李昶 陳麗貴 何造勝



摘要:小清河流域是萊州灣陸源污染物的重要來源之一。文章基于小清河入海口多年水質監測數據,總結了其近年水質指標改變情況,分析了在流域水環境綜合治理背景下的水質變化規律,探討了影響小清河入海口水質條件的主要因素。此外,基于小清河入海口水質季節性變化等情況提出了相應建議,從而為小清河進一步的水質治理研究提供參考。
關鍵詞:小清河;萊州灣;水質變化
中圖分類號:X832 文獻標識碼:A 文章編號:2095-672X(2020)11-0-02
DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.054
Analysis of water quality change and causes of Xiaoqing River estuary in Laizhou Bay
Li Chang1, Chen Ligui2, He Zaoshen2
(1.Ministry of Water Resources, Ministry of transport, Ministry of energy,Nanjing Institute of Water Resources, State Key Laboratory of Hydrology, Water Resources and Water Conservancy Engineering,Nanjing Jiangsu 210029,China;2.Shenzhen Guanghuiyuan Environmental Water Co.,Ltd.,Shenzhen Guangdong 518000,China)
Abstract:Xiaoqing River is an important source of land-based pollutants in Laizhou Bay. Based on the monitoring data, this paper summarizes the changes in water quality recently and analyzes the estuary water quality changes under the background of river basin management.In addition, corresponding suggestions are put forward for the seasonal water quality variation of the Xiaoqing River estuary,which has substantial reference value for further research on the water quality of the Xiaoqing River.
Key words:Xiaoqing River;Laizhou Bay;Water quality changes
渤海是我國唯一的半封閉型內海,其自然生態環境對環渤海地區的經濟社會發展形成關鍵支撐。萊州灣是渤海三大海灣之一,面積約6967km2,位于山東半島西北部,有黃河、小清河、濰河和虞河等眾多河流匯入灣內。萊州灣是多種魚蝦棲息繁殖的場所,也是我國北方重要的海產品捕撈地。但隨著沿岸經濟的發展,注入萊州灣河流污染物的增加以及沿岸地區污水的排放對萊州灣的污染狀況,特別是對河口及近岸區域水質帶來的影響尤為突出[1]。
圖1 小清河流域水系圖
小清河于萊州灣西南岸入海(見圖1),雖然小清河徑流量僅為黃河的1/20左右,但其水體中COD、營養鹽的濃度是黃河的10多倍[2],且是萊州灣高濃度無機氮的主要來源之一。
作為山東省重要內河,小清河連接著山東半島藍色經濟區、黃河三角洲高效生態經濟區和省會城市群經濟圈,在山東省經濟發展中占有重要地位,全長237km,流域面積約10572km2。省會濟南位于小清河上游,重要工業城市淄博位于中游,石油城東營位于下游。有研究表明,攜帶大量有機物和營養鹽的小清河入海徑流使萊州灣水環境受到嚴重破壞,主要污染物包括石油類、化學需氧量(COD)、氨氮、總磷等,其中超標最嚴重的是氨氮,平均超地表水Ⅲ類標準3.7倍[3]。另外,根據2010-2017年《山東省海洋環境質量公報》顯示,小清河匯入萊州灣部分連續8年出現劣于四類海水水質的情況,成為污染等級較高的海域。因此,分析萊州灣小清河入海口水質變化及其影響因素對于該區域水環境治理尤為關鍵。
1 小清河入海口水質分析
1.1 總體情況
基于山東省環境保護廳2010-2016年對小清河羊口站長期水質監測數據,按照《地表水環境質量標準》[4](見表1)對小清河入海口水質近年變化情況進行分析。結果表明(見圖2、3):COD測值在2010-2014年部分月份為劣Ⅴ類水質,其余大部分時間滿足Ⅴ類水質標準;總磷測值大部分滿足Ⅴ類水質標準,主要在2015年之前部分月份超標;氨氮測值除了在2015年之前總體為劣Ⅴ類水質,之后開始持續滿足Ⅴ類水質標準;全部石油類測值滿足Ⅴ類水質標準,其中大部分滿足Ⅳ類水質標準。
總體來看,按照地表水環境標準的評價指標,小清河入海口水質2010-2016年間各項水質參數除部分月份能夠達到Ⅳ類水質標準以上(主要為2015年之后),主要為劣Ⅴ類-Ⅴ類水質。
