宿遷市城區(qū)河道水環(huán)境現(xiàn)狀分析及截污效果初探

王海燕

（江蘇潤(rùn)民水務(wù)有限公司，江蘇宿遷 223800）

1 引言

隨著城市化進(jìn)程的加速，城市面積增大，市區(qū)河道增多。市區(qū)河道或作為城市、工農(nóng)業(yè)供水的重要水源，或作為城市景觀河流，同時(shí)是其周圍縱橫遍布城鎮(zhèn)河渠的匯源地。但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，這些市區(qū)河道實(shí)際上已成為工業(yè)廢水、生活污水以及農(nóng)田徑流面源污染物匯集的納污河。據(jù)全國(guó)2 000 多個(gè)監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前在我國(guó)100 多個(gè)城市河段中，超V 類標(biāo)準(zhǔn)水體占38%［1］，其中突出的污染物是化學(xué)需氧量（COD）、氮、磷等。這些污染物不僅嚴(yán)重影響現(xiàn)代城市生態(tài)景觀，而且導(dǎo)致區(qū)域性河流污染持續(xù)加重。尤其在枯水期，對(duì)城市景觀、區(qū)域性江河、湖泊水域污染更加嚴(yán)重，直接危及城市、工業(yè)供水及人民健康，因此對(duì)市區(qū)河道的治理迫在眉睫。

目前，我國(guó)各地河道治理技術(shù)主要有河道曝氣技術(shù)、生態(tài)技術(shù)、接觸氧化技術(shù)、化學(xué)強(qiáng)化處理技術(shù)［2］，但是這些都是在河道自身凈化能力不足，沒(méi)有外源性污染輸入前提下的河道恢復(fù)技術(shù)。而具體的河道治理，在選擇治理技術(shù)時(shí)應(yīng)因地制宜，具體問(wèn)題具體分析。對(duì)于宿遷城區(qū)的主要河道污染狀況，目前還缺少調(diào)查數(shù)據(jù)，對(duì)截污工程的效果研究甚少，特別是針對(duì)COD、總氮（TN）、氨氮（NH3－N）、總磷（TP）等指標(biāo)的去除效果的研究更少。本文以宿遷市城區(qū)6條主要河流為研究對(duì)象，在每條河道的排污口設(shè)置采樣點(diǎn)，采樣點(diǎn)設(shè)置在排污口下游100 m 處。篩查出宿遷地區(qū)36 個(gè)具有代表性的點(diǎn)位，以其截污前后的污水水質(zhì)為監(jiān)測(cè)對(duì)象，為城區(qū)河道水質(zhì)現(xiàn)狀和截污工程的去除效率提供數(shù)據(jù)參考，同時(shí)為研究河道治理技術(shù)及效果提供依據(jù)。

2 水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)

2.1 監(jiān)測(cè)范圍

根據(jù)對(duì)宿遷市區(qū)河道進(jìn)行的調(diào)查，考慮到主要類型區(qū)域、主要污染源分布，選取有代表性的6 條河流，設(shè)置36 個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行采樣。點(diǎn)位的選擇盡量在有明顯的排污口下游100 m，污水與河水基本混合均勻處，采水面下0.5 m 水樣。具體為：清水河，點(diǎn)位1～4；十支溝，點(diǎn)位5～13；為民河，點(diǎn)位14～19；利民河，點(diǎn)位20～24；西民便河，點(diǎn)位25～30；蔡莊大溝，點(diǎn)位31～36。

2.2 監(jiān)測(cè)時(shí)間及監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

本次調(diào)查為2019 年6—8 月，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目篩選宿遷市近年來(lái)河流水質(zhì)關(guān)注度較高的4 種水質(zhì)指標(biāo)，即COD，TP，TN，NH3－N。

2.3 采樣及測(cè)定方法

在宿遷的6 條市區(qū)河流中，選取36 個(gè)有代表性的采樣點(diǎn)按照采樣規(guī)范進(jìn)行取樣。采樣時(shí)在不攪動(dòng)下層沉淀物的情況下用采集瓶采集水樣并潤(rùn)洗樣品瓶，標(biāo)注采樣時(shí)間、地點(diǎn)和樣品的表現(xiàn)性狀。

