溫州市溫瑞塘河水體黑臭評價

楊 陽，馬小雪，商 栩

(溫州醫(yī)學院，浙江 溫州 325035)

溫瑞塘河是溫州人民的母親河，溫瑞塘河流域是溫州市經(jīng)濟發(fā)展最迅速、人口最密集的地帶，對溫州經(jīng)濟社會發(fā)展和人民生活發(fā)揮著重要作用。改革開放以來，隨著溫州經(jīng)濟和城鄉(xiāng)建設(shè)的迅猛發(fā)展，水環(huán)境污染尤其突出，絕大部分水體處于劣Ⅴ類狀態(tài)，河道呈現(xiàn)嚴重的黑臭現(xiàn)象，有些水體基本常年呈現(xiàn)黑臭現(xiàn)象，嚴重影響人民的身體健康、日常生活，消除河道黑臭已成為溫州市改善城市水環(huán)境的首要問題之一。

河流黑臭是一種生物化學現(xiàn)象［1］。因水體黑臭成因復雜，迄今為止國內(nèi)外關(guān)于水體黑臭尚無統(tǒng)一的評價方法和標準。目前國內(nèi)外對河道黑臭評價模型已有研究［2-4］，如我國的黃浦江［5］、上海蘇州河［6］和無錫運河［7］等。作者利用我國現(xiàn)有的研究黑臭模型對溫瑞塘河水體的黑臭污染情況進行評價，為進一步解決溫瑞塘河的黑臭現(xiàn)象提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 溫瑞塘河概況

溫瑞塘河水系位于甌江以南，飛云江以北的溫瑞平原，涉及鹿城、甌海、龍灣、瑞安3區(qū)1市，水源主要來自瞿溪、雄溪、郭溪以及大羅山和集云山的山澗溪流，整個流域面積740 km2，水域面積22 km2，蓄水量 6 500萬 m3，水系河網(wǎng)總長度1 178.4 km，其中主河道長33.8 km。

溫瑞塘河水體與河床的比降相當小，有的河段甚至接近于零，致使河網(wǎng)水域水體流向不定或多變。其次，溫瑞塘河的水資源補充以過境水為主。溫瑞塘河的水文特征從2個方面影響其水質(zhì)。一方面，河網(wǎng)水體流向不穩(wěn)定，導致河道水質(zhì)動態(tài)變化較大;另一方面，溫瑞塘河的滯流現(xiàn)象，使污染物得不到轉(zhuǎn)移凈化，容易形成重污染區(qū)。

1.2 水質(zhì)監(jiān)測斷面

以整個溫瑞塘河為研究區(qū)域，在參照國家標準《采樣方案設(shè)計技術(shù)》的基礎(chǔ)上結(jié)合溫瑞塘河的河網(wǎng)及地形地貌特征選取13個監(jiān)測點。這13個點中，A類點表示主河道的監(jiān)測點，B類點表示二級河道的監(jiān)測點，C類點表示三級河道的監(jiān)測點，W類點表示位于三垟濕地的監(jiān)測點，A8B1、A9B1為對照點，N2監(jiān)測點位于溫瑞塘河主河道的上游，是其發(fā)源區(qū)水源匯入塘河的入河口。

1.3 水質(zhì)監(jiān)測項目

用YSI 6920多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀 (美國 YSI公司生產(chǎn))現(xiàn)場測定河道中央表層下40～60 cm處水的溫度、濁度、溶解氧 (DO)、pH值、電導率、氨氮 (NH3-N);用AA3流動注射式營養(yǎng)鹽分析儀實驗室測定氨氮 (NH3-N)、硫化物 (S2-);國標法測定化學需氧量 (CODcr)、生化需氧量(BOD5)。水質(zhì)監(jiān)測按照文獻 ［4］的方法。

采樣時間從2010年6月開始到2011年5月止，每月采樣1次，共采樣12次。

1.4 水體黑臭評價

水體黑臭評價作為一種特殊的水質(zhì)評價，目前在國內(nèi)外尚無確定性的專門評價方法和標準。水體黑臭的指標是研究水體黑臭成因，判斷黑臭程度，科學合理地管理水體的重要依據(jù)。水體黑臭指標不僅要反映水體黑臭的表觀現(xiàn)狀和黑臭產(chǎn)生的過程，更重要的是能夠?qū)诔舢a(chǎn)生后水質(zhì)狀況的改變給予定性和定量的說明，即能夠而且應該反映水體黑臭的本質(zhì)特征。