1.2 年際變化
COD、氨氮、總磷在2015年之前出現劣Ⅴ類水質情形較多,該時期水質狀況相對較差,污染較為嚴重。此外,從時間分布上來看,各項指標隨時間推移整體呈下降趨勢,表明這期間小清河水環境治理已見成效。不過,在2011年10月-2014年6月期間,石油類測值反而出現增長,這可能是2011年7月中海油渤海灣漏油事故導致,石油類污染物受潮流作用在萊州灣小清河河口形成富集。
1.3 年內變化
根據2010-2016年小清河入海口水質監測數據,各項指標呈現季節性特征:(1)氨氮、總磷、COD總體上在枯水期含量較高,汛期相對較低;(2)COD測值在枯水期接近Ⅴ類水質標準,汛期則在Ⅳ類水質標準上下,總磷測值變化規律相似;(3)氨氮盡管也呈現豐枯水期差異,但是總體低于Ⅳ類水質標準。
2 水質成因分析
小清河流域是我國典型的工業、農業及城鎮化發展并存的綜合區域。如前所述,小清河上游是以濟南市為典型的城鎮化地區、中游匯集大量工業排污企業、下游則為石油基地及壽光羊口鹽場。因此,這種綜合性區域所帶來的工業及生活污水排放是造成小清河自20世紀90年代以來水質多項指標超標的主要原因。例如:小清河中游自石村至入海口為感潮河段,主要排污口有齊魯乙烯化工排污口和八面河油田排污口,工業廢水隨徑流水體進入小清河;此外,羊口港作為萊州灣重要漁港,來往船舶也是小清河入海口處的流動性污染源。綜合來看,該感潮河段容納了大量上游污染物,受海潮頂托,污染難以外排入海,在河道內滯留時間延長,進而發生生物化學反應,利于厭氧微生物的繁殖,使部分河段水質惡化,形成河流黑臭等現象。小清河入海口羊口水文站觀測資料(見圖4)顯示,徑流量季節性變化明顯,枯水期低于20m3/s,汛期最大可以達到124m3/s,因此,小清河入海口各項水質參數變化情況會隨徑流量的季節性變化呈現相反規律。
此外,由于小清河從石村至入海口為感潮河段,萊州灣內水質也會對河口區域水質情況產生波動性影響,例如:石油泄漏、赤潮、臺風等。
3 水環境治理工程的影響
3.1 河口污染及治理狀況
如前所述,小清河中上游工業排污及生活廢水是造成河口區域性水質污染的主要來源。根據2008-2010年《山東省海洋環境質量公報》顯示,小清河匯入萊州灣的部分連續三年被評估為嚴重污染海域,成為渤海灣污染等級最高的海域之一。同時,水體污染對近海漁業資源也產生危害,據統計,1959-1998年萊州灣漁獲量從258kg/h急劇減少至8.5kg/h[5],導致魚蝦種類減少、魚仔數量逐年下降。自20世紀90年代起,山東省出臺多項關于小清河流域污染治理的規劃方案,重點從干流防洪除澇、治污等7個角度進行綜合治理。自“十二五”之后,小清河污染問題進一步成為山東省水利廳、環境保護廳的關注重點,對小清河沿岸企業以往存在的偷排、治污設備不齊全等現象進行嚴加治理,從而使得近年水質開始得到明顯改善。
3.2 水體治理后水質變化
營養鹽指標氨氮和總磷是評價地表水是否滿足水質標準及黑臭水體治理的重要參數。參考山東省環境保護廳2018年~2019年8月水質監測數據(見圖5),可以看出,在小清河流域進行水環境綜合治理后,近2年氨氮和總磷測值相比前5年有明顯提升,甚至可以達到Ⅲ、Ⅳ類水質標準。氨氮和總磷含量總體呈現季節性變化,其中,氨氮含量除在枯水期和汛期個別月份(2018年5月、12月,2019年1月、5月)為Ⅴ類水質,其余月份滿足Ⅲ-Ⅳ類水質標準;總磷含量則大部分時間為Ⅲ類水質,有時降為Ⅳ類水質(尤其是枯水期)。
4 結論
(1)小清河流域是我國典型的工業、農業及城鎮化發展并存的綜合區域,上游工業廢水及生活污水排放是造成小清河水環境惡化的主要原因。其次,萊州灣內水質污染事件也會影響河口水質。(2)2015年以前,小清河入海口主要水質指標總體為劣Ⅴ類,之后經過各項水體治理方案的實施逐漸降為Ⅴ類;近年水質得到進一步改善,尤其是氨氮、總磷含量較2015年之前呈現明顯下降,甚至可滿足Ⅲ-Ⅳ類水質標準。枯水期由于徑流小、污染物難以外排,水質相對汛期略差。(3)在流域上游污染源已基本得到控制的背景下,由于小清河入海口容易受到萊州灣內水質變化影響,因此,治理工作需要進一步鞏固,特別是河口區需要加強應對海域水污染事件,統籌做好陸源、海洋水體的綜合保護工作。
參考文獻
[1]孫偉,張守本,楊建森,等.小清河口水環境質量評價及主要污染物入海通量研究[J].海洋環境科學,2017,36(3):366-371.
[2]趙鵬,江文勝,毛新燕,等.2000-2005年萊州灣鹽度的變化及其主要影響因素[J].海洋與湖沼,2010,41(1):12-23.
[3]孫好芬,王安琪,郭玉超,等.小清河中下游水質初步調查[J].山東化工,2018,47(22):175-177.
[4]國家環境保護總局.GB 338-2002地表水環境質量標準[S].國家環境保護總局,2002.
[5]崔毅,馬紹賽,李云平,等.萊州灣污染及其對漁業資源的影響[J].海洋水產研究,2003,24(1):35-41.
收稿日期:2020-09-25
基金項目:本文受國家重點研發計劃課題“渤海入海污染物總量控制技術研究與應用”(2018YFC1407604)資助。
作者簡介:李昶,男,漢族,研究方向為水力學及河流動力學。