長(zhǎng)江干流南京段石化廠下游水質(zhì)評(píng)價(jià)與變化趨勢(shì)分析

張晨晨，劉 飛

（長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局長(zhǎng)江下游水文水資源勘測(cè)局，江蘇 南京 210000）

0 引言

長(zhǎng)江作為我們的“母親河”，對(duì)流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要作用。然而隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，長(zhǎng)江流域各種問(wèn)題都隨之出現(xiàn)，再加上水資源配置不合理，污染問(wèn)題突出，長(zhǎng)江水生態(tài)受損嚴(yán)重。

安堃達(dá)[1]等人對(duì)長(zhǎng)江干流湖北段2016—2019 年間水質(zhì)變化規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)；婁保鋒[2]等人針對(duì)長(zhǎng)江干流從源區(qū)到入海口的較大時(shí)空角度對(duì)污染物通量的變化規(guī)律進(jìn)行了闡述；陳善榮[3]等人分析了長(zhǎng)江上游、中游和下游不同斷面近40 年來(lái)的水質(zhì)變化特征；譚凌智[4]等人研究了長(zhǎng)江干流上海段水體中溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮以及重金屬含量在豐水期和枯水期兩季的變化規(guī)律；王小煥[5]等人運(yùn)用基于灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣的TOPSIS 法評(píng)價(jià)入出三峽水庫(kù)水質(zhì)，運(yùn)用R/S 法查明入出庫(kù)水質(zhì)的未來(lái)變化趨勢(shì)。但未見對(duì)長(zhǎng)江干流南京段水質(zhì)變化趨勢(shì)的分析結(jié)果。

鑒于此，本文針對(duì)長(zhǎng)江干流南京段石化廠下游監(jiān)測(cè)點(diǎn)（國(guó)家終點(diǎn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)）2010—2020 年11 年間的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，在進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，采用Mann-Kendall 趨勢(shì)檢驗(yàn)法對(duì)水質(zhì)變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，通過(guò)客觀評(píng)價(jià)長(zhǎng)江干流南京段石化廠下游水質(zhì)狀況，以期為長(zhǎng)江干流南京段水質(zhì)監(jiān)測(cè)、保護(hù)和利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究方法

1.1 水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

南京石化廠下游監(jiān)測(cè)斷面，2020 年水質(zhì)目標(biāo)為Ⅱ類，監(jiān)測(cè)頻次為每年12 次，每月監(jiān)測(cè)一次。石化廠下游監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置見圖1。

圖1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位位置圖

根據(jù)《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》，結(jié)合南京市地表水污染特征，選取氨氮、總磷及化學(xué)需氧量等22 項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。同時(shí)，根據(jù)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督總局與國(guó)家環(huán)?？偩致?lián)合發(fā)布的GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)長(zhǎng)江干流南京段監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.2 Mann-Kendall 趨勢(shì)檢驗(yàn)法

Mann-Kendall 趨勢(shì)檢驗(yàn)法是非參數(shù)檢驗(yàn)法最為有效的工具，被廣泛應(yīng)用于水文序列變化趨勢(shì)分析中[6-7]，不需要樣本遵從分布，不受異常值影響。最終的檢驗(yàn)結(jié)果可根據(jù)Z 值的大小判斷序列變化趨勢(shì)，Z值大于0 說(shuō)明存在上升趨勢(shì)，反之存在下降趨勢(shì)。

2 評(píng)價(jià)結(jié)果

將所收集的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見表1。

表1 水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果

2.1 年內(nèi)變化

按照汛期（汛期為5—9 月）、非汛期（1—4 月、10—12 月）及全年評(píng)價(jià)斷面水質(zhì)2015、2017 年水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果表明，同一年度汛期水質(zhì)優(yōu)于非汛期。

2.2 年際變化

從表1 中的評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)看，斷面水質(zhì)在2010—2018 年間基本穩(wěn)定在Ⅲ類水，2019 年以后基本達(dá)到Ⅱ類水，說(shuō)明長(zhǎng)江干流南京段石化廠下游水質(zhì)整體狀況趨于好轉(zhuǎn)。

