吳澤鑫

水文水資源

河南省轄淮河流域2009～2013年間COD和氨氮變化分析

吳澤鑫

20世紀(jì)80年代以來，我國政府高度重視淮河流域水質(zhì)治理問題，“九五”期間列為重點治理的“三河三湖”之首，掀起治淮的高潮。近些年淮河流域排污總量得到很大削減，根據(jù)環(huán)境保護(hù)部《2013年中國環(huán)境狀況公報》數(shù)據(jù)顯示，淮河流域總體為輕度污染，86個國控斷面中，Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ～Ⅴ類水質(zhì)斷面分別占59.6％、28.7％，其中主要的污染指標(biāo)為化學(xué)需氧量（COD）、五日生化需氧量（BOD5）以及高錳酸鹽指數(shù)，與往年相比，水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)。本文根據(jù)河南省境內(nèi)淮河水系布設(shè)的省控斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)，選擇總量控制因子COD和氨氮兩個指標(biāo)，分析了二者在2009～2013年間的變化，并采用單因子指數(shù)進(jìn)行了水質(zhì)評價，為該流域水污染防治提供基礎(chǔ)研究。

一、數(shù)據(jù)來源與方法

依據(jù)《河南省地表水環(huán)境質(zhì)量報告》（河南省環(huán)境保護(hù)廳），2009年、2010年省控斷面布設(shè)35個，2011～2013年增加至46個，主要分布于淮河干流、潁河、雙洎河、惠濟(jì)河、小蔣河、鐵底河、小溫河、沙河、賈魯河等25條干支流。水質(zhì)評價采用單因子指數(shù)法，是一種操作簡便、評價結(jié)果偏于安全而被廣泛采用的評價方法，是將各指標(biāo)實測濃度值與評價標(biāo)準(zhǔn)逐項對比，選取水質(zhì)最差的類別即為評價結(jié)果，因此該法又稱“一票否決法”。

二、水質(zhì)評價

基于單因子污染指數(shù)法，根據(jù)《河南省地表水責(zé)任目標(biāo)斷面水質(zhì)周報》數(shù)據(jù)，依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002），評價各個監(jiān)測斷面水質(zhì)是否達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。限于篇幅，本文僅選擇河南省轄淮河流域15個監(jiān)測斷面，分析了近5年各個斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況（見表1）。

從表中可看到，大部分監(jiān)測斷面水質(zhì)符合地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，淮河干流近5年水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示全部達(dá)標(biāo)，符合Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，說明水污染治理工作取得較大進(jìn)展；洪河支流新蔡班臺、渦河支流通許邸閣監(jiān)測斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)率均較高，說明區(qū)域地表水環(huán)境質(zhì)量較好；睢縣板橋、太康軒莊橋、臨潁高村橋等監(jiān)測斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)率較低，說明這幾個區(qū)域水體污染問題仍比較突出；新鄭黃莆寨、舞陽馬灣、舞鋼石莊橋、西華大王莊等監(jiān)測斷面的水質(zhì)達(dá)標(biāo)率近幾年呈現(xiàn)比較明顯的提高，說明雙洎河、八里河、賈魯河等河流的水質(zhì)有所改善。

三、水質(zhì)變化分析

1.COD變化分析

（1）年際變化

近5年COD平均濃度總體上表現(xiàn)為下降趨勢，各年的超標(biāo)倍數(shù)也呈現(xiàn)減少狀態(tài)。根據(jù)《河南省環(huán)境狀況公報》，2009年淮河流域河南段Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)河段長2185.0km，占監(jiān)控河段長度的48.4％，Ⅳ類水質(zhì)河段長809.8km，占17.9％，Ⅴ類水質(zhì)河段長299.9km，占6.7％；2010年Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)河段占監(jiān)控河段長度的57.7％，比上年增加420.8km，Ⅴ類水質(zhì)河段占5.0％，比上年減少73.0km。但是2011年劣Ⅴ類的監(jiān)測斷面有所增加，占省控斷面30.4％，2012年、2013年水質(zhì)符合Ⅰ～Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)的斷面占42％左右，COD略有下降，見圖1。

