海河天津津南段水質、污染情況及其原因分析

李培君

摘要：指出了推進重點流域污染治理，提升水環境是國家環境保護戰略的重要組成部分，充分認識海河水質變化情況，對于海河治污具有重要意義。海河，流經京畿，滋養一方，但2013年調查，其主要支流皆重度污染，Ⅲ類以上污染水超過60%。以海河天津津南段為研究對象，采用楊惠莊國控監測斷面2009～2013年的水質監測數據，計算了11項污染因子的污染指數（Pi）、污染分擔率（Ki）及斷面的綜合污染指數。通過分析得出了氨氮、COD和高錳酸鹽指數標依然是影響海河水質的主要指標。結果表明：2012年后海河水質污染指數明顯下降，這說明清淤工程及治污、修河、調水、開源多措并舉的河道治理工程是改善海河水質的重要措施。

關鍵詞：水質；水污染指數；海河；津南區

中圖分類號： X52

文獻標識碼： A 文章編號： 16749944（2015）06021303

1 引言

古人云，善治國者，必重水利。水質對于作為農業大國的中國來說，是民生的基本保障。嚴重的水污染及水生態惡化問題不但影響城市生態環境，還制約經濟的可持續發展。海河作為中國華北地區的最大水系，其水質狀況始終是國家高度重視的問題。而作為流經天津的主要水系，海河的水質狀況對天津地區的水生態環境有重要影響。天津市“十二五”規劃中提出了對重點流域水污染防治的要求。目標是改善水環境質量、維護民眾健康、保障水環境安全，運用工程、技術、生態的方法，實施水污染綜合防治戰略，促進本市經濟社會的可持續發展。

由海河流域水資源保護局新近公布的海河流域重點水功能區水質狀況通報顯示， 2012年3月參加評價的水功能區有80個。其中保護區22個，保留區6個，緩沖區29個，飲用水源區23個。水質評價達到或優于Ⅲ類水質標準的水功能區占評價總數的58.8%；2009年3月參加評價的水功能區有82個。其中保護區20個，保留區6個，緩沖區31個，飲用水源區25個。水質評價達到或優于Ⅲ類水質標準的水功能區占評價總數的62.2%；對比2012年和2009年3月海河水質類別狀況可以看到，海河水質在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由2012年的4.48降為2013年的3.66，表明水質污染狀況有所改善。本文采用污染指數法對海河津南段水污染變化趨勢進行評價，并初步分析可能導致水質變化的原因。

2 2009～2013年海河津南段“楊惠莊”斷面數據與水質評價方法

2.1 監測數據來源

監測數據來源于《天津市津南區環境質量報告書》（2009年至2013年）。采用2009～2013年海河津南區段的“楊惠莊”國控監測斷面的水質監測數據。水質監測的項目為pH值、溶解氧（DO）、高錳酸鹽指數、化學需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、五日生化需氧量（BOD5）、Hg、揮發酚、Pb、 Cd及油類。

2.2 單項因子污染指數、綜合污染指數及污染分擔率的計算方法

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

單項污染因子的污染指數：

式中：Pi為i項污染物指數；Ci為i項污染物年均值；Cio為i項污染物評價標準；n為參加計算的污染物因子數。

pH值的污染指數：

式中：S為pH年平均值；S1、S2分別為環境質量標準上下限。

DO值的污染指數：

式中：CO為溶解氧水質評價標準；CDO為溶解氧年均值。

綜合污染指數：

式中：Pz為z河道或斷面綜合污染指數；Pi為i項污染物指數；Ci為i項污染物年均值；Cio為i項污染物評價標準；n為參加計算的污染物因子數。

污染分擔系數的公式為：

式中：Ki為i項污染物在諸污染物中的分擔率。

2.3 水質評價方法及質量標準

按照《天津市“十二五”地表水環境質量監測評價實施方案》中的評價方法進行評價。其中斷面水質定量評價采用單因子評價法，按照監測斷面溶解氧、高錳酸鹽指數、化學需氧量、生化需氧量、氨氮濃度，采用插值法計算各種污染物對應的水質指數（WQI），選取其中最小值作為該斷面水質指數。定性評價根據斷面監測結果，參照《地表水環境質量標準》（ GB3838-2002）以及《天津市地表水環境質量監測評價標準》分為按功能區達標、劣V類但不黑臭、輕度黑臭、中度黑臭、重度黑臭。為與歷年水質狀況進行比較，采用計算單項污染指數、綜合污染指數進行評價；主要污染物由污染分擔率來決定。

