倒水河紅安段污染物時(shí)空變化特征及水質(zhì)評(píng)價(jià)

胡莉 何文杰 董明君 陳昱霖

摘要?為了解倒水河紅安段水質(zhì)污染情況，以倒水河紅安段為研究對(duì)象，通過(guò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)，結(jié)合綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)法，分析倒水河紅安段水質(zhì)時(shí)空變化特征及水質(zhì)污染情況。主要的研究結(jié)果如下：倒水河紅安段流域水體中COD、NH3-N、TP的濃度分別為5.92～24.56、0.06～3.52、0.00～0.99 mg/L，枯水期超標(biāo)現(xiàn)象最嚴(yán)重，多出現(xiàn)在中下游的城關(guān)鎮(zhèn)、高橋鎮(zhèn)和八里灣鎮(zhèn)。對(duì)倒水河紅安段干流上的13個(gè)監(jiān)測(cè)斷面進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)倒水河紅安段在枯、豐、平3個(gè)水期均存在不同程度的超標(biāo)情況，其中以枯水期水質(zhì)最差，豐水期和平水期較好。

關(guān)鍵詞?倒水河;紅安縣;時(shí)空變化;水質(zhì)評(píng)價(jià);綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)

中圖分類(lèi)號(hào)?X824?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A

文章編號(hào)?0517-6611（2021）01-0070-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.01.018

Abstract?In order to understand the water quality pollution situation of Daoshui River in Hongan County，this paper took Daoshui River in Hongan County as the research object，through water quality monitoring，combined with the comprehensive pollution index evaluation method，analyzed the temporal and spatial change characteristics of water quality and the status of water quality pollution in Daoshui River in Hongan County.The main research results were as follows：the concentration range of COD，NH3-N and TP in Daoshui Rivers basin in Hongan County was 5.92-24.56，0.06-3.52 and 0.00-0.99 mg/L，respectively.The phenomenon of exceeding the standard was the most serious in the low water period，and most of it occurred in Chengguan Town，Gaoqiao Town and Baliwan Town in the middle and lower reaches.The water quality of 13 monitoring sections on the main stream of Daoshui River in Hongan County was evaluated.It was found that the water quality of Daoshui River in Hongan County exceeded the standard in different degrees in dry，wet and normal periods，among which the water quality was the worst in dry period，and better in wet and normal periods.

Key words?Daoshui River;Hongan County;Spatiotemporal variation;Water quality assessment;Comprehensive pullution index evaluation

倒水河起源于大別山南麓，全長(zhǎng)163.3 km，流域面積1 793 km2。倒水河紅安段自北向南流動(dòng)，北從七里坪鎮(zhèn)入境，南至太平橋鎮(zhèn)出境，全長(zhǎng)102.8 km，流域面積1 163.83 km2，占全流域面積的65%。倒水河是紅安縣的母親河，備用水源地，同時(shí)兼具工農(nóng)業(yè)用水、城市泄洪、服務(wù)周邊居民活動(dòng)需求等重要功能。倒水河是長(zhǎng)江流域的重要支流之一，紅安段設(shè)有1個(gè)國(guó)控水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面[5]，為馮集斷面，水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)為Ⅲ類(lèi)。以倒水河紅安段為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)倒水河紅安段流域水質(zhì)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，明確其水質(zhì)時(shí)空變化特征，從而為倒水河紅安段污染治理提供科學(xué)依據(jù)，在長(zhǎng)江大保護(hù)戰(zhàn)略背景下，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義[1-4]。

1?監(jiān)測(cè)斷面布置與水樣采集

倒水河紅安段流域涉及七里坪鎮(zhèn)、杏花鄉(xiāng)、華家河鎮(zhèn)、上新集鎮(zhèn)、城關(guān)鎮(zhèn)、二城鎮(zhèn)、高橋鎮(zhèn)、永佳河鎮(zhèn)、八里灣鎮(zhèn)、覓兒寺鎮(zhèn)和太平橋鎮(zhèn)共11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，主要污染源為城鎮(zhèn)生活污水、養(yǎng)殖廢水和農(nóng)業(yè)面源污染等。依據(jù)《地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》，考慮出入境斷面、鄉(xiāng)鎮(zhèn)交界斷面、水文變化斷面等因素，對(duì)倒水河紅安段共計(jì)設(shè)置13個(gè)監(jiān)測(cè)斷面[5]，監(jiān)測(cè)斷面名稱(chēng)及編號(hào)見(jiàn)表1，空間布置見(jiàn)圖1。

根據(jù)該流域污染源特征，選擇COD、NH3-N、TP為特征污染因子進(jìn)行水質(zhì)分析。倒水河屬于季節(jié)性河流，每年4—5月、10—11月為平水期，6—9月為豐水期，12月—翌年3月為枯水期。選取2018年3、6、11月監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)平均值為枯水期、豐水期、平水期的代表數(shù)據(jù)。每月取樣3次，采用重鉻酸鹽法（GB 11914—89）測(cè)定COD，采用納氏試劑光度法（HJ 535—2009）測(cè)定NH3-N，采用鉬酸銨分光光度法（GB 11893—89）測(cè)定TP。

