海河天津津南段水質(zhì)、污染情況及其原因分析

李培君

摘要：指出了推進(jìn)重點(diǎn)流域污染治理，提升水環(huán)境是國(guó)家環(huán)境保護(hù)戰(zhàn)略的重要組成部分，充分認(rèn)識(shí)海河水質(zhì)變化情況，對(duì)于海河治污具有重要意義。海河，流經(jīng)京畿，滋養(yǎng)一方，但2013年調(diào)查，其主要支流皆重度污染，Ⅲ類(lèi)以上污染水超過(guò)60%。以海河天津津南段為研究對(duì)象，采用楊惠莊國(guó)控監(jiān)測(cè)斷面2009～2013年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算了11項(xiàng)污染因子的污染指數(shù)（Pi）、污染分擔(dān)率（Ki）及斷面的綜合污染指數(shù)。通過(guò)分析得出了氨氮、COD和高錳酸鹽指數(shù)標(biāo)依然是影響海河水質(zhì)的主要指標(biāo)。結(jié)果表明：2012年后海河水質(zhì)污染指數(shù)明顯下降，這說(shuō)明清淤工程及治污、修河、調(diào)水、開(kāi)源多措并舉的河道治理工程是改善海河水質(zhì)的重要措施。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)；水污染指數(shù)；海河；津南區(qū)

中圖分類(lèi)號(hào)： X52

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 16749944（2015）06021303

1 引言

古人云，善治國(guó)者，必重水利。水質(zhì)對(duì)于作為農(nóng)業(yè)大國(guó)的中國(guó)來(lái)說(shuō)，是民生的基本保障。嚴(yán)重的水污染及水生態(tài)惡化問(wèn)題不但影響城市生態(tài)環(huán)境，還制約經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。海河作為中國(guó)華北地區(qū)的最大水系，其水質(zhì)狀況始終是國(guó)家高度重視的問(wèn)題。而作為流經(jīng)天津的主要水系，海河的水質(zhì)狀況對(duì)天津地區(qū)的水生態(tài)環(huán)境有重要影響。天津市“十二五”規(guī)劃中提出了對(duì)重點(diǎn)流域水污染防治的要求。目標(biāo)是改善水環(huán)境質(zhì)量、維護(hù)民眾健康、保障水環(huán)境安全，運(yùn)用工程、技術(shù)、生態(tài)的方法，實(shí)施水污染綜合防治戰(zhàn)略，促進(jìn)本市經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

由海河流域水資源保護(hù)局新近公布的海河流域重點(diǎn)水功能區(qū)水質(zhì)狀況通報(bào)顯示， 2012年3月參加評(píng)價(jià)的水功能區(qū)有80個(gè)。其中保護(hù)區(qū)22個(gè)，保留區(qū)6個(gè)，緩沖區(qū)29個(gè)，飲用水源區(qū)23個(gè)。水質(zhì)評(píng)價(jià)達(dá)到或優(yōu)于Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的水功能區(qū)占評(píng)價(jià)總數(shù)的58.8%；2009年3月參加評(píng)價(jià)的水功能區(qū)有82個(gè)。其中保護(hù)區(qū)20個(gè)，保留區(qū)6個(gè)，緩沖區(qū)31個(gè)，飲用水源區(qū)25個(gè)。水質(zhì)評(píng)價(jià)達(dá)到或優(yōu)于Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的水功能區(qū)占評(píng)價(jià)總數(shù)的62.2%；對(duì)比2012年和2009年3月海河水質(zhì)類(lèi)別狀況可以看到，海河水質(zhì)在2009年到2012年4年間有所惡化。而2012年以后，海河津南段的綜合污染指數(shù)由2012年的4.48降為2013年的3.66，表明水質(zhì)污染狀況有所改善。本文采用污染指數(shù)法對(duì)海河津南段水污染變化趨勢(shì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并初步分析可能導(dǎo)致水質(zhì)變化的原因。

2 2009～2013年海河津南段“楊惠莊”斷面數(shù)據(jù)與水質(zhì)評(píng)價(jià)方法

2.1 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源于《天津市津南區(qū)環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書(shū)》（2009年至2013年）。采用2009～2013年海河津南區(qū)段的“楊惠莊”國(guó)控監(jiān)測(cè)斷面的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。水質(zhì)監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目為pH值、溶解氧（DO）、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、五日生化需氧量（BOD5）、Hg、揮發(fā)酚、Pb、 Cd及油類(lèi)。