我國城市河流黑臭指標分為兩類［8-11］:一是單項指標，分為針對黑臭本身的氣味定量測定如臭閾值 (DO)和色度測定色閾值 (CH)及針對水質(zhì)變化的指標如溶解氧、化學耗氧量 (CODcr或CODMn)、5日生化需氧量 (BOD5)、氨氮 (NH3-N)、有機污染物、水溫、pH值、硫酸還原菌數(shù)、總磷等，其中前四項是目前國內(nèi)外常用的有機污染指標，與水體黑臭有較好的相關(guān)性;二是綜合指標，

式中:NH3-N(mg·L-1)為某斷面的氨氮的實測值;DO(%)為DO實測值與實測水溫時的 DO飽和值之百分比。當指數(shù) I≥5時，即可定性為黑臭，表明水體受到嚴重污染;污染指數(shù) I≥7.5時，表明水質(zhì)受到極嚴重污染。

2 結(jié)果與分析

2.1 水質(zhì)

對溫瑞塘河各監(jiān)測點T、DO、NH3-N、COD這4個指標，一年監(jiān)測的實驗數(shù)據(jù)按照季節(jié)平均處理，所得數(shù)據(jù)如表1所示。如黑臭指數(shù) (I)和有機污染系數(shù) (A值)。

黑臭的成因非常復雜，而對黑臭程度的描述也因個人感官的差異而別。故采用黑臭指數(shù)［12］來定量描述水質(zhì)的黑臭現(xiàn)象。

表1 溫瑞塘河各監(jiān)測點T、DO、NH 3-N、COD指標的變化

溫度能促進水體中微生物的生長繁殖，加速水體中各種生化反應。當河流受到有機物污染且水溫適宜時，微生物強烈的活動會使水體中的有機物大量分解，生成各種發(fā)臭物質(zhì)，從而引起河流出現(xiàn)不同程度的黑臭。如圖1中，溫瑞塘河的冬季氣溫較為溫和，平均高于10℃。春秋季節(jié)溫差不是很大，區(qū)別不是很明顯。

NH3-N含量高易生成氨等有臭氣體。NH3-N主要來源于農(nóng)業(yè)化肥、生活污水和化學工業(yè)廢水。水體中的有機氮很不穩(wěn)定，有氧存在時，在微生物作用下經(jīng)氨化作用、硝化作用而成為硝酸鹽類無機氮化物，整個轉(zhuǎn)化過程需消耗水體中大量的氧氣，使水質(zhì)變壞，發(fā)黑發(fā)臭，故NH3-N也是引起水體黑臭的重要因子。如圖2中，水源源頭N2和所設(shè)定的對照斷面中NH3-N含量較低，溫瑞塘河水體基本上都大于Ⅴ類水2 mg·L-1的標準，屬于劣Ⅴ類的水體。溫瑞塘河各級河道間NH3-N含量呈現(xiàn)的規(guī)律是三級河道＞二級河道＞一級河道;季節(jié)性分布是夏秋季節(jié)較低，春冬季節(jié)含量較高。

DO是溶解在水體中的氧的含量。天然水系中最強的氧化劑是氧，水中含氧量是判斷水環(huán)境質(zhì)量的重要指標。水體黑臭的一個主要原因是缺氧。清潔水體正常情況下DO接近飽和狀態(tài)，受到有機污染時有機物氧化耗氧，污染嚴重時水體來不及從空氣中吸收充足的氧補充氧化耗氧，DO不斷減少，甚至接近零。氧的缺乏不僅阻礙了水體中好氧過程對污染物的分解，降低了水體自凈能力，更使水體環(huán)境轉(zhuǎn)化為缺氧甚至厭氧狀態(tài)，致使厭氧微生物成為污染物分解的主體，生成黑臭物質(zhì)，因此DO是水體黑臭的主要控制指標。如圖3中，溶解氧的分布趨勢與氨氮相似，與氨氮有著很好的相關(guān)性。

CODcr是指水體中能被氧化的物質(zhì)在一定條件下被氧化時所消耗的氧的量，BOD5是指由于好氧微生物的作用使水體中有機物完全氧化所需的水中溶解氧的量，二者均為衡量水體污染程度的指標。根據(jù)GB3838—88地面水環(huán)境質(zhì)量標準，選取參數(shù)的控制指標意義，CODcr和BOD5主要控制水體污染物，防治水體黑臭。可見，上述指標是黑臭評價中最為常用和可靠的指標。