表1 井田地表塌陷深度影響面積統(tǒng)計表

（2）年內(nèi)變化

COD在各年內(nèi)總體變化趨勢比較一致（見圖2），即每年的1～4月份、11月份和12月份COD含量明顯較高，而6～9月份含量較低，這與水文現(xiàn)象的循環(huán)變化有關(guān)，在冬春季節(jié)枯水期河川流量較小而造成各類污染物濃度偏高，5～10月份的汛期雨水豐富，河水流量激增，水體自凈能力增加，對污染物的稀釋、沉淀及遷移作用較大。值得注意的是，2011年7月份整個河段的COD含量偏高，經(jīng)分析由于太康軒莊橋監(jiān)測斷面出現(xiàn)斷流，上游無清潔水源補(bǔ)給進(jìn)行稀釋，且監(jiān)測斷面附近有高COD污水注入，導(dǎo)致鐵底河支流上出現(xiàn)峰值。

2.氨氮指數(shù)變化分析

（1）年際變化

水中氨氮主要來源于生活污水中含氮有機(jī)物受微生物作用的分解產(chǎn)物、焦化合成氨等工業(yè)廢水以及農(nóng)田排水等，是水體中的營養(yǎng)素。近5年淮河流域河南段的氨氮指數(shù)呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢（見圖3），以2009年為基準(zhǔn)，2010～2013年氨氮下降幅度分別為19.9％、35.7％、50.9％和60.1％，說明該區(qū)域水污染防治工作取得一定成效。但是作為淮河流域主要的污染物因子之一，氨氮含量仍偏高，需進(jìn)一步加強(qiáng)排放源的控制與治理。

（2）年內(nèi)變化

與COD的變化類似，氨氮在每年冬春季節(jié)含量明顯較高，而夏秋季節(jié)里含量較低，與時間呈現(xiàn)淺“U”形關(guān)系（圖4）。具體而言，1～4月份、11月份和12月份含量高，而6月份～10月份含量較低，尤其6、7、8這三個月份的含量最低，原因與上述COD是一致的。此外，從圖中可見2009年2月份和3月份含量偏高，經(jīng)分析由于中牟陳橋、睢縣板橋、太康軒莊橋監(jiān)測斷面出現(xiàn)峰值，意味著生活和工業(yè)廢水排放較多；2010年氨氮含量略有下降，8～10月份符合Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，1月份含量5.31mg/L，超標(biāo)最嚴(yán)重；2011年比上年有所好轉(zhuǎn)，有6個月份的氨氮達(dá)到Ⅴ類水質(zhì)，最高值仍出現(xiàn)在1月份為3.52 mg/L；2012年和2013年發(fā)生很明顯的變化，氨氮含量下降顯著，2013年4～11月份均符合Ⅳ類水質(zhì)要求（≤1.5mg/L），其中6～10月份達(dá)到Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)（≤1.0mg/L）。

四、結(jié)論

經(jīng)分析，得出主要結(jié)論如下：（1）COD和氨氮在近5年均表現(xiàn)出下降趨勢，并且氨氮減少更為顯著；（2）二者在年內(nèi)變化具有類似規(guī)律，冬春季節(jié)含量高而夏秋季節(jié)含量明顯低，具體而言，11、12月份，翌年1～3月份含量偏高，6～9月份含量最低；（3）淮河干流水質(zhì)達(dá)標(biāo)率較高，但部分支流仍存在超標(biāo)現(xiàn)象，尤其對于惠濟(jì)河和清潩河需要增強(qiáng)治理

圖1 2009～2013年COD年際值及超標(biāo)倍數(shù)變化

圖3 2009～2013年氨氮指數(shù)變化

圖4 2009～2013年氨氮指數(shù)的年內(nèi)變化

（作者單位：河南省化工研究所有限責(zé)任公司 450052）