粵港澳大灣區(qū)河流水質(zhì)變化趨勢分析

文_繩秋月 廣東灃和水生態(tài)科技有限公司

1 資料與方法

1.1 粵港澳大灣區(qū)概況

粵港澳大灣區(qū)位于我國東南沿海，地勢上北高南低，東部、西部和北部是丘陵山地，南部和中部則是平原，形成了一面臨海、三面環(huán)山的地形地貌。該區(qū)域?qū)儆趤啛釒ШＱ蠹撅L(fēng)氣候，年均降水量為1720mm；區(qū)域內(nèi)密布河網(wǎng)水系，密度達(dá)到0.83km/km2。河網(wǎng)密集、降水充沛，因此水資源豐富，但伴隨著工業(yè)化和城市化發(fā)展，人們在生產(chǎn)、生活中產(chǎn)生大量垃圾和廢物，造成了水體污染。

1.2 數(shù)據(jù)資料來源

本研究數(shù)據(jù)資料，來源于國家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫、廣東省生態(tài)環(huán)境廳、粵港澳大灣區(qū)各市的生態(tài)環(huán)境官方網(wǎng)站，詳細(xì)記錄了各個監(jiān)測斷面的水質(zhì)信息。我們選擇蓮花山、蕉門、珠海大橋、蒼山渡口4個監(jiān)測斷面，水質(zhì)監(jiān)測頻率為每月1次。在眾多監(jiān)測指標(biāo)中，將長期未檢出或滿足Ⅰ類水質(zhì)要求的監(jiān)測項目排除，最終確定5個常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)（BOD5、NH3-N、COD、TP、TN）和6種重金屬指標(biāo)（Hg、Pb、Cu、Zn、Cr6+、Cd），監(jiān)測起止時間為2015～2019年。

1.3 研究方法

1.3.1 污染指數(shù)法

該方法比較常用，評價指標(biāo)包括水體中的有機污染物和無機污染物。

第一，單因子指數(shù)法是對水質(zhì)的實測數(shù)據(jù)和評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，選擇水質(zhì)最差的類別為評價結(jié)果，計算方法見式（1）：式中 -評價因子的污染指數(shù)， -評價因子的實測值， -評價因子的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值。依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，對越小越優(yōu)的指標(biāo)，≤1說明符合標(biāo)準(zhǔn)；對越大越優(yōu)的指標(biāo)，≥1說明符合標(biāo)準(zhǔn)。

第二，綜合污染指數(shù)法是將所有的污染因子均考慮在內(nèi)，計算方法見式（2）：

式中 -內(nèi)梅羅指數(shù)， -評價因子中污染指數(shù)的最大值，-單因子污染指數(shù)的平均值。＞1說明水質(zhì)差，≤1說明水質(zhì)優(yōu)良。

1.3.2 季節(jié)性Kendall檢驗

該方法是將歷史年度中相同月份的水質(zhì)資料進(jìn)行比較，可避免河流徑流量隨著季節(jié)變化，而對水質(zhì)檢測值產(chǎn)生干擾。實際計算時，對比前一年、后一年相同月份的水質(zhì)污染物濃度值，如果后者高于前者記為+1，后者小于前者記為-1，兩者相等記為0。當(dāng)+1的次數(shù)多于-1，說明污染物濃度有增高趨勢；當(dāng)-1的次數(shù)多于+1，說明污染物濃度有降低趨勢；兩者次數(shù)相等，則說明污染物濃度沒有明顯的變化。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因子污染程度

參考《廣東省水環(huán)境功能區(qū)劃》中的水質(zhì)控制目標(biāo)，可知蓮花山、蕉門、珠海大橋、蒼山渡口4個監(jiān)測斷面的水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)分別是Ⅳ類、Ⅲ類、Ⅲ類、Ⅲ類?；诖?，結(jié)合實測結(jié)果，即可得到單因子污染指數(shù)。

