汾河運城段水質評價及超標污染因子控制分析

衛 偉

（太原理工大學研究生院，山西 太原 030024）

1 河道水質監測情況

運城處于汾河最下段，是控制污染物排入黃河的最后一道關口。近年來，由于上中游過量開采水資源，河道徑流銳減，同時超標超量排放污水，導致汾河進入運城已嚴重污染，而汾河經過新絳、稷山、河津三縣城人口及工業密集區，大量排入城市污水及工業廢水，污染進一步加重。國家環保部門在新絳站（運城入口）和河津大橋（運城出口）設立了兩處監測斷面，每月（河道斷流除外）對汾河水質進行監測，監測項目包括流量、DO（溶解氧）、CODcr（化學需氧量）、BOD5（生化需氧量）、氨氮、總氮、LAS（陰離子表面活性劑）等25項，從兩站2005—2010年6年監測結果看，有多項指標超過《地表水環境質量標準》中Ⅴ類水質標準，其中運城段超標而且加重的污染項目主要有DO、CODcr、BOD5、氨氮、總氮、LAS等。監測結果表明，2005—2010年污染程度逐漸減輕，尤其是2010年，兩站所有指標明顯下降，CODcr已達到或接近Ⅴ類水質要求，說明環保治理及監管成效顯著，但綜合評價指標仍滿足不了水功能區劃對水質標準的要求。根據水環境保護功能區劃分，汾河運城段新絳、稷山、河津劃為三級防治區。干流兩側河谷平原和半山丘陵區，對應于農業用水功能要求Ⅴ類水質河段。按地表Ⅴ類水質要求，2010年河津斷面DO達到Ⅳ類水質標準，CODcr超標0.31倍，BOD5超標0.69倍，氨氮超標7.67倍，總氮超標9.32倍，說明運城段有機物、非金屬無機物污染仍很嚴重，目前水質仍屬超Ⅴ類水。

2 現狀水質評價

根據監測資料，運用單因子評價法和內梅羅指數法對兩斷面2010年各項監測指標進行計算分析，并參考《內梅羅水質指數污染等級劃分標準》對汾河水質進行評價。新絳站里斷面的平均污染指數1.19，綜合指數7.15，屬嚴重污染水質，說明汾河進入運城之前就受到嚴重污染。河津大橋斷面平均污染指數1.28，綜合指數7.35，屬嚴重污染水質。兩斷面相比，河津平均污染指數高0.09，綜合指數高0.2，進一步說明運城境內污染加重，河道水環境治理還需加大力度。

3 污染指數變化趨勢分析

通過對2005年加大治理監管以來6年的資料整理，分別進行內梅羅指數評價。從指數變化分析，2005—2008年呈增高趨勢，2008—2010年呈下降趨勢，而且河津和新絳兩斷面都是2008年達到最高值，這是整個流域污染治理力度和源自經濟增長帶來的污染增排綜合作用的體現，2005—2008年指數增大是由于污染物各單項指標下降但污染物總量慣性增長造成的，2008—2010年指數下降趨勢說明，綜合治理力度遏制了污染物慣性增量，由此預測未來指數將會進一步下降。

但是內梅羅指數也存在問題，雖然增加了污染最大因子總氮的考量，但總氮和氨氮偏高，可在一定程度上滿足農業灌溉用水水質，在其他因子都下降或者已經滿足Ⅴ類水標準要求，僅此項增高，也會導致內梅羅指數上升，造成對水質的誤判。因此除了內梅羅指數，還應該對每一項超標污染因子進行具體分析。

4 排污口排污情況

導致各污染因子增高的原因，主要是各類污水超河道納污能力排放造成的。2010年6月，河道和環監部門對沿河排污口進行了調查摸底，運城汾河干流現有主要入河排污口19處，日排放總量8.5萬t。其中，城市及農村生活污水口12處，日排量4.1萬t，包括經過處理排放的3.1萬t和未處理直接排放及混合型污水1萬t；造紙廠排污口4處，日排量3.9萬t；化肥類3處，日排量0.5萬t。主要污染源是城鄉污水和造紙廠廢水，分別占該段總排量的48.2%，45.9%。各排污口分布在新絳、稷山、河津三縣城共計9 km的范圍內。因此，三座縣城是污染監控的重點區段。

