倒水河紅安段污染物時空變化特征及水質評價

胡莉 何文杰 董明君 陳昱霖

摘要?為了解倒水河紅安段水質污染情況，以倒水河紅安段為研究對象，通過水質監測，結合綜合污染指數評價法，分析倒水河紅安段水質時空變化特征及水質污染情況。主要的研究結果如下：倒水河紅安段流域水體中COD、NH3-N、TP的濃度分別為5.92～24.56、0.06～3.52、0.00～0.99 mg/L，枯水期超標現象最嚴重，多出現在中下游的城關鎮、高橋鎮和八里灣鎮。對倒水河紅安段干流上的13個監測斷面進行水質評價，發現倒水河紅安段在枯、豐、平3個水期均存在不同程度的超標情況，其中以枯水期水質最差，豐水期和平水期較好。

關鍵詞?倒水河;紅安縣;時空變化;水質評價;綜合污染指數評價

中圖分類號?X824?文獻標識碼?A

文章編號?0517-6611（2021）01-0070-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.01.018

Abstract?In order to understand the water quality pollution situation of Daoshui River in Hongan County，this paper took Daoshui River in Hongan County as the research object，through water quality monitoring，combined with the comprehensive pollution index evaluation method，analyzed the temporal and spatial change characteristics of water quality and the status of water quality pollution in Daoshui River in Hongan County.The main research results were as follows：the concentration range of COD，NH3-N and TP in Daoshui Rivers basin in Hongan County was 5.92-24.56，0.06-3.52 and 0.00-0.99 mg/L，respectively.The phenomenon of exceeding the standard was the most serious in the low water period，and most of it occurred in Chengguan Town，Gaoqiao Town and Baliwan Town in the middle and lower reaches.The water quality of 13 monitoring sections on the main stream of Daoshui River in Hongan County was evaluated.It was found that the water quality of Daoshui River in Hongan County exceeded the standard in different degrees in dry，wet and normal periods，among which the water quality was the worst in dry period，and better in wet and normal periods.

Key words?Daoshui River;Hongan County;Spatiotemporal variation;Water quality assessment;Comprehensive pullution index evaluation

倒水河起源于大別山南麓，全長163.3 km，流域面積1 793 km2。倒水河紅安段自北向南流動，北從七里坪鎮入境，南至太平橋鎮出境，全長102.8 km，流域面積1 163.83 km2，占全流域面積的65%。倒水河是紅安縣的母親河，備用水源地，同時兼具工農業用水、城市泄洪、服務周邊居民活動需求等重要功能。倒水河是長江流域的重要支流之一，紅安段設有1個國控水質監測斷面[5]，為馮集斷面，水質保護目標為Ⅲ類。以倒水河紅安段為研究對象，通過對倒水河紅安段流域水質監測和數據分析，明確其水質時空變化特征，從而為倒水河紅安段污染治理提供科學依據，在長江大保護戰略背景下，具有十分重要的現實意義[1-4]。

1?監測斷面布置與水樣采集

倒水河紅安段流域涉及七里坪鎮、杏花鄉、華家河鎮、上新集鎮、城關鎮、二城鎮、高橋鎮、永佳河鎮、八里灣鎮、覓兒寺鎮和太平橋鎮共11個鄉鎮。經現場踏勘，主要污染源為城鎮生活污水、養殖廢水和農業面源污染等。依據《地表水和污水監測技術規范》，考慮出入境斷面、鄉鎮交界斷面、水文變化斷面等因素，對倒水河紅安段共計設置13個監測斷面[5]，監測斷面名稱及編號見表1，空間布置見圖1。

根據該流域污染源特征，選擇COD、NH3-N、TP為特征污染因子進行水質分析。倒水河屬于季節性河流，每年4—5月、10—11月為平水期，6—9月為豐水期，12月—翌年3月為枯水期。選取2018年3、6、11月監測數據平均值為枯水期、豐水期、平水期的代表數據。每月取樣3次，采用重鉻酸鹽法（GB 11914—89）測定COD，采用納氏試劑光度法（HJ 535—2009）測定NH3-N，采用鉬酸銨分光光度法（GB 11893—89）測定TP。

2?污染物時空變化特征

2.1?COD時空變化特征?2018年倒水河紅安段COD時空變化見圖2。

從空間變化上看，枯、豐、平3個水期的COD濃度均呈現波浪形變化。枯水期，COD濃度為5.92～20.20 mg/L，最低值出現在古峰嶺（七里坪鎮），最高值出現在沙河（永佳河鎮）;豐水期，COD濃度為9.17～24.56 mg/L，最低值出現在李忠恕（城關鎮），最高值出現在馮集（新洲）;平水期，COD濃度為6.64～19.26 mg/L，最低值出現在周八家（七里坪鎮），最高值出現在古峰嶺（七里坪鎮）。倒水河紅安段流域上游COD以平水期最高，中下游均以豐水期最高。

從時間變化上看，大部分監測斷面的COD濃度在3個水期差別較大。其中上游的古峰嶺（七里坪鎮）、李忠恕（城關鎮）、白畈（杏花鄉）3個斷面濃度在平水期最高;中下游的楊守發農灌渠、八里水廠（八里灣鎮）、張家灣（八里灣鎮）、馮集（新洲）4個斷面濃度在豐水期最高;周八家（七里坪鎮）、五橋（城關鎮）、胡家河（城關鎮）、吳榮畈（城關鎮）、沙河（永佳河鎮）、依河支流（太平橋鎮）6個斷面濃度在3個水期差別并不大。