2.1.1 氮磷污染

圖1中藍(lán)線代表NH3-N，紅線代表TN，綠線代表TP，虛線代表控制標(biāo)準(zhǔn)。氮磷營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入水體，會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。分析可知，2015～2019年間，4個監(jiān)測斷面的TN超標(biāo)最嚴(yán)重，除2015年珠海大橋監(jiān)測點符合控制標(biāo)準(zhǔn)外，其他年份的各個監(jiān)測點均超過控制標(biāo)準(zhǔn)，指數(shù)在1.5～2.5之間。而NH3-N和TP均在控制標(biāo)準(zhǔn)線以下，說明這兩種污染比較輕。

2.1.2 有機污染

圖2中紅線代表BOD5，綠線代表COD，虛線代表控制標(biāo)準(zhǔn)。有機污染主要來源于城市污水和工業(yè)廢水，它們在氧化分解過程中，會消耗大量的氧氣，導(dǎo)致水體溶解氧含量降低，繼而變黑發(fā)臭。分析可知，2015～2019年間，4個監(jiān)測斷面的BOD5和COD均在控制標(biāo)準(zhǔn)線以下，指數(shù)在0.1～0.7之間，且總體呈下降趨勢。

圖2 有機污染的單因子污染指數(shù)

2.1.3 重金屬污染

圖3中紅線代表Hg，綠線代表Cr6+，紫線代表Cu，深紅代表Pb，黃線代表Zn，藍(lán)線代表Cd，虛線代表控制標(biāo)準(zhǔn)。重金屬污染主要來源于工業(yè)生產(chǎn)排出的廢水，會破壞水體生態(tài)環(huán)境，造成水生物死亡。分析可知，2015～2019年間，4個監(jiān)測斷面的重金屬指標(biāo)均在控制標(biāo)準(zhǔn)線以下，指數(shù)在0～0.4之間，除Hg以外其余指標(biāo)均比較穩(wěn)定。

圖3 重金屬污染的單因子污染指數(shù)

2.2 綜合污染程度

以內(nèi)梅羅指數(shù)劃分水體的污染程度等級，＜1代表清潔，1～2之間代表輕度污染，2～3之間代表重度污染，3～5之間代表重度污染，＞5代表嚴(yán)重污染。結(jié)果顯示，2015～2019年間，蓮花山、蕉門、蒼山渡口3個監(jiān)測點的內(nèi)梅羅指數(shù)在1.5～2.0之間，屬于輕度污染狀態(tài)，整體比較穩(wěn)定；而珠海大橋監(jiān)測點2015年是清潔狀態(tài)，2016～2019年為輕度污染，且呈現(xiàn)出加重趨勢。

2.3 主要污染物的濃度變化

采用季節(jié)性Kendall檢驗法，對2015～2019年間的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，蓮花山監(jiān)測點的NH3-N和BOD5濃度下降，COD濃度升高；蕉門監(jiān)測點的BOD5濃度下降，TP和COD濃度升高；珠海大橋監(jiān)測點的NH3-N、BOD5和COD濃度下降，TN濃度升高；蒼山渡口監(jiān)測點的NH3-N濃度下降?？傮w上，NH3-N、BOD5和COD的濃度下降或呈穩(wěn)定趨勢，而TP和TN的濃度呈增高趨勢。

3 結(jié)語

粵港澳大灣區(qū)經(jīng)濟發(fā)展過程中，河流水質(zhì)改善和生態(tài)保護(hù)工作至關(guān)重要。通過分析可知，2015～2019年間大灣區(qū)水體中的TP和TN濃度呈增高趨勢，是造成水體污染的主要原因，而其他指標(biāo)降低或趨于穩(wěn)定。對此，必須結(jié)合實際情況，加強水質(zhì)監(jiān)測，制定科學(xué)可行的污染治理方案，切實改善水質(zhì)，獲得良好的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。