汾河干流中下游河段水質(zhì)監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)

賈曉宇，喬怡娜，楊孟科(山西省水產(chǎn)科學(xué)研究所，山西 太原 030006)

0 引言

汾河是山西的母親河，也是省內(nèi)的第一大河流，黃河的第二大支流，全長(zhǎng)716 km，流經(jīng)6個(gè)地級(jí)市40個(gè)縣，流域面積近40000km2[1]。由于汾河跨越區(qū)域廣，涉及人口多，且汾河流域礦產(chǎn)資源豐富，因此對(duì)全省的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展起到了重要作用。然而一個(gè)時(shí)期以來(lái)，由于流域內(nèi)礦產(chǎn)過(guò)度開發(fā)，生態(tài)遭到極大破壞，汾河中下游河段水質(zhì)受到嚴(yán)重污染，對(duì)汾河流域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成巨大影響。本研究以汾河干流中下游河段水質(zhì)為研究對(duì)象，采用單因子指數(shù)評(píng)價(jià)法，通過(guò)每季度一次，為期一年的持續(xù)監(jiān)測(cè)，掌握汾河流域的水環(huán)境狀況，以期為汾河環(huán)境治理與修復(fù)提供參考依據(jù)。

1 監(jiān)測(cè)概況

1.1 監(jiān)測(cè)范圍及斷面的布設(shè)

樣品采集監(jiān)測(cè)在汾河中下游河段。其中，中游段自蘭村至洪洞縣石灘，河長(zhǎng)267km；下游段自洪洞石灘至入黃口，河長(zhǎng)232km。

汾河中下游共設(shè)置了12個(gè)監(jiān)測(cè)斷面。其中，中游河段選取太原市中北大學(xué)(S01)、清徐縣東木莊(S02)、文水縣王家堡(S03)、平遙縣汾河三壩(S04)、介休市小宋曲(S05)及靈石縣劉家莊(S06)等6個(gè)斷面；下游河段選取洪洞縣北營(yíng)(S07)、襄汾縣柴莊(S08)、新絳縣新絳汾河橋(S09)、稷山縣稷山汾河橋(S10)、河津市河津汾河橋(S11)及萬(wàn)榮縣廟前(S12)等6個(gè)斷面。

1.2 監(jiān)測(cè)指標(biāo)、采樣頻次及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，選取溶解氧、氨氮、總磷和高錳酸鹽指數(shù)等4項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)作為主要污染物指標(biāo)。根據(jù)《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》，分別對(duì)水樣進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采集以及實(shí)驗(yàn)室分析檢測(cè)。其中溶解氧和氨氮分別采用便攜式溶解氧儀和奧克丹分析儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，總磷和高錳酸鹽指數(shù)用采水器收集好后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析。

每個(gè)斷面共監(jiān)測(cè)4次，時(shí)間段分別為：初春(2019年3月16日—3月19日)、初夏(2019年6月10日—6月18日)、初秋(2019年8月27日—9月5日)、秋末(2019年10月22日—11月7日)。

2 監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

汾河中下游各監(jiān)測(cè)斷面的溶解氧含量較高，年均值在6.06～11.51mg/L之間(圖1(A))。從季節(jié)性變化來(lái)看，初春季節(jié)由于水溫最低，而溶解氧的含量最高，在8.90～20mg/L；初夏季節(jié)的溶解氧含量最低，在3.96～10.70mg/L；初秋和秋末的溶解氧含量較高，在4.47～11.70mg/L和5.34～12.30mg/L兩個(gè)范圍值之間。

從氨氮的監(jiān)測(cè)情況來(lái)看(圖1(B))，汾河中下游河段氨氮含量較高，各監(jiān)測(cè)斷面的年均值在0.94～6.42mg/L之間。從季節(jié)性變化來(lái)看，初春季節(jié)的氨氮最高，斷面均值達(dá)到6.73mg/L，變化幅度在0.34～20.17mg/L之間；初夏、初秋和秋末的氨氮水平也較高，斷面均值分別達(dá)到4.31mg/L、2.28mg/L和3.73mg/L，變化幅度分別為1.51～7.53mg/L、0.29～6.02mg/L和1.22～8.04 mg/L。

