吐曼河水質特性分析

張文河，查向浩，林 寧

（喀什大學 化學與環境科學學院，新疆 喀什 844000）

吐曼河作為唯一一條流經喀什市區的河流，對當地居民的生活以及城市生態文明的建設有非常重要的作用。喀什作為“一帶一路”建設中巴經濟走廊的重要節點城市，國家和地方政府加大了對喀什的投資建設力度。在貫徹習近平總書記“綠水青山就是金山銀山”的“兩山”理論背景下，除了加速發展喀什的經濟，生態環境的建設和保護同樣舉足輕重。喀什地區本身脆弱的荒漠生態環境及其有限的水資源承載力要求人們充分了解和掌握當地的水資源、水環境生態系統現狀，尤其是與人類生活密切相關的河水資源，一直制約著喀什乃至新疆經濟的發展。為了滿足吐曼河流域農業用水和流域內牲畜飲水的需求，吐曼河總水量的80%左右被消耗，剩下的河道水量不足總水量的20%，導致吐曼河喀什段經常出現市區以下河水斷流的情況[1]。另外，地面徑流引起的水力侵蝕以及風沙引發的風蝕導致吐曼河流域水土流失嚴重，這也是多年來突出的環境問題[2]。歷年來，不同學者對吐曼河水環境所做的大量研究分析清晰地揭示了河水質量的演變過程。2000年以前，河水中的污染物主要是洪水沖刷造成的兩岸黏土和有機質等自然污染；2000年以后，河流中下游的污染物源于沿河兩岸的生活污水排放[3]。對河水中高錳酸鹽指數、氨氮質量濃度和五日生化需氧量等指標的檢測及定量分析表明，自2003年起，吐曼河年平均水質類別均為Ⅴ類[4]。2004—2008年，吐曼河上游段水質有所好轉，為Ⅲ類；中游和下游水污染相對嚴重，為劣Ⅳ或Ⅴ類水質，主要污染物為石油類、NH4-N、氟化物[5]。這種情況一直持續到2010年，河水中的主要污染物是石油類、NH4-N和磷鹽，河水富營養化現象再現[1]。到了2017年，喀什園林局開始實施吐曼河綜合治理提升項目，投資額為1.2億元，關閉了河兩岸的污染源，河水各項指標均達到了國家標準，徹底改變了吐曼河的生態環境。

本研究對吐曼河水體中的氮、硫酸鹽、高錳酸鉀指數、大腸菌群數等參數進行了檢測，以確定目前吐曼河水環境質量情況，為今后進一步治理和保護河流提供科學依據。

1 吐曼河概況

吐曼河屬于喀什噶爾水系克孜河北支流之一，發源于喀什市西北方20多km處，總長58 km，流域面積約為576 km2，年均徑流量為1.26億m3，屬于泉水河。吐曼河主要依靠灌溉回歸水和少量雨水混合補給，河水年均徑流量的變差系數較小。吐曼河流經喀什市區18 km，河床平均寬15.0 m，經喀什市、疏附縣、英吾斯坦鄉，最終流入紅旗水庫。由于喀什地區距離粉塵源地較近，河水的含沙量較大，加上流經喀什市段河流的沉積速率較大，導致河床每年上升、河道變化明顯，需要定期給河水清淤。

2 材料與方法

2.1 采樣方法

本研究于2019年在吐曼河上游、中游、下游分別設置了3個斷面進行采樣。采樣時，在河流中泓線與河流橫斷面交匯處設置一個采樣點取水，采樣深度控制在0.3～0.5 m，每次取1 L水樣。在與第一個采樣點對稱的兩側分別設置一個采樣點取水。將水樣放在采樣瓶中，帶回實驗室測定各項水質參數。本研究對監測項目進行特征性優化分析，首先排除濃度幾乎恒定且達不到統計意義的項目，其次排除成分相關項目（如各種形式的氮和磷），最終選定河水pH、電導率、高錳酸鹽指數、五日生化需氧量、氨氮質量濃度、糞大腸菌群等指標進行分析，以GB 3838—2002《地表水環境質量標準》中的評價標準為依據[6-7]。

2.2 礦化度、電導率分析

礦化度分類標準：礦化度小于1 g/L為淡水、1～2 g/L為微咸水、3～10 g/L為咸水、10～50 g/L為鹽水、大于50 g/L為鹵水。吐曼河平均礦化度與電導率統計情況分別如圖1、圖2所示。吐曼河3個斷面的檢測結果表明，吐曼河的河水礦化度均小于1 g/L，屬于淡水資源。相比較而言，河流中游的礦化度最大，下游次之。吐曼河河水依靠泉水、雨水和灌溉回水補給，都屬于淡水，河流的中下游分布著人口密度比較大的居民區，對中下游水質產生了一定程度的影響。