在正式分析數(shù)據(jù)前，首先將每天瞬時(shí)樣和混合樣進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明，瞬時(shí)水樣數(shù)據(jù)偏差較大，代表性不強(qiáng)。為排除瞬時(shí)水樣帶來(lái)的偏差，最后確定在同一個(gè)采樣點(diǎn)，在每天6 個(gè)不同時(shí)段采集6個(gè)樣品等體積混合的混合樣，作為最終的實(shí)驗(yàn)水樣進(jìn)行檢測(cè)。截污前后保證在相同的時(shí)間、相同的采樣點(diǎn)進(jìn)行采樣，并在12 h 內(nèi)送實(shí)驗(yàn)室分析。

在檢測(cè)過(guò)程中，COD 采用重鉻酸鹽法測(cè)定［3］，TN 采用堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法測(cè)定［4］，NH3-N 采用納氏試劑分光光度法測(cè)定［5］，TP 采用鉬酸銨分光光度法測(cè)定［6］。

3 水質(zhì)分析及評(píng)價(jià)

本文水質(zhì)依據(jù)國(guó)家地表水GB 3838—2002 進(jìn)行評(píng)價(jià)。由于所評(píng)價(jià)水質(zhì)用途多樣，基本水質(zhì)因子按GB 3838—2002 中V 類水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)方法分為2 種：

一種是最為常見(jiàn)的單因子水質(zhì)評(píng)價(jià)法，該評(píng)價(jià)方法能準(zhǔn)確描述水質(zhì)因子各類參數(shù)的超標(biāo)程度，采用公式為：

式中，ρi為第i 種污染物實(shí)測(cè)濃度；Si為第i 種污染物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

另一種是內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)，該指數(shù)能綜合反映某個(gè)水域的污染程度，采用公式為：

36 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果及用單因子指數(shù)法計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)（I 值）和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)（PI 值）見(jiàn)表1。

表1 河道排污口截污前后水質(zhì)主要污染物的單因子指數(shù)及內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)

4 結(jié)果與分析

4.1 COD

COD 是反映水體中有機(jī)污染物的綜合指標(biāo)，截污前，36 個(gè)采樣點(diǎn)COD 超標(biāo)率達(dá)86%，從表1 可以看出，點(diǎn)位11，17，25，33 的COD 濃度值較高，均超過(guò)地表水V 類標(biāo)準(zhǔn)的10 倍以上，點(diǎn)位17 更是超過(guò)了地表水V 類標(biāo)準(zhǔn)的130 倍。究其原因主要是該處排放口存在一家養(yǎng)殖場(chǎng)，該場(chǎng)的廢水均通過(guò)管道排放到該河道中；截污后，36 個(gè)采樣點(diǎn)COD 超標(biāo)率僅31%。即使超標(biāo)最嚴(yán)重的點(diǎn)位17，截污后COD 僅超標(biāo)了10.3 倍，截污去除率達(dá)92%以上。

4.2 TN，NH3－N，TP

截污前，36 個(gè)采樣點(diǎn)TN 超標(biāo)率92%，截污后達(dá)標(biāo)率34%；NH3－N 超標(biāo)率64%，截污后達(dá)標(biāo)率83%；TP 超標(biāo)率36%，截污后達(dá)標(biāo)率78%。從表1 可以看出，點(diǎn)位11，17 的TN，NH3－N，TP 濃度值均較高，均超過(guò)地表水V 類標(biāo)準(zhǔn)的20 倍以上。點(diǎn)位17 附近存在一家養(yǎng)殖場(chǎng)，點(diǎn)位11 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查其位于公共廁所附近，該廁所的廢水均通過(guò)管道排放到該河道中。

4.3 綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)是反映水體綜合污染水平的指標(biāo)，可以反映水體對(duì)人類健康影響的綜合水平和水體重復(fù)利用的價(jià)值。本文從河道常規(guī)污染物出發(fā)，計(jì)算得到的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)見(jiàn)表1。由表1可以看出，在所調(diào)查的36 個(gè)河道點(diǎn)位中，截污前內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)0～0.6（清潔）占比0，0.6～1.0（輕清潔）占比8.3%，1.0～2.6（輕污染）占比19.4%，2.6～5.0（中度污染）占比8.3%，大于5.0（重污染）占比64%；截污后內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)0～0.6（清潔）占比11%，0.6～1.0（輕清潔）占比36%，1.0～2.6（輕污染）占比25%，2.6～5.0（中度污染）占比14%，大于5.0（重污染）占比14%。說(shuō)明整體清潔水體比例在增高，同時(shí)處于重污染的水體比例由截污前的64%下降到截污后的14%，截污后水質(zhì)明顯改善。

