廖述元 申玲 瑞興強(qiáng)
摘要:本文首先依據(jù)所采集的邵陽(yáng)市環(huán)保局2009年至2013年各年7月邵水入河口斷面水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料,以及邵水河水污染特征,選取九個(gè)地表水常用水質(zhì)指標(biāo),對(duì)該時(shí)期邵水河的水質(zhì)狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。分析表明溶解氧、石油類、揮發(fā)酚、氨氮波動(dòng)幅度較小,比較穩(wěn)定;高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、總磷、糞大腸菌群波動(dòng)幅度大,不穩(wěn)定。然后運(yùn)用單項(xiàng)污染指數(shù)、有機(jī)污染綜合指數(shù)、綜合污染指數(shù)對(duì)邵水河進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),結(jié)果得出近五年邵水河的氨氮、化學(xué)需氧量、總磷未能達(dá)到Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),揮發(fā)酚和類大腸菌群未能達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),屬嚴(yán)重超標(biāo)。
關(guān)鍵詞:邵水河;污染源;水質(zhì)指標(biāo)
1.邵水河水環(huán)境特征
1.1水系與流域特征
邵水河是資江的重要支流之一,屬資江的一級(jí)支流。發(fā)源于邵東縣雙鳳鎮(zhèn)回龍峰西北麓,途徑龍公橋鎮(zhèn)、棠下、周管橋下、兩市鎮(zhèn)、牛馬司鎮(zhèn)、魏家橋鎮(zhèn)、大祥區(qū)、雙清區(qū),最后在邵陽(yáng)市雙清區(qū)水府廟處注入資江[1]。邵水河河流全長(zhǎng)112km,流域面積為2086km2,占了邵陽(yáng)市總面積的1/10。年平均徑流量為11.4719億m3,平均流速為0.5m/s,全年最大流量為1350m3/s,最小流量為0.039m3/s。邵水河全程有大小支流81條,較大的支流有槎江、西洋江、檀江、石壩河。流域內(nèi)有中小型水庫(kù)63座,流域內(nèi)人口約為190余萬,大概占據(jù)邵陽(yáng)市總?cè)丝诘?6.5%,該流域聯(lián)系著邵陽(yáng)經(jīng)濟(jì)中樞地帶,影響著邵陽(yáng)市1/3人口的生產(chǎn)和生活。邵水河干流及主要支流見圖2.1。
圖2.1邵水河干流及其支流流域
1.2邵水流域污水來源
1.2.1農(nóng)業(yè)排水
流域內(nèi)化肥和農(nóng)藥的邵水面積超過2000平方公里的使用,非點(diǎn)源污染和引起的污染物排放和土壤侵蝕邵河沿岸,是形成邵水氨氮、總磷、糞大腸菌群偏高的主要原因。
1.2.2生活污水
邵水河沿江的主要城鎮(zhèn)包括邵東縣、新邵縣、邵陽(yáng)縣、雙清區(qū)和大祥區(qū)。其中邵東縣每年排放生活污水400萬噸進(jìn)入邵水,新邵縣每年排放生活污水350萬噸進(jìn)入邵水,邵陽(yáng)縣每年排放生活污水270萬噸進(jìn)入邵水,雙清區(qū)每年排放300萬噸生活污水,大祥區(qū)每年排放192萬噸生活污水人邵水,全市生活污水排放量為15284.653萬噸。生活污水中化學(xué)需氧量、氨氮、總磷、糞大腸菌群指數(shù)偏高的重要原因。
1.2.3工業(yè)污染
邵水流域最主要的工業(yè)污染源主要集中于邵東縣的兩市鎮(zhèn)、仙槎橋、牛馬司鎮(zhèn)、黑田鋪鎮(zhèn)和邵陽(yáng)市區(qū)沿岸,尤其是邵東兩市鎮(zhèn)地段。一方面主要是工業(yè)污水的排放,主要包括邵東造紙廠、邵東縣化肥廠、邵東焦化廠、牛馬司煤礦和牛馬司鎮(zhèn)煉焦企業(yè)群、煤炭采用企業(yè)群、再生紙企業(yè)群、電鍍企業(yè)群。是造成揮發(fā)酚、六價(jià)鉻、化學(xué)需氧量、鉛、氰化物指數(shù)偏高的原因;另一方面則是工業(yè)產(chǎn)生的廢氣,通過大氣中二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物等酸性污染物質(zhì)溶于水中,形成酸雨,降落到邵水河流域。是造成硫化物、氨氮、溶解氧、PH值指數(shù)偏高的原因。