2.2 單項(xiàng)因子污染指數(shù)、綜合污染指數(shù)及污染分擔(dān)率的計(jì)算方法

污染指數(shù)包括污染因子的污染指數(shù)（ Pi）和綜合污染指數(shù)（P），Ki表示第i項(xiàng)污染物在諸污染物中的污染分擔(dān)率（其中pH及DO有特殊的計(jì)算方法），計(jì)算公式如下。

單項(xiàng)污染因子的污染指數(shù)：

式中：Pi為i項(xiàng)污染物指數(shù)；Ci為i項(xiàng)污染物年均值；Cio為i項(xiàng)污染物評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；n為參加計(jì)算的污染物因子數(shù)。

pH值的污染指數(shù)：

式中：S為pH年平均值；S1、S2分別為環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)上下限。

DO值的污染指數(shù)：

式中：CO為溶解氧水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；CDO為溶解氧年均值。

綜合污染指數(shù)：

式中：Pz為z河道或斷面綜合污染指數(shù)；Pi為i項(xiàng)污染物指數(shù)；Ci為i項(xiàng)污染物年均值；Cio為i項(xiàng)污染物評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；n為參加計(jì)算的污染物因子數(shù)。

污染分擔(dān)系數(shù)的公式為：

式中：Ki為i項(xiàng)污染物在諸污染物中的分擔(dān)率。

2.3 水質(zhì)評(píng)價(jià)方法及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

按照《天津市“十二五”地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)實(shí)施方案》中的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。其中斷面水質(zhì)定量評(píng)價(jià)采用單因子評(píng)價(jià)法，按照監(jiān)測(cè)斷面溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮濃度，采用插值法計(jì)算各種污染物對(duì)應(yīng)的水質(zhì)指數(shù)（WQI），選取其中最小值作為該斷面水質(zhì)指數(shù)。定性評(píng)價(jià)根據(jù)斷面監(jiān)測(cè)結(jié)果，參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（ GB3838-2002）以及《天津市地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》分為按功能區(qū)達(dá)標(biāo)、劣V類(lèi)但不黑臭、輕度黑臭、中度黑臭、重度黑臭。為與歷年水質(zhì)狀況進(jìn)行比較，采用計(jì)算單項(xiàng)污染指數(shù)、綜合污染指數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)；主要污染物由污染分擔(dān)率來(lái)決定。

3 污染指數(shù)計(jì)算結(jié)果與水質(zhì)分析

3.1 海河津南段2009～2013年間綜合污染指數(shù)及水質(zhì)變化

為了了解海河在津南區(qū)的水質(zhì)情況， 本文選取津南區(qū)境內(nèi)的“楊惠莊”斷面。采用了2009～2013年海河“楊惠莊”監(jiān)測(cè)斷面的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，水質(zhì)評(píng)價(jià)由溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮作為評(píng)價(jià)指標(biāo)參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（ GB3838-2002）及《天津市地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》計(jì)算得出。水質(zhì)單因子污染指數(shù)、綜合污染指數(shù)及污染物分擔(dān)率由11項(xiàng)污染因子（pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、COD、氨氮、BOD5、汞、揮發(fā)酚、鉛、鎘、油類(lèi)）計(jì)算得出。5年中海河“楊惠莊”監(jiān)測(cè)斷面的水質(zhì)污染指數(shù)年度變化狀況見(jiàn)表1和圖1。由表1和圖1數(shù)據(jù)可知， 2009～2013年間海河津南段綜合水污染指數(shù)在3.40～4.48之間， 2012年水質(zhì)為劣V3類(lèi)，定性評(píng)價(jià)為中度黑臭。2012年以后的水質(zhì)狀況有明顯好轉(zhuǎn)。2013年綜合污染指數(shù)由2012年的4.48降為2013年的3.66，水質(zhì)已達(dá)到V類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的要求，按功能區(qū)達(dá)標(biāo)。

3.2 由5年間污染指數(shù)及分擔(dān)率判斷海河津南段主要污染因子及水質(zhì)分析

津南區(qū)海河主要污染因子的污染指數(shù)及分擔(dān)率如表2所示。由表2可知，氨氮在2009～2013年5年間均未超標(biāo)，COD在2012年超標(biāo)，其余4年均達(dá)標(biāo)。其中氨氮除2012年有所升高外其余年份表現(xiàn)為逐年降低的趨勢(shì)，值為0.80～0.72。COD的Pi值在0.90～1.51之間波動(dòng)，2009～2012年逐年升高，2012年超標(biāo)， 2013年出現(xiàn)顯著降低。而其它污染因子變化趨勢(shì)不明顯，且5年內(nèi)均未超標(biāo)。在5年的重金屬和揮發(fā)酚、油類(lèi)監(jiān)測(cè)中，各年份均未檢出（含量在檢出限以下）。綜合分析津南區(qū)內(nèi)海河水質(zhì)的污染狀況，氨氮、COD及高錳酸鹽指數(shù)是主要的污染因素。2012年較之前4年，氨氮、生化需氧量變化不大，化學(xué)需氧量比2011年升高。2012與2009年相比，該斷面水質(zhì)污染有所加重，污染指數(shù)上升，主要表現(xiàn)在COD的污染出現(xiàn)明顯上升，污染物指數(shù)由0.92上升到1.51，為中度污染。由水質(zhì)綜合污染指數(shù)（P）比較， 5年間分別為3.49、3.97、3.40、4.48和3.66，總體上變化趨勢(shì)不明顯，2012年污染情況較前幾年有所加重，海河津南段水質(zhì)狀況2013年較2012年有較大改善。