從全年平均值來看，倒水河紅安段COD濃度中游最高，上游和下游略低。

2.2?NH3-N時空變化特征?2018年倒水河紅安段NH3-N時空變化見圖3。從空間變化上看，倒水河紅安段NH3-N濃度在枯、豐、平3個水期均呈現波浪形變化。枯水期，NH3-N濃度為0.10～3.52 mg/L，最低值出現在周八家（七里坪鎮），最高值出現在楊守發農灌渠;豐水期，NH3-N濃度為0.11～1.59 mg/L，最低值出現在周八家（七里坪鎮），最高值出現在楊守發農灌渠;平水期，NH3-N濃度為0.06～1.55 mg/L，最低值出現在周八家（七里坪鎮），最高值出現在八里水廠（八里灣鎮）。倒水河紅安段流域在枯水期的NH3-N濃度高于豐水期、平水期。

從時間變化上看，倒水河紅安段上游NH3-N濃度在3個水期變化不大，中下游變化較大。其中周八家（七里坪鎮）、古峰嶺（七里坪鎮）、李忠恕（城關鎮）、白畈（杏花鄉）、五橋（城關鎮）、胡家河（城關鎮）、依河支流（太平橋鎮）7個斷面變化不大，其他斷面濃度在枯水期最高。

從全年平均值來看，倒水河紅安段NH3-N濃度大致呈現中游高，上游和下游低的變化趨勢。

2.3?TP時空變化特征?2018年倒水河紅安段TP時空變化見圖4。從空間變化上看，倒水河紅安段TP濃度在枯、豐、平3個水期均呈現波浪形變化。枯水期，TP濃度為0.03～0.99 mg/L，最低值出現在古峰嶺（七里坪鎮），最高值出現在楊守發農灌渠;豐水期，TP濃度為0.03～0.18 mg/L，最低值出現在古峰嶺（七里坪鎮），最高值出現在胡家河（城關鎮）;平水期，TP濃度為0.00～0.19 mg/L，最低值出現在周八家（七里坪鎮），最高值出現在張家灣（八里灣鎮）。

從時間變化上看，大部分監測斷面TP濃度在3個水期變化都不大，只有個別斷面變化較大，其中楊守發農灌渠TP濃度在枯水期最高。

從全年平均值來看，倒水河紅安段TP濃度呈現中游高，上游和下游低的變化趨勢。

3?倒水河紅安段水質評價

3.1?水質評價

河流水質評價方法及其結果的科學合理性一直是環境管理的熱點問題，其中綜合污染指數評價法能清晰反映具體污染指標的污染分指數，水質污染程度以及水質污染總的變化趨勢[6-10]。綜合倒水河紅安段的特點，選取綜合污染指數評價方法對倒水河紅安段的水質進行評價。選擇倒水河紅安段2018年豐、平、枯3個水期水質，對倒水河紅安段干流13個監測斷面數據進行分析評價，以便能明確直觀得出各斷面水質污染程度。

綜合指數評價法是根據污染指數判斷水體污染程度及主要污染物，具體計算公式如下：

式中，Pi為某污染物的污染分指數;Ci為某污染物的實測濃度（mg/L）;C0為某污染物的評價標準（mg/L）;

m為參評水質指標的項數;P為綜合指數。

詳細評定標準見表2。

2018年倒水河紅安段流域水質綜合污染指數見圖5。根據綜合污染指數評價結果顯示：枯水期，13個監測斷面中，水質級別為較好的有3個，輕度污染有3個，中度污染有2個，重污染有4個，嚴重污染有1個;豐水期，水質級別為較好的有4個，輕度污染有5個，中度污染有1個，重污染有3個;平水期，水質級別為好的有1個，輕度污染有7個，中度污染有5個。由此表明倒水河紅安段枯水期水質污染情況較嚴重，豐水期、平水期水質污染情況較好。

3.2?污染源分析?倒水河紅安段流域污染來源主要包括城鎮生活污染、農業種植、畜禽養殖、農村生活、企業排放、河面沉降。其中COD的主要污染來源為城鎮生活、畜禽養殖和農村生活;NH3-N主要來源為城鎮生活和畜禽養殖;TP主要來源為畜禽養殖。流域范圍內各鄉鎮對倒水河紅安段COD、NH3-N貢獻較大的主要為城關鎮、七里坪鎮和高橋鎮;對TP貢獻較大的主要為城關鎮、八里灣鎮和高橋鎮。因城關鎮為紅安縣的縣城區，發展最快，人口相對集中，而高橋鎮和八里灣鎮畜禽養殖普遍存在，故各污染物指標在倒水河紅安段中下游均出現超標現象，主要出現在城關鎮、高橋鎮和八里灣鎮。

4?結論與建議

以倒水河紅安段流域為研究對象，通過對倒水河紅安段流域水質監測和數據分析，明確倒水河紅安段流域COD、NH3-N、TP等水質參數的時空變化特征及水質狀況，主要結論如下：①倒水河紅安段流域水體中COD、NH3-N、TP濃度分別為5.92～24.56、0.06～3.52、0.00～0.99 mg/L，流域水體中COD、NH3-N、TP等指標均有一定超標，其中在枯水期最為嚴重，并且多出現在中下游。

②對倒水河紅安段干流上的13個監測斷面進行水質評價，倒水河紅安段在枯、豐、平3個水期均存在不同程度的超標情況，其中以枯水期水質最差，豐水期次之，平水期最好。

結合倒水河紅安段流域的水質污染狀況與紅安縣的實際情況，對治理與改善倒水河紅安段水質提出以下幾點建議：①完善城鎮污水管網規劃，進一步加強對城鎮生活污水的處理。②對于農村生活污水以及畜禽養殖廢水也應采取一定的治理措施，就農村實際情況而言，可采用人工濕地污水處理技術。

參考文獻

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