2.邵水水質(zhì)狀況分析
2.1資料來源
本文研究過程中所采集的資料來源于邵陽(yáng)市環(huán)保局2009年——2013年各年7月對(duì)邵水入河口斷面進(jìn)行的水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)。監(jiān)測(cè)時(shí)按不同深度對(duì)邵水入河口斷面的不同深度分別取水樣3~6個(gè),在室內(nèi)分成3組,每個(gè)月檢測(cè)4次,最終取得平均值,具體的污染指標(biāo)見表3.1。
2.2主要的監(jiān)測(cè)指標(biāo)分析
2.2.1主要指標(biāo)
根據(jù)邵水河水質(zhì)污染的特點(diǎn),在分析邵水河水質(zhì)狀況時(shí)選擇了其具有代表性的污染指標(biāo),包括高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、COD、BOD五、溶解氧、揮發(fā)酚、石油、總磷、糞大腸菌群九個(gè)地表水指數(shù),其余的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目基本上都能夠滿足邵陽(yáng)市地表水功能的要求[2]。
2.2.2動(dòng)態(tài)分析
從圖2.1邵水入河口斷面2009—2013年各年7月的水質(zhì)參數(shù)變化圖(1)中可以看出:溶解氧含量在4.7~6.87mg/l之間波動(dòng),波動(dòng)幅度較小,比較穩(wěn)定,整體呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢(shì),2009年至2011年由6.87mg/l下降到4.7mg/l,而2011年至2013年由4.7mg/l上升到6.7mg/l;高錳酸鹽指數(shù)在4.43~1.95mg/l之間波動(dòng),波動(dòng)幅度大,不穩(wěn)定,整體呈現(xiàn)出先下降后上升再下降的趨勢(shì),2009年至2010年由4.43mg/l下降到3.21mg/l,2010年至2011年由3.21mg/l上升到4.51mg/l,2011年至2013年由4.51mg/l,2013年達(dá)到1.95mg/l;化學(xué)需氧量在8.48~21.3mg/l之間浮動(dòng),波動(dòng)幅度大,不穩(wěn)定,到2013年也有下降的趨勢(shì),2013年下降到16.3mg/l;五日生化需氧量在1.28~3.35mg/l之間,波動(dòng)幅度也較大,不穩(wěn)定,到2013年也有下降的趨勢(shì),下降到1.44mg/l;氨氮在0.469~1.28mg/l之間,整體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì),波動(dòng)幅度小,比較穩(wěn)定,2013年下降到0.469mg/l。
從圖2.2邵水入河口斷面2009—2013年各年7月的水質(zhì)參數(shù)變化圖(2)中可以看出石油類在在0.028~0.045mg/l之間波動(dòng),波動(dòng)幅度較小,比較穩(wěn)定,2013年為0.04mg/l;揮發(fā)酚在0.001~0.004mg/l左右浮動(dòng),變化趨勢(shì)不明顯,比較穩(wěn)定,2013年為0.0041mg/l;總磷的平均值在0.021~0.138mg/l之間波動(dòng),變化趨勢(shì)很明顯,不穩(wěn)定,到2013年呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì),下降到0.021mg/l。
從圖2.3邵水入河口斷面2009—2013年各年7月的水質(zhì)參數(shù)變化圖(3)中可以看出糞大腸菌群個(gè)數(shù)波動(dòng)較大,在9400~92000個(gè)/l之間波動(dòng),波動(dòng)幅度大,不穩(wěn)定,2013年為28000個(gè)/l,與2010年數(shù)值92000個(gè)/l相比下降還是比較明顯的,但近兩年來又有上升的趨勢(shì)。
