沱江上游（德陽段）磷污染特征及影響因素分析

秦延文，馬迎群

（中國環境科學研究院 水環境管理研究室，北京 100012）

2016 年以來總磷成為長江流域主要超標因子，其中長江上游流域岷江、沱江等一級支流磷污染最為突出［1］，2016年沱江總磷平均質量濃度為0.274 mg/L，在長江一級支流中最高，磷污染十分突出［2］。

沱江流域發源于川西北九頂山南麓，流經四川省德陽市、成都市、資陽市、內江市、自貢市，至瀘州市匯入長江，共有大小支流60 余條，其中沱江上游支流有綿遠河、石亭江、鴨子河（湔江）、青白江、毗河等［3］。沱江流域上游是四川省重要的重工業區和礦產區，為全國重要的磷化工基地，清平-金河一帶磷礦資源十分豐富，以綿遠河和石亭江上游分布最為廣泛，受此影響，沱江上游水體磷污染較為突出［4］。

已有研究針對沱江流域磷污染特征、污染負荷、污染成因及控制對策等進行了報道，但大部分多關注于全沱江流域，而對于沱江流域磷污染最為突出的上游流域報道不多。本研究針對沱江上游流域受磷礦、磷化工影響最為嚴重的德陽地區，以沱江上游重點支流綿遠河、石亭江、鴨子河為研究區域，通過現場調研，分析沱江上游水體磷污染特征，并對磷污染成因進行初步分析，為沱江流域磷精細化治污提供基礎數據支撐。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與分析

1.1.1 樣品采集

現場采樣時，利用采水器采集表層水樣，取50 mL 經0.45 μm 濾膜過濾后加入氯仿1 ～2 滴，于50 mL干凈的塑料瓶中冷藏保存，用于測定水體中的PO43--P（活性磷酸鹽）、TDP（溶解性總磷）含量，其余水樣則儲存于500 mL 塑料瓶中冷藏保存，用于測定其中的TP（總磷）含量。

1.1.2 分析測試方法

水體中PO43--P、TDP、TP均根據《水和廢水監測分析方法（第四版）》中有關要求，采用鉬銻抗比色法進行測定。溶解性總有機磷（DOP）含量由溶解性總磷（TDP）含量減去水體磷酸鹽（PO43--P）含量算得；顆粒態總磷（TPP）含量由總磷（TP）含量減去溶解態總磷（TDP）含量算得。實驗中測得的所有數據均是以P計。

1.2 采樣點分布

綜合考慮背景斷面、主要污染源（磷礦開采企業、化工企業等）附近斷面、下游入沱江斷面等因素，于2019 年11 月針對沱江上游德陽市境內重點支流（綿遠河、石亭江和鴨子河）進行了現場調查和取樣工作，共計設置15 個監測斷面，其中綿遠河6 個、石亭江5 個、鴨子河4 個，梓桐村斷面位于北河（綿遠河），為三江匯流后斷面。各點位具體信息見表1，具體點位分布見圖1。

表1 沱江上游（德陽段）主要支流野外調研點位信息

圖1 沱江上游（德陽段）主要支流野外調研點位分布

2 結果與分析

2.1 各形態磷含量與空間分布特征

3條河流各形態磷含量及空間分布如圖2、圖3所示。可以看出，3條河流各形態磷表現為不同的空間變化趨勢。

綿遠河各形態磷含量總體表現為自上游背景斷面向下游逐漸增加的趨勢。其中PO43--P 含量在兩河口電站斷面至綿遠河大橋斷面河段處于較低水平，至黃許鎮斷面顯著增加，到八角下斷面增至最高值；TPP含量表現為先增加后降低的趨勢，其中兩河口電站斷面ρ（TPP）為0.030 mg/L，至黃許鎮斷面時增至最大值0.141 mg/L，到下游八角下斷面時ρ（TPP）下降至0.072 mg/L；DOP含量沿程變化趨勢不明顯。

石亭江各形態磷含量沿程變化趨勢不明顯。PO43--P含量以石亭江背景斷面最低，最高值出現在穿心店斷面，其次為雙江橋斷面和石亭江1號橋下斷面；DOP含量最高值出現在石亭江1號橋下斷面，雙江橋斷面DOP含量最低；TPP含量以雙江橋斷面最高，其次為背景斷面，中間河段較低。

