洪澤湖北部主要入湖河道陣發(fā)性水質(zhì)污染原因分析及預(yù)防措施

徐亞東，毛曉文

(1.江蘇省洪澤湖管理委員會辦公室，江蘇 南京 210029；2.江蘇省水資源服務(wù)中心，江蘇 南京 210029；3.江蘇省水文水資源勘測局，江蘇 南京 210029)

洪澤湖是我國第四大淡水湖，是國家南水北調(diào)東線工程的重要調(diào)蓄湖泊和江蘇省北部地區(qū)重要水源，連通長江與淮河，位處長江經(jīng)濟帶和淮河生態(tài)經(jīng)濟帶的交匯點，在促進地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。

近年來，洪澤湖水體水質(zhì)長期穩(wěn)定在Ⅳ類，但主要入湖河道水體水質(zhì)較差，尤其是冬季，入湖河道容易產(chǎn)生陣發(fā)性水質(zhì)污染。為加強洪澤湖管理和保護，保障湖體水質(zhì)，江蘇省成立并調(diào)整完善了洪澤湖管理委員會，提出了“到2021年湖區(qū)消除Ⅴ類水、國控斷面優(yōu)Ⅲ類比例達(dá)到國家考核要求”的保護目標(biāo)，不斷改善洪澤湖水生態(tài)環(huán)境狀況。

本次研究針對洪澤湖北部宿遷市宿城區(qū)5條入湖河道開展水質(zhì)監(jiān)測，根據(jù)2015—2019年水質(zhì)變化情況，分析陣發(fā)性水質(zhì)污染產(chǎn)生的原因，為洪澤湖管理和保護提供技術(shù)支撐。

1 洪澤湖湖體與入湖河道水體水質(zhì)變化情況

本次研究采用了2019年7月至2020年5月洪澤湖湖體和入湖河道水體水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，監(jiān)測點為該5條河道與G243國道交接處，每單月上旬監(jiān)測1次，監(jiān)測指標(biāo)主要包括生化需氧量(BOD5)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、化學(xué)需氧量(COD)、總氮(TN)、總磷(TP)、氨氮(NH3-N)、溶解氧(DO)、pH、揮發(fā)酚、氟化物、氰化物、銅、鋅、砷、鎘、六價鉻、鉛、陰離子表面活性劑、硫化物等22項及流量按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)進行評價，監(jiān)測結(jié)果見表1。

表1 洪澤湖湖體和入湖河道水質(zhì)監(jiān)測基本情況

根據(jù)2019年度洪澤湖健康狀況報告，洪澤湖湖體水質(zhì)總體維持在Ⅳ類水和輕度富營養(yǎng)化水平，營養(yǎng)化指數(shù)基本穩(wěn)定在50～60之間；湖體監(jiān)測站點中Ⅲ類以上站點數(shù)增加了18.8%～25%，Ⅴ類及劣Ⅴ類站點數(shù)減少了50%。入湖河道水體水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果顯示，2019年7月、9月、11月及2020年1月、3月、5月Ⅴ類及劣Ⅴ類站點占比分別為23.1%、30.8%、11.6%、26.9%、11.5%和7.7%，平均占比在18.6%左右，主要超標(biāo)項目為NH3-N、COD、CODMn及TP。

根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，洪澤湖湖體水質(zhì)狀況相對穩(wěn)定，湖體水質(zhì)不斷得到改善。而入湖河道水體水質(zhì)不太穩(wěn)定，部分入湖河道陣發(fā)性水質(zhì)污染時有發(fā)生，是影響洪澤湖湖體水質(zhì)的潛在因素之一。如在2020年1月入湖總水量超過最枯期(2019年9月)水量2倍的情況下，仍出現(xiàn)入湖河道水體劣Ⅴ類占比劇增的異常情況，導(dǎo)致湖體水質(zhì)出現(xiàn)V類水的情況。因此，深入開展入湖河道水體水質(zhì)變化原因分析，對保障洪澤湖湖體水質(zhì)具有重要的研究意義。

2 入湖河道水質(zhì)現(xiàn)狀

2020年1月，洪澤湖Ⅴ類～劣Ⅴ類入湖河道比例較去年年底有顯著增加，其中入湖河道突發(fā)性水質(zhì)不穩(wěn)定情況主要出現(xiàn)在北部宿遷市宿城區(qū)馬化河、肖河、五河、古山河、西民便河等5條河道，其超標(biāo)項目為COD、BOD5、NH3-N、TP。為更好地分析原因，在3月上旬同步監(jiān)測了5條入湖河道的瞬時流量、水流狀態(tài)和閘門開啟情況。監(jiān)測結(jié)果顯示(表2)，除肖河外，其他4條河道基本恢復(fù)常態(tài)水質(zhì)Ⅲ～Ⅳ類狀況。5月份監(jiān)測結(jié)果顯示，包括肖河在內(nèi)的5條河道均恢復(fù)常態(tài)水質(zhì)Ⅲ～Ⅳ類狀況。