圖1 吐曼河河水礦化度

根據我國GB 5749—2006《生活飲用水衛生標準》的規定，生活飲用水標準電導率不大于2 000 μS/cm。從圖2可以看出，河流中游河水的電導率最大，這和“礦化度與電導率呈正相關”相吻合。

圖2 吐曼河河水電導率

2.3 河水pH分析

pH分類標準：pH＜5.0為強酸性水，pH在5.0～6.4為弱酸性水，pH在6.5～8.0為中性水，pH在8.1～10.0為弱堿性水，pH＞10.0為強堿性水。吐曼河3個斷面的河水平均pH統計情況如圖3所示。由圖3可知，吐曼河3個斷面的河水都呈現出弱堿性。

圖3 吐曼河河水酸堿度

2.4 生化需氧量、氨氮和高錳酸鉀指數分析

高錳酸鹽指數、氨氮和五日生化需氧量等指標通常反映水體中有機污染引起的水質變化，質量濃度越大表明水污染程度越高，反之越低。從圖4可以看出，吐曼河河水中氨氮類污染物最少，3個監測斷面的平均值均不超過0.15 mg/L。本研究所監測的3個河流斷面參數波動不大。高錳酸鹽指數和五日生化需氧量這兩個指標雖然遠高于氨氮類，但是五日生化需氧量最大值為1.50 mg/L，小于2.00 mg/L；高錳酸鉀指數最大值也遠小于22.00 mg/L。依據GB 3838—2002《地表水環境質量標準》，3個河流斷面的水都屬于地表水I類水[7]。

圖4 吐曼河河水高錳酸鹽指數、氨氮質量濃度、五日生化需氧量

2.5 糞大腸菌群分析

糞大腸菌源于人的糞便及溫血動物糞便排入外環境，是用來衡量衛生質量的一種指標。如果在水體中檢測到糞大腸菌，表明水體遭到了污染。圖5是吐曼河沿程3個斷面的檢測結果。從圖5中可以看出，河流中下游的糞大腸菌多于上游，其中，河流下游最多。依據GB 3838—2002《地表水環境質量標準》，3個河流斷面的水都屬于地表水Ⅱ類水[7]。即使糞大腸菌總數超標，也不能代表河水遭到了糞便污染，因為糞大腸菌中包含非糞便來源的自然水體中存在的菌株[8]，還需要進一步測定河水中的糞大腸菌群指標來確定河水是否遭到了污染。糞大腸菌群與河水中的氮、磷元素高度相關，也是反映河水富營養化程度的指標之一[9]。

圖5 吐曼河河水糞大腸菌數

3 結果分析

（1）根據我國《地表水環境質量標準》，3個河流斷面水的高錳酸鹽指數、氨氮質量濃度和五日生化需氧量等指標至少達到了地表水Ⅱ類水標準。相比2003年吐曼河年平均水質類別均為Ⅴ類，現在的水質得到了改善，水質連年惡化的趨勢得到抑制。

（2）吐曼河糞大腸菌群沿程變化表明，吐曼河下游遭到的污染比上游嚴重，這與下游地區商業活動頻繁有一定的關系，加之中、下游河段的農貿市場、洗車場和喀什市最大的居民區—東湖小區、恒昌小區、公務員小區，其產生的各種生活污染物會影響河水的水質。

（3）礦化度是評價水中所含各種鹽類數量多少的指標，也是判斷天然水演化成咸水或鹵水程度的依據。吐曼河沿程的礦化度測定結果表明，河水為淡水。該指標與河水電導率有一定的關系。電導率是衡量水質的重要指標，表示水中電解質的濃度，其大小與水中所含無機酸、堿、鹽的量有一定關系，和溶解固體的濃度成正比，溶解固體的濃度越高，電導率越大。不同類型的水有不同的電導率。

4 結語

通過測定與分析2019年吐曼河上游、中游和下游水質參數可得：在喀什市政府的大力支持下，治理改造吐曼河工程全面啟動后，城區段排污截流、河水沉淀池建設、河道清淤、河岸改造、河岸綠化等措施的治理效果顯著，河水水質和河流生態環境得到了極大的改善。