2?污染物時(shí)空變化特征

2.1?COD時(shí)空變化特征?2018年倒水河紅安段COD時(shí)空變化見(jiàn)圖2。

從空間變化上看，枯、豐、平3個(gè)水期的COD濃度均呈現(xiàn)波浪形變化?？菟冢珻OD濃度為5.92～20.20 mg/L，最低值出現(xiàn)在古峰嶺（七里坪鎮(zhèn)），最高值出現(xiàn)在沙河（永佳河鎮(zhèn)）;豐水期，COD濃度為9.17～24.56 mg/L，最低值出現(xiàn)在李忠?。ǔ顷P(guān)鎮(zhèn)），最高值出現(xiàn)在馮集（新洲）;平水期，COD濃度為6.64～19.26 mg/L，最低值出現(xiàn)在周八家（七里坪鎮(zhèn)），最高值出現(xiàn)在古峰嶺（七里坪鎮(zhèn)）。倒水河紅安段流域上游COD以平水期最高，中下游均以豐水期最高。

從時(shí)間變化上看，大部分監(jiān)測(cè)斷面的COD濃度在3個(gè)水期差別較大。其中上游的古峰嶺（七里坪鎮(zhèn)）、李忠?。ǔ顷P(guān)鎮(zhèn)）、白畈（杏花鄉(xiāng)）3個(gè)斷面濃度在平水期最高;中下游的楊守發(fā)農(nóng)灌渠、八里水廠（八里灣鎮(zhèn)）、張家灣（八里灣鎮(zhèn)）、馮集（新洲）4個(gè)斷面濃度在豐水期最高;周八家（七里坪鎮(zhèn)）、五橋（城關(guān)鎮(zhèn)）、胡家河（城關(guān)鎮(zhèn)）、吳榮畈（城關(guān)鎮(zhèn)）、沙河（永佳河鎮(zhèn)）、依河支流（太平橋鎮(zhèn)）6個(gè)斷面濃度在3個(gè)水期差別并不大。

從全年平均值來(lái)看，倒水河紅安段COD濃度中游最高，上游和下游略低。

2.2?NH3-N時(shí)空變化特征?2018年倒水河紅安段NH3-N時(shí)空變化見(jiàn)圖3。從空間變化上看，倒水河紅安段NH3-N濃度在枯、豐、平3個(gè)水期均呈現(xiàn)波浪形變化。枯水期，NH3-N濃度為0.10～3.52 mg/L，最低值出現(xiàn)在周八家（七里坪鎮(zhèn)），最高值出現(xiàn)在楊守發(fā)農(nóng)灌渠;豐水期，NH3-N濃度為0.11～1.59 mg/L，最低值出現(xiàn)在周八家（七里坪鎮(zhèn)），最高值出現(xiàn)在楊守發(fā)農(nóng)灌渠;平水期，NH3-N濃度為0.06～1.55 mg/L，最低值出現(xiàn)在周八家（七里坪鎮(zhèn)），最高值出現(xiàn)在八里水廠（八里灣鎮(zhèn)）。倒水河紅安段流域在枯水期的NH3-N濃度高于豐水期、平水期。

從時(shí)間變化上看，倒水河紅安段上游NH3-N濃度在3個(gè)水期變化不大，中下游變化較大。其中周八家（七里坪鎮(zhèn)）、古峰嶺（七里坪鎮(zhèn)）、李忠?。ǔ顷P(guān)鎮(zhèn)）、白畈（杏花鄉(xiāng)）、五橋（城關(guān)鎮(zhèn)）、胡家河（城關(guān)鎮(zhèn)）、依河支流（太平橋鎮(zhèn)）7個(gè)斷面變化不大，其他斷面濃度在枯水期最高。

從全年平均值來(lái)看，倒水河紅安段NH3-N濃度大致呈現(xiàn)中游高，上游和下游低的變化趨勢(shì)。

2.3?TP時(shí)空變化特征?2018年倒水河紅安段TP時(shí)空變化見(jiàn)圖4。從空間變化上看，倒水河紅安段TP濃度在枯、豐、平3個(gè)水期均呈現(xiàn)波浪形變化?？菟冢琓P濃度為0.03～0.99 mg/L，最低值出現(xiàn)在古峰嶺（七里坪鎮(zhèn)），最高值出現(xiàn)在楊守發(fā)農(nóng)灌渠;豐水期，TP濃度為0.03～0.18 mg/L，最低值出現(xiàn)在古峰嶺（七里坪鎮(zhèn)），最高值出現(xiàn)在胡家河（城關(guān)鎮(zhèn)）;平水期，TP濃度為0.00～0.19 mg/L，最低值出現(xiàn)在周八家（七里坪鎮(zhèn)），最高值出現(xiàn)在張家灣（八里灣鎮(zhèn)）。

從時(shí)間變化上看，大部分監(jiān)測(cè)斷面TP濃度在3個(gè)水期變化都不大，只有個(gè)別斷面變化較大，其中楊守發(fā)農(nóng)灌渠TP濃度在枯水期最高。