表2 2020年1—5月洪澤湖北部宿遷市宿城區(qū)5條入湖河道監(jiān)測成果

3 水質(zhì)變化趨勢分析

3.1 單因子月際變化趨勢

考慮到環(huán)湖區(qū)域入湖河道水質(zhì)相對穩(wěn)定的特點，自2019年7月起對洪澤湖北部5條主要入湖河道實行“雙月測”。結(jié)合洪澤湖水資源質(zhì)量狀況報告近期水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析5條入湖河道的主要超標(biāo)因子COD、BOD5、NH3-N、TP的月際變化趨勢(圖1)。

從圖1可以看出，5條入湖河道COD、BOD5、NH3-N、TP質(zhì)量濃度的年均值分別為18.95 mg/L、3.65 mg/L、1.0 mg/L和0.15 mg/L，水質(zhì)指標(biāo)基本穩(wěn)定處于Ⅲ～Ⅳ類之間，其中水質(zhì)最好的時間出現(xiàn)在2019年9月，各項指標(biāo)均達(dá)到Ⅲ類(除肖河的TP略高外)，但在2020年1月出現(xiàn)水質(zhì)惡化的情況，大多數(shù)指標(biāo)為Ⅴ類，個別指標(biāo)甚至達(dá)到劣Ⅴ類。2020年3月份開始，除肖河外，其余4條河道各項指標(biāo)均達(dá)到Ⅲ～Ⅳ類。從變化趨勢可以看出，經(jīng)過一段時期的治理保護，5條入湖河道的水質(zhì)總體向好的趨勢轉(zhuǎn)變，但隨著季節(jié)的變化也出現(xiàn)了波動。在春、夏、秋季，水質(zhì)穩(wěn)定在Ⅲ～Ⅳ類之間，在冬季水質(zhì)出現(xiàn)了短期惡化現(xiàn)象，水質(zhì)為Ⅴ～劣Ⅴ類。因此，冬季是洪澤湖入湖河道水質(zhì)惡化的敏感季節(jié)，是需要更加重視污染排放控制的季節(jié)。

圖1 洪澤湖北部5條入湖河道單因子月際變化趨勢

3.2 年際變化趨勢

由于在2019年7月之前肖河未列入水質(zhì)監(jiān)測范圍，因此選取2015—2019年間的馬化河、五河、古山河、西民便河等4條入湖河道的水質(zhì)監(jiān)測資料，分析其COD、BOD5、NH3-N和TP等4項指標(biāo)年際變化趨勢(圖2)。

從圖2可以看出，4條入湖河道2015—2019年間的COD、NH3-N、TP質(zhì)量濃度的年均值均呈好轉(zhuǎn)趨勢(僅2018年略有抬高)。其中，COD質(zhì)量濃度從Ⅳ類提升到Ⅲ類，NH3-N、TP質(zhì)量濃度均從Ⅴ～劣Ⅴ類顯著好轉(zhuǎn)為Ⅲ～Ⅳ類，BOD5質(zhì)量濃度則穩(wěn)定在Ⅱ～Ⅲ類。從Ⅴ類濃度線上看，NH3-N、TP質(zhì)量濃度出現(xiàn)Ⅴ～劣Ⅴ類的頻率較高，NH3-N、TP應(yīng)作為重點控制因子。

圖2 洪澤湖北部4條入湖河道單因子年際變化趨勢

年際趨勢變化分析表明，4條入湖河道的水質(zhì)5年來明顯好轉(zhuǎn)，污染物濃度呈逐步降低趨勢，水質(zhì)類別顯著上升，洪澤湖治理成效明顯較好 。

4 陣發(fā)性水質(zhì)污染原因分析

綜上分析，洪澤湖入湖河道水質(zhì)總體穩(wěn)定向好，但北部地區(qū)入湖河道冬季短期水質(zhì)惡化現(xiàn)象依舊存在，是洪澤湖水質(zhì)安全的重要隱患。為此，針對2020年1月出現(xiàn)的短期水質(zhì)污染情況，進行了實地調(diào)研走訪，查閱分析了水文氣象資料，查找入湖河道陣發(fā)性水質(zhì)污染產(chǎn)生的原因，主要有以下幾個方面。

