長江南京段六大飲用水水源地水質變化及原因

沈 樂

(江蘇省水文水資源勘測局南京分局,江蘇南京 210008)

長江是南京市的主要供水水源地。長江南京段位處長江中下游,北岸約101km,南岸約99km。分布在長江南京段的六大水廠(城南水廠、北河口水廠、遠古水業、上元門水廠、浦口水廠、城北水廠),其供水量占南京市城區及郊區集中式供水總量的80%[1],上述六大水廠取水水源地目前已被列入江蘇省集中式飲用水水源地。隨著社會經濟的高速發展,長江南京段及其上游沿線已逐漸轉變為諸多企業的排污受納水體[2],飲用水水源地周邊均存在威脅水源地水質安全的污染源[3-5];長江南京段水廠取水口、排污口犬牙交錯[6-7],這勢必會影響南京市的供水安全。筆者闡述了南京市城區六大水廠供水水源地水質現狀、近年來水質變化趨勢和相關污染因子及其對水質評價的影響,并分析飲用水水源地污染原因,旨在為南京市集中式飲用水水源地的管理提供借鑒。

1 概 況

南京六大水廠飲用水水源地具體分布和所屬水功能區情況見表1。其中城南水廠和北河口水廠從長江支流夾江段取水,浦口水廠、遠古水業、上元門水廠、城北水廠從長江干流取水[1]。

表1 六大水廠飲用水源地相關情況

城南水廠服務范圍:以雨花區、秦淮區為主,以及白下區和玄武區的部分地區,東至江寧區東山鎮。北河口水廠供水服務面積占南京主城區的55%[1]。上元門水廠服務范圍:以城北工業區為主,東至中山門,南通湖南路,西達下關寶塔橋,北至和燕路長營村,年供水量占市區的28.8%。城北水廠服務范圍:南京經濟技術開發區及新生圩外貿港區、亞東開發區、馬群工業區等繞城公路以東部分區域,城東北地區。遠古水業服務范圍:南達沿江鎮,北到大廠區八村,西通盤城鎮、永豐鄉,年供水量占江北供水區32.69%,占市區的1.90%。浦口水廠服務范圍:東通南京毛紡廠,西至石佛寺,北達浦泗路立交橋,南到江邊車站、碼頭,年供水量占江北供水區的67.31%,占市區的3.91%。

2 分析與評價方法

2004—2009年間江蘇省水環境監測中心對以長江南京段為水源地的六大水廠取水斷面水質進行了監測,監測頻次如下:2004年每兩個月監測1次,2005—2007年每月監測1次,2008—2009年每旬監測1次。根據南京市地表水污染特性,按照《水和廢水監測分析方法》[8],對氨氮、高錳酸鹽指數、總磷、化學需氧量等共22項指標進行監測。

根據國家質量監督總局與國家環保總局聯合發布的GB3838—2002《地表水環境質量標準》[9]對水體水質監測結果進行評價。

3 評價結果分析

3.1 水質變化趨勢分析

六大水廠飲用水水源地2004年1月—2009年12月水質類別隨時間呈現逐漸降低的趨勢,其所設斷面水質類別變化趨勢詳見圖1。主要超標因子為總磷。

圖1 六大水廠飲用水水源地水質變化趨勢

設有城南水廠和北河口水廠取水口的長江南京夾江飲用水水源、漁業用水區(右岸)2004年1月—2007年12月期間水質類別主要集中在Ⅱ～Ⅲ類,2009年以來水質有所惡化。從圖1(a)、(b)中可知,2005年6月以前,長江南京夾江飲用水水源、漁業用水區(右岸)水質類別主要以Ⅱ類為主,即滿足水功能區2010年水質目標;2005年下半年以后,水質類別開始呈下降走勢,Ⅱ類水測次減少,Ⅲ類水測次增多;2008年以后Ⅳ類水測次增多。

浦口水廠取水口所在的長江南京浦口飲用水、漁業用水區(左岸)自2006年8月以來水質類別呈下降趨勢,2004年1月至2007年12月,水質類別主要集中在Ⅱ～Ⅲ類,2008年以來Ⅳ類、Ⅴ類水測次增多,詳見圖1(c)。

