2018—2021年泉河水體變化原因分析

王晶晶

(安徽省阜陽水文水資源局,安徽 阜陽 236000)

1 泉河概況

泉河位于淮北平原，為潁河支流，發(fā)源于河南省郾城縣召陵崗高地，流經(jīng)商水縣、項(xiàng)城市、沈丘縣、臨泉縣、潁州區(qū)、潁泉區(qū)等豫皖縣市區(qū)，匯入潁河[1]。上游為泥河和汾河，至沈丘匯合后下游即為泉河，全長243km[2- 3]，其中安徽境內(nèi)98km，流域面積為4726km2，安徽境內(nèi)1990km2，河源地高程54m，安徽境內(nèi)入泉河的主要支流有涎河、流鞍河、界臨河、九龍溝4條。泉河于豫皖交界處的武溝口進(jìn)入安徽省臨泉縣境，至阜陽市城北注入潁河。本次評價(jià)范圍為安徽省境內(nèi)泉河主干河流，不包括上游河南段，評估長度為98km。

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，阜陽市有些河流存在不同程度的污染，水質(zhì)狀況的改變直接影響周邊居民生活。隨著我國全面實(shí)施依法治水，河流水質(zhì)研究和保護(hù)管理工作需要進(jìn)一步加強(qiáng)。河流是影響生態(tài)環(huán)境的重要因素，尤其是受到人類生活環(huán)境影響的內(nèi)河。為了解河流污染源，有效消減污染物，開展河流水質(zhì)監(jiān)測和水質(zhì)評價(jià)及污染源分析有著十分重要的意義。

自2017年以來，阜陽市加強(qiáng)入河排污口整治工作，河流的水質(zhì)狀況逐漸好轉(zhuǎn)。為了解自2017年以來泉河水質(zhì)的變化情況，文中以2018—2021年的監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù)，對泉河水質(zhì)狀況、降雨量進(jìn)行分析，得到泉河近4年來的水質(zhì)變化趨勢、達(dá)標(biāo)率與降雨量的關(guān)系，為科學(xué)制定泉河保護(hù)措施提供參考。

2 分析方法

文中采用2018—2021年泉河兩個(gè)斷面(楊橋閘、泉河105國道橋)監(jiān)測的總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量四個(gè)監(jiān)測項(xiàng)目和降雨量為依據(jù)，以Ⅲ類水作為泉河水質(zhì)目標(biāo)，根據(jù)GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值[4]，其中總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量Ⅲ類水的濃度限值分別為：0.2mg/L、1.0mg/L、6mg/L、20mg/L，對泉河2018—2021年的4個(gè)監(jiān)測項(xiàng)目進(jìn)行評價(jià)，得出近4年來泉河水質(zhì)變化趨勢及水質(zhì)類別，并通過綜合污染指數(shù)評價(jià)法[5- 7]分析泉河全年、汛期與非汛期的水質(zhì)污染狀況，結(jié)合降雨量，分析達(dá)標(biāo)率與降雨量的關(guān)系。

3 分析結(jié)果

3.1 斷面水質(zhì)分析

3.1.1楊橋閘

2018—2021年對楊橋閘斷面進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測的總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量的數(shù)據(jù)變化如圖1所示，水質(zhì)評價(jià)結(jié)果見表1。

結(jié)合圖1(a)—1(d)、表1分析，2018年總磷達(dá)標(biāo)率58.3%，2019—2021年達(dá)標(biāo)率均為100%。至2019年，總磷濃度趨于穩(wěn)定，均滿足Ⅲ類水要求；氨氮達(dá)標(biāo)率呈逐年上升趨勢，由2018年的達(dá)標(biāo)率83.3%上升到2021年的100%，氨氮濃度趨于降低，到2021年氨氮濃度各月均滿足Ⅲ類水要求；2018—2021年，高錳酸鹽指數(shù)達(dá)標(biāo)率均為100%，濃度均滿足Ⅲ類水要求；化學(xué)需氧量在2020年達(dá)標(biāo)率最低為41.7%，其余年份達(dá)標(biāo)率基本保持在66.7%，濃度有輕微上下浮動(dòng)趨勢。

圖1 楊橋閘2018—2021年監(jiān)測數(shù)據(jù)變化

表1 2018—2021年楊橋閘四個(gè)監(jiān)測項(xiàng)目水質(zhì)類別表

3.1.2泉河105國道橋

2018—2021年對泉河105國道橋斷面進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測的總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量的數(shù)據(jù)變化如圖2所示，水質(zhì)評價(jià)結(jié)果見表2。

結(jié)合圖2(a)—2(d)、表2分析，2018—2021年泉河105國道橋斷面總磷在2018年達(dá)標(biāo)率為75.0%，2019—2021年濃度趨于穩(wěn)定，達(dá)標(biāo)率均為100%，濃度均滿足Ⅲ類水要求；氨氮和高錳酸鹽指數(shù)在2018—2021年達(dá)標(biāo)率均為100%，濃度均滿足Ⅲ類水要求；化學(xué)需氧量在2020年達(dá)標(biāo)率最低為50.0%，濃度有輕微上下浮動(dòng)趨勢。