從全年平均值來(lái)看，倒水河紅安段TP濃度呈現(xiàn)中游高，上游和下游低的變化趨勢(shì)。

3?倒水河紅安段水質(zhì)評(píng)價(jià)

3.1?水質(zhì)評(píng)價(jià)

河流水質(zhì)評(píng)價(jià)方法及其結(jié)果的科學(xué)合理性一直是環(huán)境管理的熱點(diǎn)問(wèn)題，其中綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)法能清晰反映具體污染指標(biāo)的污染分指數(shù)，水質(zhì)污染程度以及水質(zhì)污染總的變化趨勢(shì)[6-10]。綜合倒水河紅安段的特點(diǎn)，選取綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)方法對(duì)倒水河紅安段的水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。選擇倒水河紅安段2018年豐、平、枯3個(gè)水期水質(zhì)，對(duì)倒水河紅安段干流13個(gè)監(jiān)測(cè)斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，以便能明確直觀得出各斷面水質(zhì)污染程度。

綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法是根據(jù)污染指數(shù)判斷水體污染程度及主要污染物，具體計(jì)算公式如下：

式中，Pi為某污染物的污染分指數(shù);Ci為某污染物的實(shí)測(cè)濃度（mg/L）;C0為某污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（mg/L）;

m為參評(píng)水質(zhì)指標(biāo)的項(xiàng)數(shù);P為綜合指數(shù)。

詳細(xì)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

2018年倒水河紅安段流域水質(zhì)綜合污染指數(shù)見(jiàn)圖5。根據(jù)綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示：枯水期，13個(gè)監(jiān)測(cè)斷面中，水質(zhì)級(jí)別為較好的有3個(gè)，輕度污染有3個(gè)，中度污染有2個(gè)，重污染有4個(gè)，嚴(yán)重污染有1個(gè);豐水期，水質(zhì)級(jí)別為較好的有4個(gè)，輕度污染有5個(gè)，中度污染有1個(gè)，重污染有3個(gè);平水期，水質(zhì)級(jí)別為好的有1個(gè)，輕度污染有7個(gè)，中度污染有5個(gè)。由此表明倒水河紅安段枯水期水質(zhì)污染情況較嚴(yán)重，豐水期、平水期水質(zhì)污染情況較好。

3.2?污染源分析?倒水河紅安段流域污染來(lái)源主要包括城鎮(zhèn)生活污染、農(nóng)業(yè)種植、畜禽養(yǎng)殖、農(nóng)村生活、企業(yè)排放、河面沉降。其中COD的主要污染來(lái)源為城鎮(zhèn)生活、畜禽養(yǎng)殖和農(nóng)村生活;NH3-N主要來(lái)源為城鎮(zhèn)生活和畜禽養(yǎng)殖;TP主要來(lái)源為畜禽養(yǎng)殖。流域范圍內(nèi)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)對(duì)倒水河紅安段COD、NH3-N貢獻(xiàn)較大的主要為城關(guān)鎮(zhèn)、七里坪鎮(zhèn)和高橋鎮(zhèn);對(duì)TP貢獻(xiàn)較大的主要為城關(guān)鎮(zhèn)、八里灣鎮(zhèn)和高橋鎮(zhèn)。因城關(guān)鎮(zhèn)為紅安縣的縣城區(qū)，發(fā)展最快，人口相對(duì)集中，而高橋鎮(zhèn)和八里灣鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖普遍存在，故各污染物指標(biāo)在倒水河紅安段中下游均出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象，主要出現(xiàn)在城關(guān)鎮(zhèn)、高橋鎮(zhèn)和八里灣鎮(zhèn)。

4?結(jié)論與建議

以倒水河紅安段流域?yàn)檠芯繉?duì)象，通過(guò)對(duì)倒水河紅安段流域水質(zhì)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，明確倒水河紅安段流域COD、NH3-N、TP等水質(zhì)參數(shù)的時(shí)空變化特征及水質(zhì)狀況，主要結(jié)論如下：①倒水河紅安段流域水體中COD、NH3-N、TP濃度分別為5.92～24.56、0.06～3.52、0.00～0.99 mg/L，流域水體中COD、NH3-N、TP等指標(biāo)均有一定超標(biāo)，其中在枯水期最為嚴(yán)重，并且多出現(xiàn)在中下游。

②對(duì)倒水河紅安段干流上的13個(gè)監(jiān)測(cè)斷面進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)，倒水河紅安段在枯、豐、平3個(gè)水期均存在不同程度的超標(biāo)情況，其中以枯水期水質(zhì)最差，豐水期次之，平水期最好。

結(jié)合倒水河紅安段流域的水質(zhì)污染狀況與紅安縣的實(shí)際情況，對(duì)治理與改善倒水河紅安段水質(zhì)提出以下幾點(diǎn)建議：①完善城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)規(guī)劃，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)城鎮(zhèn)生活污水的處理。②對(duì)于農(nóng)村生活污水以及畜禽養(yǎng)殖廢水也應(yīng)采取一定的治理措施，就農(nóng)村實(shí)際情況而言，可采用人工濕地污水處理技術(shù)。

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