同為甌江入江口的B1、B7監(jiān)測點，差別很大，B1處水閘長期處于封閉，與甌江幾乎沒有水體交換，形成了斷頭河，受周邊生活污水排入的影響，長期處于低氧狀態(tài)，在所有二級河道監(jiān)測點中，水質(zhì)最差，溶解氧年平均值僅0.87 mg·L-1，遠遠不能滿足水體代謝的需要，經(jīng)常發(fā)出惡臭;而B7處的閘門經(jīng)常處于開放狀態(tài)，此處水體與回流的甌江水充分混合，受甌江水高溶解氧的影響，能滿足水體有機質(zhì)降解需要的氧氣，溶解氧表現(xiàn)最高，年平均值4.925 mg·L-1，說明甌江水對 B7水體影響大，能提高水體溶解氧并能促進水體污染物的降解，間接證明引水沖污能促進溫瑞塘河水體污染物的降解。

2.2 黑臭評價

溫瑞塘河各斷面的黑臭評價結(jié)果見表2。

表2 溫瑞塘河各斷面四季黑臭指數(shù)的比較

A8B1、A9B1為選取的參照點，B7處于甌江口，這3個斷面黑臭指數(shù)都＜5，分析溫瑞塘河黑臭污染狀況時暫不考慮。由表1可知，在剩余的10個斷面中，一年的黑臭指數(shù) ＞5的占82.5%，＞7的占62.5%，而＜5的僅占17.5%。可見溫瑞塘河的黑臭污染狀況嚴重，半數(shù)以上的水質(zhì)都屬于嚴重黑臭污染。

由表3可以看出，黑臭指數(shù)均值大小為三級河道＞二級河道＞一級河道。一級河道兩岸居民密度最小，相對污水排入就少，河道寬且深，水量很大，這樣就大大稀釋水體的污染物，使得黑臭指數(shù)相對最低;三級河道周邊居民密度很大，生活污水排放量大，并且中小型企業(yè)及手工作坊多，存在偷排污水的暗道，加上三級河道淤泥多，河床小水量少，使得水體污染物濃度最高，嚴重影響人們的健康、生活。例如C1斷面，水體終年處于嚴重黑臭，嚴重影響周圍居民的正常生活與身體健康。

表3 溫瑞塘河各級河道黑臭指數(shù)的比較

分析表4，我們可以看出溫瑞塘河只有在夏季，黑臭情況有所緩和，僅有40%的斷面處于黑臭情況;春秋季節(jié)的黑臭情況最為嚴重，幾乎是全部水體都可以判定為黑臭。黑臭指數(shù)＞7的斷面分別占到90%，80%。

表4 溫瑞塘河各季節(jié)黑臭指數(shù)的比較

綜上分析，我們可以得出溫瑞塘河的水體黑臭情況相當嚴重，需要引起高度的關(guān)注，進一步研究探尋解決方案。

3 小結(jié)與討論

對溫瑞塘河設(shè)置了13個斷面，選擇致黑臭的主要因素，進行長時間高頻度的現(xiàn)場觀測和水質(zhì)監(jiān)測，用黑臭指數(shù)對溫瑞塘河水體進行黑臭評價，較客觀地反映了該河段水體的黑臭程度。評價結(jié)果表明，溫瑞塘河水體黑臭污染問題已相當嚴重。

從本實驗監(jiān)測的結(jié)果來看，影響溫瑞塘河水體黑臭的主要原因是水體的流動性和降雨量。無論是B1、B7斷面的比較，還是夏季的黑臭污染都可以驗證這一點，為今后溫瑞塘河的黑臭治理提供理論依據(jù)。

鑒于水體黑臭污染不僅嚴重影響了居民的生活和健康以及城市景觀，制約經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，為此加強溫瑞塘河水資源保護和水污染治理工作迫在眉睫。既應從源頭控制入手，對污染物排放實施總量控制，又應及時進行河道整治，嚴格河道管理，清除河道垃圾與沉積物，修復河流生態(tài)系統(tǒng)，提高水體自凈能力，消除河流黑臭，還人民以藍天碧水。

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