圖2 泉河105國道橋2018—2021年監(jiān)測數(shù)據(jù)變化

表2 2018—2021年泉河105國道橋四個(gè)監(jiān)測項(xiàng)目水質(zhì)類別表

通過對泉河2018—2021年2個(gè)監(jiān)測斷面楊橋閘、泉河105國道橋的總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量的分析，得到近年來泉河水體有逐漸變好趨勢，到2021年水體中的總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)均100%達(dá)到Ⅲ類水的要求，水體受化學(xué)需氧量的影響。

泉河水體中總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)均達(dá)到Ⅲ類水的主要原因有3點(diǎn)：一是政府加強(qiáng)對入河排污口的整治工作。自2017年以來，阜陽市全面開展入河排污口整治，并繼續(xù)加強(qiáng)對入河排污口整治“回頭看”工作，確保了整治工作不反彈，泉河水質(zhì)呈逐漸好轉(zhuǎn)趨勢。二是積極推行河長制。阜陽市建立健全了河長制工作體系，開展了各項(xiàng)專項(xiàng)行動(dòng)，加大資金投入，強(qiáng)化“四亂”問題排查整改。針對化肥企業(yè)(磷肥)、化工廠、農(nóng)業(yè)化肥使用，加強(qiáng)源頭控制，鼓勵(lì)公眾使用不含磷洗滌洗衣粉等，使河流總磷的濃度逐漸降低。三是建立國家濕地公園。在泉河河道上，現(xiàn)有兩個(gè)國家濕地公園，分別是潁泉泉水灣國家濕地公園、界首兩灣國家濕地公園[8- 9]。濕地公園對水環(huán)境質(zhì)量有較好的調(diào)節(jié)作用[10]。當(dāng)?shù)刂铝τ诒Ｕ先由鷳B(tài)環(huán)境和水質(zhì)質(zhì)量。

3.2 不同水期污染物狀況分析

結(jié)合楊橋閘和泉河105國道橋監(jiān)測的數(shù)據(jù)，根據(jù)算術(shù)平均數(shù)，求得泉河不同水期的總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量的濃度，結(jié)果如圖3所示。其中汛期為5—9月，非汛期為1—4月和10—12月。從結(jié)果可以看出，總磷、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量汛期濃度均大于非汛期濃度；氨氮汛期濃度小于非汛期濃度。一般認(rèn)為，點(diǎn)源污染是造成河流水質(zhì)非汛期超標(biāo)的重要因素，面源污染是河流水質(zhì)汛期超標(biāo)的主要原因[11]。

為綜合評價(jià)泉河汛期與非汛期的污染狀況，根據(jù)綜合污染指數(shù)評價(jià)法計(jì)算出泉河汛期綜合污染指數(shù)大于非汛期，結(jié)果如圖4所示。說明泉河汛期水質(zhì)要差于非汛期，水體主要受面源污染，比如農(nóng)村和城鎮(zhèn)生活、農(nóng)業(yè)種植、家禽養(yǎng)殖等帶來的水體污染。

圖3 泉河不同水期監(jiān)測數(shù)據(jù)變化

圖4 泉河不同水期綜合污染指數(shù)P值變化

3.3 降雨量分析

為進(jìn)一步探討泉河汛期水質(zhì)差于非汛期的影響因素，對2018—2021年泉河2個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的降雨量，利用算術(shù)平均數(shù)進(jìn)行分析，得到泉河2018—2021年的降雨量變化，結(jié)果如圖5—6所示。從結(jié)果可知，2020年汛期降雨量最大，且每年汛期降雨量均大于非汛期降雨量。結(jié)合總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量的數(shù)據(jù)，計(jì)算泉河2018—2021年的水質(zhì)達(dá)標(biāo)率，得到泉河水質(zhì)達(dá)標(biāo)率與降雨量呈負(fù)相關(guān)性，結(jié)果如圖7所示。

泉河水質(zhì)達(dá)標(biāo)率與降雨量呈負(fù)相關(guān)性，由于受人類活動(dòng)的影響，降雨量的增加使得農(nóng)村或城鎮(zhèn)地表徑流量也隨著增加，地表徑流攜帶的農(nóng)村及城鎮(zhèn)入河污染物也增加，經(jīng)降雨的沖刷作用，通過徑流過程匯入河流，導(dǎo)致水體污染物濃度增加，引起水體污染，水質(zhì)達(dá)標(biāo)率下降。例如2020年汛期泉河發(fā)生強(qiáng)降雨，汛期降雨量最大，一些農(nóng)村或城市生活垃圾、人畜糞便等生活污染物隨降雨流入河流，導(dǎo)致化學(xué)需氧量在2020年達(dá)標(biāo)率最低。

圖5

圖6 不同水期泉河降雨量變化

圖7 降雨量與達(dá)標(biāo)系關(guān)系

4 結(jié)論

通過對2018—2021年泉河兩個(gè)監(jiān)測斷面楊橋閘、泉河105國道橋的總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、降雨量的分析，得到泉河近年來水質(zhì)有變好的趨勢，水質(zhì)達(dá)標(biāo)率與降雨量呈負(fù)相關(guān)性。由于文中并未對GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的24個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行全部評價(jià)，因此泉河水體除受化學(xué)需氧量的污染外，可能還存在其他污染物。建議在泉河的后續(xù)治理中，加大對化學(xué)需氧量等一些重點(diǎn)污染物的治理，進(jìn)一步加強(qiáng)對農(nóng)村、城鎮(zhèn)生活垃圾和農(nóng)業(yè)種植等帶來的面源污染的管理力度。