鴨子河各形態磷含量表現為自上游向下游逐漸增加的趨勢，其中PO43--P含量和TPP含量在和興大橋斷面達到最高值，DOP含量在航天大橋斷面達到最高值。

圖2 沱江上游（德陽段）主要支流PO43--P、DOP、TPP含量空間分布特征

圖3 沱江上游（德陽段）主要支流TDP、TP含量空間分布特征

各河流斷面TDP 和TP 含量空間表現相似。總體來看，3條河流背景斷面TDP和TP含量最低，說明3條河流背景斷面受人類活動影響程度較低，其他斷面受人類活動影響，TDP和TPP含量有不同程度的增加。從平均含量來看，綿遠河、石亭江和鴨子河ρ（TP）平均分別為0.176 mg/L、0.243 mg/L 和0.112 mg/L，石亭江水體總磷含量最高。與地表水環境質量標準GB 3838—2002 相比，3 條河流中，綿遠河黃許鎮和八角下斷面，石亭江穿心店斷面、石亭江1號橋下斷面和雙江橋斷面水體總磷含量超過III類標準限值（0.2 mg/L），其中石亭江1號橋下斷面和雙江橋斷面水體總磷超過IV 類標準限值，呈現V類水質。

2.2 各形態磷占比特征

圖4 沱江上游（德陽段）主要支流各形態磷占比特征

沱江上游（德陽段）3 條支流各形態磷含量占比如圖4 所示。總體來看，綿遠河水體總磷以TPP占比最高，平均占比達46.73%，其次為PO43--P，占比達到29.27%，DOP 占比最低，為23.95%；石亭江水體總磷以PO43--P 占比最大，為43.36%，其次為TPP，占比為33.75%，DOP 占比最低，為22.89%；鴨子河水體總磷同樣以PO43--P 占比最高，達到46.69%，其次為DOP，占比為32.55%，TPP占比最低，僅為20.76%。

3 討論

沱江流域作為我國重要的磷礦產地，磷礦開采企業多分布于沱江上游綿遠河和石亭江流域，如綿遠河上游的清平磷礦、天池磷礦以及石亭江上游的金河磷礦等，其磷礦產量占四川省產量的95%以上［5］，幾十年的開采利用導致該地區環境問題日益嚴重［6］。同時，綿遠河、石亭江中游沿岸聚集著大量磷化工企業，磷石膏多沿河堆積，由于很多老的磷石膏堆場未采取防滲、滲濾液收集等措施，在降雨影響下污染物易隨降雨匯入沱江，造成沱江流域磷污染［7］。近年來，四川省針對沱江總磷超標問題，組織實施了沱江流域磷污染排放攻堅，督促德陽市關閉九頂山43 個探采礦權，完成243 口礦井井硐封閉工作，開展磷石膏堆場規范化整治和綜合利用［8］。一系列措施的實施使近年來沱江水質呈向好趨勢發展［3，9］。本研究中，綿遠河兩河口電站斷面位于清平磷礦下游，水體總磷含量較低，ρ（TP）為0.101 mg/L，呈現III類水質，說明隨著德陽市磷礦整治的不斷深入，現有磷礦開采對綿遠河上游河流水體磷污染的影響較小。石亭江背景斷面水體ρ（TP）為0.151 mg/L，高于綿遠河上游，可能受歷史磷礦開采活動的影響。

然而，需要注意的是，較之背景斷面，綿遠河和石亭江中游水體總磷均呈顯著增加趨勢，尤以石亭江穿心店和石亭江1號橋下兩個斷面總磷含量最高。由于綿遠河和石亭江中游均分布有多個磷石膏堆場及磷化工企業，因此綿遠河和石亭江中游磷化工行業對沱江水體磷污染的影響仍應引起足夠重視。

另一方面，德陽市作為成都平原城市群第二大工業城市，成德同城化推動德陽市城鎮化快速發展［10］，由此造成水環境壓力不斷增加。綿遠河、石亭江和鴨子河下游流經德陽市旌陽區、什邡市、廣漢市等人口密集地區，基礎設施建設不完善導致區域內河流水質不斷惡化。

4 結論

（1）綿遠河、石亭江、鴨子河背景斷面總磷含量較低，受人類活動影響較小；受磷礦開采、磷化工生產及城鎮居民生活等因素影響，3 條河流中、下游總磷含量較高。

（2）3 條河流磷形態組成不同，綿遠河以顆粒態總磷占比較大，石亭江和鴨子河以活性磷酸鹽含量占比較高。

（3）從來源分析來看，綿遠河和石亭江上、中游主要受磷礦開采、磷化工生產影響，下游受德陽市城鎮生活影響較大，而鴨子河流域磷礦開采企業、磷化工企業較少，主要受流域內居民生活和農業源污染影響。