從總磷的監(jiān)測(cè)情況來(lái)看(圖1(C))，汾河中下游河段各監(jiān)測(cè)斷面的總磷年均值在0.05～2.01mg/L之間。從季節(jié)性變化來(lái)看，初秋時(shí)節(jié)的總磷含量最高，斷面均值達(dá)到1.83mg/L，其次分別為秋末0.99mg/L、初春0.95mg/L和初夏0.74mg/L。

高錳酸鹽指數(shù)是反映水體中有機(jī)和無(wú)機(jī)可氧化物質(zhì)污染的常用指標(biāo)。從高錳酸鹽指數(shù)的監(jiān)測(cè)情況來(lái)看(圖1(D))，汾河中下游河段各監(jiān)測(cè)斷面的高錳酸鹽指數(shù)年均值在3.65～11.52mg/L之間。從季節(jié)性變化來(lái)看，初春時(shí)節(jié)的錳酸鹽指數(shù)含量最高，斷面均值達(dá)到9.43mg/L，其次分別為初夏8.39mg/L、初秋8.15mg/L和秋末7.38mg/L。

圖1 2019年汾河各監(jiān)測(cè)斷面不同監(jiān)測(cè)指標(biāo)隨季節(jié)變化情況

3 單因子指數(shù)評(píng)價(jià)

采用單因子指數(shù)評(píng)價(jià)法，將每個(gè)斷面的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目在不同時(shí)段的算術(shù)平均值與該項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，確定其水質(zhì)類別[2]。

3.1 溶解氧

溶解氧的濃度的高低能夠有效反映有機(jī)質(zhì)分解和水生生物的生存狀況。一般情況下，溶解氧的高低與水溫高低成反比，比如，萬(wàn)家寨、磧口和沙窩渡口斷面在夏季的溶解氧比秋季的溶解氧要低。但是龍門橋斷面則不同，這可能是黃河水從晉陜大峽谷出來(lái)，形成極大的漩渦，氣體的溶解速率大增，導(dǎo)致夏季的溶解氧有時(shí)比秋季的溶解氧還要大。

3.2 氨氮

河流中的氨氮主要來(lái)源于工業(yè)廢水、生活污水的排放，以及河流底泥中含氮有機(jī)質(zhì)的分解。根據(jù)GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，12個(gè)斷面的氨氮監(jiān)測(cè)中，1個(gè)斷面低于1mg/L，為III類水質(zhì)；1個(gè)斷面低于1.5mg/L，為IV水質(zhì)；1個(gè)斷面低于2mg/L，為V類水質(zhì)；其余9個(gè)斷面的氨氮年均值均超過(guò)2mg/L，屬于劣V類水質(zhì)，占比達(dá)到75%。說(shuō)明汾河中下游河段水體的氨氮污染較重。

3.3 總磷

根據(jù)GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，12個(gè)監(jiān)測(cè)斷面中，除了太原中北大學(xué)斷面低于0.1mg/L、屬II類水質(zhì)外，其余

11個(gè)斷面的總磷年均值均超過(guò)0.4mg/L，屬劣V類水質(zhì)，超標(biāo)率達(dá)91.7%，說(shuō)明汾河中下游河段水體的總磷污染最重。

3.4 高錳酸鹽指數(shù)

根據(jù)GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，12個(gè)斷面的高錳酸鹽指數(shù)監(jiān)測(cè)中，1個(gè)斷面II類水質(zhì)，占比為8.3%；1個(gè)斷面為V類水質(zhì)，占比為8.3%；其余10個(gè)斷面為IV類水質(zhì)，占比達(dá)83.3%。說(shuō)明汾河中下游河段水體的有機(jī)污染比較嚴(yán)重。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)汾河干流中下游各斷面水樣隨季節(jié)變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，并對(duì)主要污染物指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，綜合分析結(jié)果顯示氨氮、總磷和高錳酸鹽指數(shù)超標(biāo)嚴(yán)重，除太原中北大學(xué)段水質(zhì)較好外，其他斷面水質(zhì)總體情況較差，多數(shù)為IV類或V類水質(zhì)。因此要從汾河全流域生態(tài)環(huán)境建設(shè)出發(fā)，提高人民環(huán)保意識(shí)，強(qiáng)化企業(yè)環(huán)保責(zé)任感，嚴(yán)格控制汾河流域養(yǎng)殖場(chǎng)及化肥、焦化等企業(yè)的污染物排放，加大對(duì)污染排放的行政執(zhí)法和處罰力度，全力改善汾河流域生態(tài)環(huán)境，讓母親河為全省的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展發(fā)揮更大作用。