長江南京上元門燕子磯飲用水水源、漁業用水區(右岸)設置了上元門水廠和城北水廠兩個取水口。從圖1(d)、(e)可知,上元門水廠斷面水質明顯劣于城北水廠斷面;2008年以前上元門水廠斷面水質以Ⅲ類為主,城北水廠斷面水質以Ⅱ類為主;2008年以來上元門水廠斷面水質均保持在Ⅲ～Ⅴ類之間,城北水廠斷面水質以Ⅲ～Ⅳ類為主。

設置了遠古水業取水口的長江南京大廠工業、漁業用水區(左岸)2004年1月至2007年12月期間水質類別主要集中在Ⅱ～Ⅲ類;2006年8月以來水質類別呈下降趨勢;2008年以來Ⅳ類水測次增多。詳見圖1(f)。

3.2 飲用水水源地水質污染原因分析

六大水廠飲用水源地水質綜合評價結果中除NH3-N 、DO 偶有超標外,未達到GB3838—2002《地表水環境質量標準》Ⅲ類水標準要求的指標主要為TP。主要超標原因包括:

a.沿岸工業企業排放含磷污水。經調查發現,長江南京大廠工業、漁業用水區(左岸)受到南京鋼鐵聯合有限公司、華能電力股份公司南京分公司、江蘇南京熱電廠、中石化南京化學工業有限公司1、中石化南京化學工業有限公司2、中石化南京化學工業有限公司3、中石化南京化學工業有限公司4共計7個工業企業排污污染;長江南京浦口飲用水水源、漁業用水區(左岸)受到南京港二公司排口、南京港口機械廠排污口、南京港第三港務公司、中鐵大橋局第四工程公司、南京金銀杏造紙廠排污口等共計5個工業企業排污污染;長江南京上元門—燕子磯飲用水、漁業用水區(右岸)受到南京天環食品有限公司、金陵船廠、南京幕燕金屬物流有限公司共計3個工業企業排污污染。具體詳見表2。

表2 影響飲用水水源地水質的主要排污口

b.大量生活污水及農業污水未經處理直接通過沿江排水泵站排入長江。南京市許多地區的排水方式是雨污合流,雨水和污水通過同一個排水管道進入污水處理廠,一方面極大地增加了污水處理難度和成本;另一方面,雨污濁流極易漫過截流井(壩),入河入湖污染城市水體,尤其是通過通江河道污染長江。經調查發現,影響長江南京上元門—燕子磯飲用水、漁業用水區(右岸)水質的雨污泵站包括上元門雨水泵站和聯合泵站;影響長江南京浦口飲用水水源、漁業用水區(左岸)水質的雨污泵站包括壩子窯泵站、外灘排澇站、圩管排澇站、新民排澇站;影響長江南京大廠工業、漁業用水區(左岸)水質的雨污泵站包括南鋼港池南岸排澇泵站、南鋼煉鐵新廠文青排澇泵站。具體詳見表2。

c.污水處理廠出水磷含量未達標便排入長江。調查發現,珠江污水處理廠出水排入長江南京浦口飲用水水源、漁業用水區(左岸)。城北污水處理廠出水經過金川河進入長江南京上元門—燕子磯飲用水、漁業用水區(右岸)。

d.沿江一級支流含磷污染物排放。長江南京大廠工業、漁業用水區(左岸)內有長江一級支流石頭河;長江南京浦口飲用水水源、漁業用水區(左岸)內有長江一級支流城南河、七里河、朱家山河;長江南京上元門—燕子磯飲用、漁業用水區(右岸)內有一級支流金川河,這些一級支流均有含磷污染物排放。

各水源地取水口位置和污染源位置詳見圖2～4。

3.3 總磷超標百分率統計分析

根據江蘇省水環境監測中心2004—2009年間水質監測數據,對每年因總磷不達標而導致的水質超標百分比(以下簡稱總磷超標百分率)進行統計分析得知:2008年以來,除城南水廠取水口斷面總磷超標百分率有所降低外,其余五大水廠取水口斷面總磷超標百分率均呈增加趨勢,由此說明總磷對四大飲用水水源地的影響權重越來越大,詳見圖5～6。