4 水質(zhì)變化原因分析及近年來(lái)海河水污染治理措施

從以上污染指數(shù)的計(jì)算與水質(zhì)分析的結(jié)果可知，海河津南河段的主要污染因子為氨氮、COD及高錳酸鹽指數(shù)。這可能與津南區(qū)內(nèi)的自然環(huán)境變化及上游水質(zhì)狀況有一定的關(guān)系，而影響海河水質(zhì)的主要污染物為非金屬污染物，重金屬一直處于檢出限以下。

2013年的海河水質(zhì)的綜合污染指數(shù)較2012年下降，原因之一是2012年海河上游各支流的清淤工程，如南運(yùn)河滄州段河道整治工程的河道清淤工作。在工程完成后，由于海河上游支流水質(zhì)的改善，進(jìn)入津南的海河水水質(zhì)已明顯改善。另一個(gè)主要原因是2013年以來(lái)天津市的各項(xiàng)河道治理措施，如引灤向海河生態(tài)補(bǔ)水等。2013年天津市委、市政府在市委十屆三次全會(huì)和美麗天津建設(shè)綱要的戰(zhàn)略部署中提出了“美麗天津·一號(hào)工程”。其中的清水河道行動(dòng)以治理水污染、保護(hù)水生態(tài)為目標(biāo)，實(shí)施最嚴(yán)格水資源管理制度，推行“河長(zhǎng)制”管理，長(zhǎng)期發(fā)揮清水河道治理的效益。通過(guò)河道整治、堤岸綠化、水系聯(lián)通，補(bǔ)充河道生態(tài)水量，改善水體循環(huán)與交換等措施使全市水生態(tài)環(huán)境得到改觀，市水務(wù)部門(mén)安排于橋水庫(kù)加大放水流量，在保證城市供水安全的前提下，實(shí)施引灤向海河生態(tài)補(bǔ)水，并全面啟動(dòng)中心城區(qū)和環(huán)城四區(qū)水系循環(huán)，改善河道水生態(tài)環(huán)境面貌。通過(guò)以上各項(xiàng)措施的實(shí)施， 2013年海河水綜合污染指數(shù)呈下降趨勢(shì)。在海河上游支流清淤前后降低最明顯的是COD與氨氮， COD的污染指數(shù)從1.51降低到0.90，氨氮的污染指數(shù)從0.93降低到0.72，與2012年相比已有顯著的改變。

5 結(jié)語(yǔ)

2009～2013年海河津南段水體污染較重，整體處于V類(lèi)水平。影響海河津南段水質(zhì)的主要污染因子為氨氮、COD和高錳酸鹽指數(shù)。2012年后海河上游支流清淤工程和天津市一系列河道治理工程，使得海河水質(zhì)有所改善，污染指數(shù)有所下降。

海河是缺水“滯緩流”型河流。長(zhǎng)期以來(lái)，我們的城市河道主要考慮泄洪功能，不太注意河道的生態(tài)凈化功能。天津城市河道多呈封閉狀態(tài)，導(dǎo)致水流循環(huán)不暢，再加上天津市人口密度高，人為活動(dòng)頻繁及雨污水影響，水體水質(zhì)難以保證，自?xún)裟芰Φ停鷳B(tài)系統(tǒng)受損明顯，污染嚴(yán)重。2014年天津市規(guī)劃實(shí)施水系聯(lián)通，使水流動(dòng)、循環(huán)起來(lái)，恢復(fù)河道的自然性，強(qiáng)化河道的生態(tài)功能。河道治理是長(zhǎng)期艱巨的任務(wù)，應(yīng)有長(zhǎng)期規(guī)劃、宏偉目標(biāo)，要引入先進(jìn)的理念和技術(shù)，使河流逐漸恢復(fù)其自然生態(tài)性能，使河水真正變清，成為民眾喜歡親近的河流。

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