5 超標污染因子變化趨勢及原因

對超標因子變化趨勢進行分析，雖然超標或個別波動，但總趨勢都在下降，有些指標已經接近標準值。

5.1 總氮、氨氮

2010年，就汾河運城段總氮、氨氮兩項指標來看，河津比新絳分別增加0.56和1.32，說明區段內排入量超過了河道自然消減量，從排污調查可知，區段點污染源主要是新絳煤化園和稷山豐喜。雖然日排量只有5 000 t，但氨氮含量均值達42.9 mg/L，最高范圍值達127 mg/L，這是造成該段河道該兩項指標河津比新絳增高的主要原因。但兩斷面都超出Ⅴ類標準8～10倍，說明不只存在點源污染，還有面源污染。汾河中下游是全省重要的農業產區，近30年過量使用化肥導致大量氨氮隨地下水排入河道，造成該項指標嚴重超標，所以削減該兩項污染因子，不僅要治理點源污染，而且要重點防止面源污染，否則難以從根本上解決水污染問題。

5.2 CODcr因子分析

CODcr是反映河水還原性物質的主要指標，兩斷面2005—2010年分別削減46.1%，64.2%，CODcr單項已接近達標，而且下降趨勢平穩，說明對工業廢水和生活污水綜合控制效果明顯，這些處理設施已進入正常運行狀態，并得到環監部門在線監測嚴密控制。

5.3 BOD5因子分析

BOD5是反映河水有機物含量主要指標。兩斷面2005—2010年下降趨勢明顯，且比較平穩，說明隨著沿線城市污水集中處理排放后水質總體改善，但河津斷面2008年出現少量反彈，分析其原因，可能是由來自萬榮縣混合型污水進入河道造成的，在此之前，該部分污水靠峨嵋臺地沿途溝道滲漏，未進入汾河。隨著該縣城污水處理廠的建成使用，2009年以來河道BOD5明顯下降，已接近達標。

5.4 LAS因子分析

LAS主要是生活污水的洗滌劑成分。隨著汾河沿線城市污水的集中收集處理，6年來該指標在兩斷面大幅度平穩下降，其中新絳下降60%，河津下降78.6%。目前的污水處理率76%，新絳城郊散戶以6 700 t/d的生活污水近河直排，還有其他農村和城郊生活污水也在沿線匯入汾河，下一步要進行集中處理。從進入運城段LAS就已超標的情況來分析，運城上游各地市要提高污水處理率，確保汾河出口水質達標。

5.5 DO及河道自凈能力

溶解氧（DO）是反映水體自凈能力的指標，提高DO就是增加河道生命力。純水大約為9 mg/L，低于4 mg/L魚類難以生存。由于河道的自凈能力有限，如果污染物濃度超過某一界限，河道對污染物失去降解功能，會導致河水永久性污染，河道將變成排污溝。根據近年觀測，當汾河DO值低于0.5時，河水明顯發黑、發臭，基本失去自凈能力。

河水DO含量由大氣復氧和河道耗氧來決定，對于同一條河道，大氣復氧條件是固定的。河道耗氧包括河水污染物耗氧和底泥耗氧，底泥耗氧與河水CODcr有很好的相關性，經實驗研究，汾河運城段其相關系數可達0.8，說明底泥與河水還原性物質存在交換現象，其實質是河水污染物在底泥的沉積和再釋放，所以DO主要取決于河水還原性物質和有機物濃度，并由該兩種污染物總量和河道流量決定。要保持河道自凈能力，除控制污染物總量外，還要保證河道有一個最低限度的基流。通過近年監測資料分析，以2010年污染物排放現狀為標準，DO要到Ⅴ類水標準，河道流量不能小于5 m3/s。所以除了對沿途污染物進行綜合處理外，還要控制沿途取水，或者通過跨流域調水，使汾河常年保持最基本的生態基流。

6 結論

第一，從監測斷面資料綜合評價分析，汾河進入運城已經嚴重污染，而且在區段有所加重，但通過歷年變化趨勢分析，污染狀況已得到遏制，正趨于好轉。

第二，對排污單位不能只執行行業標準，要以滿足河道功能區劃的Ⅴ類水為目標，逆向對各排污單位超標污染因子進行動態管理，從嚴控制。

第三，保持河道生命力不但要實行控制排污，而且要保證河道不少于5 m3/s的生態基流，維持河道自凈能力。