3.1.2有機(jī)污染綜合指數(shù)
有機(jī)污染綜合指數(shù)評(píng)價(jià)方法主要是針對(duì)河流的水體污染的一種常用綜合評(píng)價(jià)方法,一般依據(jù)高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、五日生化需氧量、溶解氧這4項(xiàng)指標(biāo)的等標(biāo)污染指數(shù)來綜合判別水質(zhì)的指標(biāo),其計(jì)算方法如下:
A=BODiBOD0+CODiCOD0+NH3-NiNH3-N0-NOiNO0(3.2)
式(3.2)“i”帶下標(biāo)的項(xiàng)表示該指標(biāo)的真實(shí)測(cè)量值,帶下標(biāo)“o”的項(xiàng)表示該指標(biāo)某一類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的上限值。因?yàn)楦咤i酸鹽指數(shù)、氨氮、生化需氧量都是含量越低,水質(zhì)越好,上式中前面都為正號(hào),而溶解氧是含量越高,水質(zhì)越好,因而上式溶解氧前面為負(fù)號(hào)。一般情況下,定義A值﹤0,表示水質(zhì)質(zhì)量為良好;A值為0~1,表示水質(zhì)質(zhì)量較好;A值為1~2,表示水質(zhì)質(zhì)量一般;A值為2~3,表示水質(zhì)開始污染;A值為3~4,表示水質(zhì)達(dá)中等污染;A值﹥4,表示水質(zhì)受到嚴(yán)重污染[4]。
3.1.3水質(zhì)綜合污染指數(shù)
由于水的不同類別,水質(zhì)的要求是不同的,并使用一個(gè)單一的標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)價(jià)水質(zhì)是不合理的。在計(jì)算水質(zhì)的污染指數(shù)時(shí),應(yīng)該按照相應(yīng)水體功能所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行計(jì)算,才比較合理。綜合污染指數(shù)計(jì)算方法:
P=1/n∑Pi(3.3)
n為8,即為參與評(píng)價(jià)的八個(gè)項(xiàng)目。
依據(jù)以上公式能夠看出,水質(zhì)綜合污染指數(shù)的計(jì)算是基于不同類別標(biāo)準(zhǔn)的估計(jì)上得出的,因此綜合污染指數(shù)的對(duì)比一般只能在同一類別的水體中進(jìn)行,當(dāng)然也邵水河可以進(jìn)行多年比較,但是如果對(duì)不同類別的水體作比較,則缺乏可比性。
水質(zhì)綜合污染指數(shù)確定邵河水質(zhì)污染程度是相對(duì)的,它對(duì)應(yīng)于邵陽(yáng)市水體功能判斷污染程度。例如,對(duì)II類水質(zhì)要求水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)高于Ⅲ類,綜合指標(biāo)對(duì)應(yīng)于不同類型的水和水的質(zhì)量(以邵水河為例),P≤0.8,水質(zhì)合格;0.8﹤P≤1.0,水質(zhì)基本合格;1.0﹤P≤2.0,P﹥2.0,水質(zhì)重污染。
3.2評(píng)價(jià)結(jié)果
(1)根據(jù)邵陽(yáng)市地表水水質(zhì)污染的特點(diǎn)對(duì)所選取的九個(gè)指標(biāo)分別對(duì)應(yīng)Ⅱ類和Ⅲ類水域標(biāo)準(zhǔn)[5]。單項(xiàng)污染指數(shù)主要是對(duì)邵水河各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算,從表3.2可以看出:邵水河參照Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),在過去的五年中,邵河高錳酸鹽指數(shù)五日生化需氧量,氨氮,溶解氧,油,全磷可以基本達(dá)到二級(jí)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),總磷為0.95,相對(duì)于其他五項(xiàng)來講離臨界值較近,有向Ⅲ類轉(zhuǎn)化的趨勢(shì);化學(xué)需氧量、揮發(fā)酚、糞大腸菌群都未能滿足Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),其中糞大腸菌群為18.64,屬于嚴(yán)重超標(biāo)。