)業(yè)面源污染及養(yǎng)殖廢水對總磷、總氮的貢獻(xiàn)仍然較大，兩個污染因子相關(guān)性比較顯著。

表1 朱楊溪斷面主要污染因子相關(guān)性分析

表2 茨壩斷面主要污染因子相關(guān)性分析

4 結(jié)論

(1)臨江河江津段主要污染物為總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)和化學(xué)需氧量，總磷是主要污染因子。

(2)總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)和化學(xué)需氧量4個主要污染因子在4月份都開始上升或濃度達(dá)到最高。

(3)朱楊溪斷面總磷和氨氮呈極顯著性相關(guān)，其它因子間沒有明顯的相關(guān)性。