3 污染指數計算結果與水質分析

3.1 海河津南段2009～2013年間綜合污染指數及水質變化

為了了解海河在津南區的水質情況， 本文選取津南區境內的“楊惠莊”斷面。采用了2009～2013年海河“楊惠莊”監測斷面的水質監測數據，水質評價由溶解氧、高錳酸鹽指數、化學需氧量、生化需氧量、氨氮作為評價指標參照《地表水環境質量標準》（ GB3838-2002）及《天津市地表水環境質量監測評價標準》計算得出。水質單因子污染指數、綜合污染指數及污染物分擔率由11項污染因子（pH、溶解氧、高錳酸鹽指數、COD、氨氮、BOD5、汞、揮發酚、鉛、鎘、油類）計算得出。5年中海河“楊惠莊”監測斷面的水質污染指數年度變化狀況見表1和圖1。由表1和圖1數據可知， 2009～2013年間海河津南段綜合水污染指數在3.40～4.48之間， 2012年水質為劣V3類，定性評價為中度黑臭。2012年以后的水質狀況有明顯好轉。2013年綜合污染指數由2012年的4.48降為2013年的3.66，水質已達到V類標準的要求，按功能區達標。

3.2 由5年間污染指數及分擔率判斷海河津南段主要污染因子及水質分析

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

4 水質變化原因分析及近年來海河水污染治理措施

從以上污染指數的計算與水質分析的結果可知，海河津南河段的主要污染因子為氨氮、COD及高錳酸鹽指數。這可能與津南區內的自然環境變化及上游水質狀況有一定的關系，而影響海河水質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年的海河水質的綜合污染指數較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的改善，進入津南的海河水水質已明顯改善。另一個主要原因是2013年以來天津市的各項河道治理措施，如引灤向海河生態補水等。2013年天津市委、市政府在市委十屆三次全會和美麗天津建設綱要的戰略部署中提出了“美麗天津·一號工程”。其中的清水河道行動以治理水污染、保護水生態為目標，實施最嚴格水資源管理制度，推行“河長制”管理，長期發揮清水河道治理的效益。通過河道整治、堤岸綠化、水系聯通，補充河道生態水量，改善水體循環與交換等措施使全市水生態環境得到改觀，市水務部門安排于橋水庫加大放水流量，在保證城市供水安全的前提下，實施引灤向海河生態補水，并全面啟動中心城區和環城四區水系循環，改善河道水生態環境面貌。通過以上各項措施的實施， 2013年海河水綜合污染指數呈下降趨勢。在海河上游支流清淤前后降低最明顯的是COD與氨氮， COD的污染指數從1.51降低到0.90，氨氮的污染指數從0.93降低到0.72，與2012年相比已有顯著的改變。

5 結語

2009～2013年海河津南段水體污染較重，整體處于V類水平。影響海河津南段水質的主要污染因子為氨氮、COD和高錳酸鹽指數。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，使得海河水質有所改善，污染指數有所下降。

海河是缺水“滯緩流”型河流。長期以來，我們的城市河道主要考慮泄洪功能，不太注意河道的生態凈化功能。天津城市河道多呈封閉狀態，導致水流循環不暢，再加上天津市人口密度高，人為活動頻繁及雨污水影響，水體水質難以保證，自凈能力低，水生態系統受損明顯，污染嚴重。2014年天津市規劃實施水系聯通，使水流動、循環起來，恢復河道的自然性，強化河道的生態功能。河道治理是長期艱巨的任務，應有長期規劃、宏偉目標，要引入先進的理念和技術，使河流逐漸恢復其自然生態性能，使河水真正變清，成為民眾喜歡親近的河流。

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