從表3.3可以看出:參照Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),近五年來邵水河的揮發(fā)酚、糞大腸菌群達(dá)不到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),其中糞大腸菌群為3.73,屬于嚴(yán)重超標(biāo),揮發(fā)酚為1.11,超標(biāo)不是特別嚴(yán)重。其他七項(xiàng)基本能滿足邵水河Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
(2)有機(jī)污染綜合指數(shù)(A值)評(píng)價(jià)法主要是針對(duì)水體有機(jī)污染的一種綜合評(píng)價(jià)方法,從表4.4可以看出:參照Ⅲ類地表水要求,邵水河2009—2013年平均值為0.61,總體來說近五年邵水河水質(zhì)質(zhì)量較好,2009年的最大值為1.36,基本達(dá)到邵陽(yáng)市規(guī)定地表水Ⅲ類水的要求,基本能夠?qū)崿F(xiàn)邵水河Ⅲ類水體功能,并且近五年來有機(jī)污染綜合指數(shù)(A值)在下降,說明邵水河水質(zhì)狀況有所改善;但是參照Ⅱ類地表水要求,邵水河2009—2013年平均值為2.4,總體來說邵水河水質(zhì)開始污染,說明邵水河現(xiàn)基本能滿足Ⅲ類水體功能,離Ⅱ類水體功能還有一些差距。
(3)水質(zhì)綜合污染指數(shù)(P值)的計(jì)算是在單項(xiàng)污染指數(shù)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上計(jì)算得到的??紤]到邵陽(yáng)地表水污染特點(diǎn),在計(jì)算水質(zhì)綜合污染指數(shù)時(shí)選擇了邵陽(yáng)市具有代表性的污染物,包括五日生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、化學(xué)需氧量、石油類、揮發(fā)酚、類大腸菌群和總磷,其余監(jiān)測(cè)項(xiàng)目在邵陽(yáng)市水體中基本上都能滿足相應(yīng)的地表水功能要求[6]。
從表3.5可以看出:參照Ⅲ類地表水要求,邵水入河口斷面的2009—2013年P(guān)值平均值為1.1,水體功能明顯受到了制約,如果要充分發(fā)揮邵水水體的原有功能必須采取一定的措施,但近年來有逐漸轉(zhuǎn)好的趨勢(shì),2013年為0.97,邵水河已經(jīng)基本能夠滿足Ⅲ類地表水要求,但由于個(gè)別指標(biāo)不合格,則邵水河要達(dá)到Ⅲ類地表水要求,還有一定的差距;參照Ⅱ類地表水要求,邵水入河口斷面的2009——2013年P(guān)值平均值為3.22,邵水河水體功能的實(shí)現(xiàn)已經(jīng)受到了嚴(yán)重的損害,如果不及時(shí)采取必要的措施,或者改變邵水河的水體功能,直接利用邵水河現(xiàn)在的水體功能是危險(xiǎn)的。
4.結(jié)語(yǔ)
從本文分析及評(píng)價(jià)的結(jié)果可以看出邵水河近五年來總的水質(zhì)狀況有所改進(jìn),但是離定義邵水河的水質(zhì)目標(biāo)Ⅲ類地表水還有差距,離Ⅱ類地表水要求差距更遠(yuǎn)。具體表現(xiàn)在邵水河的氨氮、化學(xué)需氧量、總磷未能達(dá)到Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),揮發(fā)酚和類大腸菌群未能達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),屬嚴(yán)重超標(biāo)。這表明主要污染物是工業(yè)污染和生活污水的排放。
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