4.4 截污效果分析

36 個(gè)點(diǎn)位截污前后水質(zhì)COD，TP，NH3-N，TN濃度見(jiàn)圖1。

圖1 36 個(gè)點(diǎn)位截污前后水質(zhì)COD，TP，NH3-N，TN 濃度

由圖1 可知，6 條河道的4 個(gè)水質(zhì)因子COD，TP，NH3－N，TN 在截污后效果都非常顯著。COD，TP，NH3－N，TN 最高去除率達(dá)97%，98%，99%和98%。截污后沒(méi)有外源性污染物的輸入，水質(zhì)COD，TP，NH3－N，TN 較截污前有明顯改善，其中大部分水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家地表水V 類標(biāo)準(zhǔn)。由此可見(jiàn)，通過(guò)實(shí)施截污河道工程，河道水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)。6 條河道的污染因子污染情況不同，對(duì)于COD 來(lái)說(shuō)，水質(zhì)較好的是清水河和利民河2 條河道，因?yàn)橄啾绕渌? 條河道，這2 條河道兩側(cè)部分雨污分流比較完善。有資料表明，降雨初期屋面和地面徑流雨水的COD 可達(dá)1 000 mg/L 以上［7］。從城市水環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)利用角度來(lái)看，初期雨水應(yīng)該經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后，再排入水體或加以利用。對(duì)于TP 來(lái)說(shuō)，水質(zhì)較好的是清水河、利民河和蔡莊大溝3 條河道，因?yàn)槠渌? 條河道周圍居住較多居民，由于居民生活習(xí)慣，陽(yáng)臺(tái)落水多為洗滌污水，其中有含磷物質(zhì)，此類污水直接通過(guò)雨水管網(wǎng)排入河道內(nèi)。對(duì)于TN 和NH3－N 來(lái)說(shuō)，水質(zhì)較好的是清水河、利民河、西民便河和蔡莊大溝4 條河道，而其他2 條河道面源污染比較嚴(yán)重，主要是受城市外圍地區(qū)的農(nóng)業(yè)施肥和農(nóng)村地區(qū)家禽、畜牧業(yè)的影響，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，施用各種氮磷肥，而氮磷肥很大一部分通過(guò)地面徑流進(jìn)入河道，造成河道水體富營(yíng)養(yǎng)化，家禽、畜牧業(yè)的無(wú)組織排放現(xiàn)象也比較突出。

5 結(jié)論及建議

宿遷市城區(qū)6條河道水質(zhì)截污前污染較嚴(yán)重，現(xiàn)狀水質(zhì)COD，TN，NH3－N 和TP 分別超過(guò)地表水V類水質(zhì)的86%，92%，64%和36%，水質(zhì)重度污染水平的比例達(dá)到64%，水質(zhì)堪憂。截污工程實(shí)施后，水質(zhì)有了明顯的改善，輕污染及清潔水體比例增加到了72%，6 條河流的水質(zhì)大部分能到達(dá)V 類或者優(yōu)于V 類水質(zhì)。COD，TN，NH3－N 和TP 達(dá)標(biāo)率69%，34%，83%和78%，截污效果明顯。在對(duì)各河道水質(zhì)分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，河道的主要污染物程度有差異，雨污分流較好的清水河和利民河COD 濃度較其他河道好，而十支溝和為民河由于河道兩側(cè)居民較少，又不處在城市外圍面源污染及養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá)區(qū)，TP，TN 和NH3－N 含量均較低。綜上所述，必須多措并舉，從管理、投入、法律、技術(shù)等各個(gè)層面因地制宜地對(duì)宿遷城區(qū)河道進(jìn)行治理，才能從根本上改善河道水質(zhì)。