圖2 長江南京大廠工業、漁業用水區(左岸)取水口及排口位置示意圖

圖3 長江南京浦口飲用水水源、漁業用水區(左岸)取水口及排口位置示意圖

圖4 長江南京上元門—燕子磯飲用、漁業用水區(右岸)取水口及排口位置示意圖

圖5 浦口、城南、北河口水廠取水斷面總磷超標情況

圖6 遠古水業、上元門、城北水廠取水斷面總磷超標情況

由圖5～6可以看出,2009年六大水廠斷面中城南水廠取水口斷面總磷超標百分率最低,其次為北河口水廠斷面,遠古水業取水口斷面總磷超標百分率最高;2006年,除城北水廠取水口斷面外的其余五大水廠取水口斷面總磷超標百分率均為8.3%,2009年,六大水廠取水口斷面總磷超標百分率均高于往年,與2008年相比增幅為5.7%～22.9%,與2004年相比增幅為11.4%～57.1%。

4 結論及建議

a.南京市六大水廠飲用水水源地中,長江南京上元門—燕子磯飲用、漁業用水區(右岸)所設的上元門水廠取水口斷面水質最差,其次是長江南京大廠工業、漁業用水區(左岸)和長江南京浦口飲用水水源、漁業用水區(左岸);長江南京夾江飲用水、漁業用水區(右岸)水質相對最好。長江南京浦口飲用水水源、漁業用水區(左岸)、長江南京上元門—燕子磯飲用水、漁業用水區(右岸)、長江南京大廠工業、漁業用水區(左岸)2008年以來斷面水質達標率較往年明顯降低。

b.污染源調查結果表明長江沿岸工業企業排污、沿江一級支流污染物的輸入、污水處理廠尾水不達標排放導致了近年長江南京段飲用水水源地水質惡化,若這一趨勢不加以控制,勢必會影響飲用水水源地的供水安全。建議根據各水功能區的納污能力,對影響飲用水水源地供水安全的排污口進行整合。

c.針對長江南京上元門—燕子磯飲用水、漁業用水區(右岸)的水質情況和污染源現狀,建議在金川河實施截污、雨污分流、生態引水工程,降低污染物排放;建議城北污水處理廠加強污水處理工藝,進一步采用深度處理技術,使出水達標排放;建議功能區下游聯合泵站的排水延伸至下游區域2.0 km后進行排放。

d.針對長江南京浦口飲用水、漁業用水區(左岸)的水質情況和污染源現狀,建議上游努而成化工廠企業提高生產工藝,降低污染物排放量,污廢水集中進入浦口地區污水管網處理;建議對上游新民排澇站、圩管排澇站、外灘排澇站以及壩子窯泵站實施雨污分流,村鎮生活污水進入管網,雨水通過泵站排放;建議實施七里河、城南河、朱家山河排污企業綜合整治,限制上述河道排污總量,關停并轉各類重污染企業,降低河道污染物濃度;建議對功能區內南京港二公司、南京港口機械廠、南京港第三港務公司、中鐵大橋局第四工程有限公司的排污口遠期進行合并,廢污水進入集中處理設施后排入下一功能區。南京金銀杏造紙廠近期暫不整治,遠期建議關閉。

e.針對長江南京大廠工業、漁業用水區(左岸)的水質情況和污染源現狀,建議加強對中石化南京化學工業有限公司1～4號排口水質監測,提高廠區出水水質;文青排澇泵站排水可并入當地集中管網。

f.總磷是飲用水水源地主要污染因子之一,2008年以來,除城南水廠斷面總磷超標百分率較往年有所降低外,其余五大水廠斷面總磷超標百分率均大幅度增加。建議加強沿岸工業企業達標排放管理,并實施雨污分流措施,減少未經處理、直接通過沿江排水泵站排入長江的生活污水及農業污水。

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[9]GB3838—2002 地表水環境質量標準[S].