(1)降雨量少，河道自凈能力差。2019年底至2020年1月期間，雖然洪澤湖區(qū)域總體入湖水量達(dá)到7.39億m3，比2019年9月份增加了127%，但主要為南水北調(diào)調(diào)水量(1.47億m3)、淮河干流入湖水量(約3.0億m3)及其他入湖河道入湖水量，基本沒有區(qū)間來水量。2019年12月份洪澤湖北部宿遷市宿城區(qū)期間降水量16.5 mm，僅為往年同期的26%左右，河道水位較低，在無降雨補水的情況下，入湖河道流量小，水體流動性差，自凈能力弱，造成河道水質(zhì)惡化。

(2)洪澤湖北部沿線有蘇宿工業(yè)園區(qū)、富春紫光、洋河鎮(zhèn)等多個污水處理廠，日均排放量達(dá)14.11萬m3/d[1]，尾水排放雖已達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)[2]，但遠(yuǎn)低于河道的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。非接管城鎮(zhèn)生活污水直排河道現(xiàn)象仍較嚴(yán)重，特別是部分支流接納的污水直接排放到肖河等入湖河道，形成了較為嚴(yán)重的水污染。

(3)西民便河等河道正在進行河道綜合整治，河道疏浚及生態(tài)堤防建設(shè)等工程措施可能會攪動河道底質(zhì)，引起河道內(nèi)源污染加劇，從而導(dǎo)致河道水體水質(zhì)變差[3]。

(4)入湖河道沿線面源污染排放量增加是造成氨氮超標(biāo)的主要原因[4]。

5 對策與建議

為更好地避免污染事件發(fā)生，保障入湖河道和洪澤湖湖體水質(zhì)穩(wěn)定，提出如下建議措施。

(1)以問題為導(dǎo)向，深入開展“排查、監(jiān)測、溯源、整治”。以水質(zhì)未達(dá)到水功能區(qū)管理目標(biāo)的主要入湖河道，特別是肖河、馬化河、維橋河等屢次出現(xiàn)Ⅴ類及以上水質(zhì)狀況的河道為重點，全面排查入湖河道以及支流污染狀況，實施“一河一策”綜合整治，壓實河長責(zé)任，推進水陸系統(tǒng)治理，全面消除劣Ⅴ類水體。

(2)切實提高污水處理效率。新建污水處理設(shè)施的同時，要加快提升污水處理廠管網(wǎng)接管率，努力實現(xiàn)污水管網(wǎng)全覆蓋，杜絕沿湖地區(qū)生活污水直接排放入湖溝渠現(xiàn)象發(fā)生。已建的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠和鎮(zhèn)村污水集中處理設(shè)施要加強監(jiān)管，確保穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運行。有條件的污水處理廠要對尾水采用人工濕地等手段進行深度處理，進一步削減污染。

(3)強化面源污染治理。針對環(huán)湖區(qū)域以農(nóng)為主的特點，著力推動農(nóng)業(yè)農(nóng)村面源污染治理。包括因地制宜采取合適的技術(shù)路線，加強農(nóng)村生活污水治理；推動化肥農(nóng)藥減量增效，推行綠色種植技術(shù)，推廣科學(xué)輪作，有效防治農(nóng)田退水污染；嚴(yán)格執(zhí)行禁養(yǎng)區(qū)、限養(yǎng)區(qū)管理，加強畜禽養(yǎng)殖和水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)管，推廣生態(tài)健康養(yǎng)殖技術(shù)等。

(4)加強入湖河道水質(zhì)監(jiān)測，建立水質(zhì)異?，F(xiàn)象監(jiān)控體系。在河道入湖口建設(shè)水質(zhì)移動或自動監(jiān)測站，在沿線重點工業(yè)企業(yè)、工業(yè)園區(qū)和城鎮(zhèn)污水處理廠排放處安裝在線監(jiān)控設(shè)備，實施全覆蓋，逐步推進在排澇泵站、養(yǎng)殖池塘、農(nóng)田退水等各類排放口安裝在線監(jiān)控設(shè)備，擴大監(jiān)控范圍，拓寬監(jiān)測方式，為實現(xiàn)水質(zhì)-污染聯(lián)動管理和精準(zhǔn)溯源提供技術(shù)支撐，真正做到對水質(zhì)異?，F(xiàn)象及時發(fā)現(xiàn)、及時跟蹤、及時處置。