3 水質(zhì)變化趨勢(shì)分析

3.1 特征污染物

根據(jù)《江蘇省地表水（環(huán)境）功能區(qū)劃》，2010 及2020 年水質(zhì)目標(biāo)為Ⅱ類。2019 年以后基本穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，2019 年以前主要污染物為總磷及氨氮。

3.2 水質(zhì)變化趨勢(shì)

采用2010—2020 年11 年間水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中的氨氮和總磷兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行水質(zhì)變化趨勢(shì)分析。趨勢(shì)檢驗(yàn)結(jié)果如表2 所示。在置信度95%水平上，|Z|＞3.25時(shí)，具有顯著的上升或下降趨勢(shì)。對(duì)于氨氮，石化廠下游監(jiān)測(cè)點(diǎn)具有顯著下降趨勢(shì)。從整體上看，氨氮和總磷均呈下降趨勢(shì)。

表2 水質(zhì)趨勢(shì)分析結(jié)果

3.3 水質(zhì)變化原因分析

2008 年及以前，長(zhǎng)江干流南京段沿線污染物的大量排放造成了水環(huán)境的惡化。其中，右岸匯入長(zhǎng)江干流的通江河道污染比左岸嚴(yán)重，很多企業(yè)和單位不直接排向長(zhǎng)江，而是先排入城市內(nèi)河，最終再匯入長(zhǎng)江[8]，也間接造成長(zhǎng)江干流污染。

通過(guò)對(duì)設(shè)置在石化廠下游監(jiān)測(cè)點(diǎn)位上游的南京煉油廠排口水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析（圖2）發(fā)現(xiàn)，排口和干流監(jiān)測(cè)斷面污染物濃度基本呈下降趨勢(shì)，排口水質(zhì)逐漸向好，與長(zhǎng)江干流水質(zhì)差異越來(lái)越小。

圖2 上游排口及石化廠下游水質(zhì)變化圖

從2000 年開始，隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，政府對(duì)水污染的控制也越來(lái)越重視?！度珖?guó)水環(huán)境容量核定和總量分配工作方案》和《排污許可證工作指南》等文件在全國(guó)推行容量總量控制，同時(shí)，水污染防治工作特別是“十三五”以來(lái)“水十條”的實(shí)施有效促進(jìn)了地表水環(huán)境質(zhì)量的改善。在國(guó)家和政府采取一系列非工程措施的基礎(chǔ)上，長(zhǎng)江流域也采取一些工程措施有效控制了氮磷的污染。

一系列的研究表明[9]，氨氮與生活污染源排放、城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施等情況有較強(qiáng)的相關(guān)性，總磷通常與涉磷企業(yè)、農(nóng)業(yè)面源等情況有關(guān)。針對(duì)上述情況，主要采取了以下工程措施：

1）截污納管，封堵污水排口，對(duì)污水排口上游管道進(jìn)行雨污分流。

2）黑臭水體治理，對(duì)匯入長(zhǎng)江的黑臭支流進(jìn)行治理。

3）加強(qiáng)農(nóng)田地表徑流控制，降低氨氮、總磷對(duì)水質(zhì)的影響。

4）加強(qiáng)對(duì)初期雨水徑流控制，降低SS 對(duì)水質(zhì)的影響。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)長(zhǎng)江干流南京段石化廠下游2010—2020 年11 年間水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析水質(zhì)變化趨勢(shì)及原因，得到如下結(jié)論：

1）長(zhǎng)江干流南京段石化廠下游總體水質(zhì)較好，汛期水質(zhì)優(yōu)于非汛期，并且在2019 年基本穩(wěn)定達(dá)到Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)，主要影響因子是總磷和氨氮。

2）通過(guò)水質(zhì)變化趨勢(shì)分析發(fā)現(xiàn)氨氮和總磷均呈下降趨勢(shì)，其中氨氮有具有顯著下降趨勢(shì)。

3）通過(guò)對(duì)比上游排口和長(zhǎng)江干流監(jiān)測(cè)斷面的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，隨著一系列工程的實(shí)施，降低了長(zhǎng)江干流南京段石化廠下游河道的污染物濃度，排口和斷面水質(zhì)差異越來(lái)越小，水質(zhì)逐漸向好。