松花江流域水環境質量特征分析

許琳娟，褚俊英，周祖昊，嚴 軍，游進軍

(1.中國水利水電科學研究院流域水循環模擬與調控國家重點實驗室水利學院，北京 100038;2.華北水利水電學院，河南鄭州 450011)

1 現狀

松花江流域地跨黑、吉、遼、蒙4省區，涉及地(市、州、盟)26個，是我國重工業的集中地和農牧業生產基地。近年來，由于松花江流域經濟的發展，人口的增加以及城市規模的擴大等，流域水體受到不同程度的影響[1]。松花江流域目前面臨的水環境質量問題有:①由于流域城市工業化進程的加快，工業廢水排放大量增加，原有污水處理廠已不能滿足當前污水處理要求，且污水處理設備簡陋、生產工藝落后，使得大量的工業廢水未經處理直接進入江河湖泊，嚴重影響了松花江流域水質;②由于流域經濟的發展、人口的增加，大量排放的生活污水給污水處理廠帶來壓力，大部分的城市生活污水直接排入河流，造成河流污染加劇;③松花江流域有機污染嚴重，河流中致癌物質增多，飲用水水源地受到污染，使松花江流域的缺水形勢更加嚴峻;河流中魚的種類減少，漁業資源受到影響[1-5]。

松花江流域日益突出的水環境質量問題，使松花江流域水環境質量特征及時空分布規律的研究顯得尤為重要，成為國內外學者關注的熱點。謝琳娜等[1]對松花江流域地表水污染現狀進行分析，總結了水體污染的原因，提出了一些治理措施;徐太海等[6]對黑龍江流域黑河及同江兩個重點斷面進行了水環境質量現狀分析，結果表明，地表徑流將大量的有機污染物質帶入黑龍江，是黑龍江CODMn指數超標的主要原因;王博等[7]運用模糊數學原理，結合GIS技術對松花江流域水環境質量進行了評價;楊育紅等[8]計算了第二松花江流域COD和NH3-N的非點源輸出負荷，結果表明，點源COD污染仍是第二松花江流域的主要污染源，而非點源NH3-N污染輸出負荷具有明顯的時空分布特征，與流量呈顯著正相關;丁相毅等[9]采用因子分析法并構建水環境質量分區管理模型對松花江吉林段水環境質量進行了分析;李瑋等[2]總結了松花江流域水污染的主要特征，并提出了相關對策。

現有的研究都是針對松花江流域某一時間內水環境質量狀況開展的，缺乏對流域水環境質量多角度的分析，如空間上，對流域的干流、主要支流及其主要污染城市等進行研究;時間上，從長時間系列進行流域水環境質量現狀的研究等。目前，針對松花江流域水環境質量的研究已不能滿足水污染防治的需求。本研究從多尺度、多角度分析松花江流域的水環境質量狀況，根據水質污染的類別，在空間上從全流域，嫩江、第二松花江和松花江干流及城市分布等方面進行研究;在時間上則對2006—2009年每年的全年期、汛期(每年的6月至9月)、枯水期(每年的11月至來年的2月)的水質情況開展相關研究。

2 松花江流域水環境質量特征

從空間和時間兩個尺度進行松花江流域水環境質量特征分析。

2.1 時間尺度的分析

2.1.1 流域全年期水質整體好轉

2009年松花江流域全年期總評價河長14795.6 km，其中Ⅰ～Ⅲ類水質的河長為6365.9 km，占總評價河長的43.0%;Ⅳ～Ⅴ類水質的河長為4 612.5 km，占總評價河長的31.2%;劣Ⅴ類水質的河長為3817.2 km，占總評價河長的 25.8%。

與2006年相比，Ⅰ～Ⅲ類水體從2006年的38%上升到2009年的43%，上升了5%;Ⅳ～Ⅴ類水體從2006年的42%下降到2009年的31.2%，下降了10.8%;劣Ⅴ類水體從2006年的20%上升到2009年的25.8%，上升了5.8%(圖1(a))。可見，與2006 年相比，2009年松花江流域全年期水質趨于好轉，但是劣Ⅴ類水體比例略有增加。這是因為在全年期個別地方污水處理不當，導致局部河段污染加重。

2.1.2 流域汛期水質整體好轉

2009年松花江流域汛期總評價河長13 860.6 km，其中Ⅰ～Ⅲ類水質的河長為4755.0 km，占總評價河長的34.3%;Ⅳ～Ⅴ類水質的河長為6 949.3 km，占總評價河長的50.1%;劣Ⅴ類水質的河長為2156.3 km，占總評價河長的 15.6%。

與2006年相比，Ⅰ～Ⅲ類水體比例從2006年的25.2%上升到2009年的34.3%，上升了9.1%;Ⅳ～Ⅴ類水體比例從2006年的61.3%下降到2009年的50.1%，下降了11.2%;劣Ⅴ類水體比例從2006年的13.5%上升到2009年的15.6%，上升了2.1%(圖1(b))。可見，與2006年相比，2009年松花江流域汛期水質趨于好轉，原因是汛期降雨量增多，流量增大，水量對污染物有稀釋作用;而劣Ⅴ類水體比例略有增加，則說明由于汛期地表徑流的作用，地表污染物(主要是非點源污染)被匯集到河流中，導致局部河段水質略有惡化。

2.1.3 流域非汛期水質整體好轉

2009年松花江流域非汛期總評價河長14724.6 km，其中Ⅰ～Ⅲ類水質的河長6662.7 km，占總評價河長的45.2%;Ⅳ～Ⅴ類水質的河長為4004.7 km，占總評價河長的27.2%;劣Ⅴ類水質的河長為4057.2 km，占總評價河長的27.6%。

圖1 2006—2009年松花江流域水質狀況

與2006年度相比，Ⅰ～Ⅲ類水體比例從2006年的 46.0% 上升到 2009年的 47.2%，上升了1.2%;Ⅳ～Ⅴ類水體比例從2006年的30.3%下降到2009年的26.2%，下降了4.1%;劣Ⅴ類水體比例從2006年的23.7%上升到26.6%，上升了2.9%(圖1(c))。從Ⅰ～Ⅴ類水體比例的變化可看出:與2006年相比，2009年松花江流域非汛期水質趨于好轉，而劣Ⅴ類水體比例略有增加，說明在非汛期大量的工業廢水和生活污水得不到及時處理和稀釋，直接排入污水處理能力差的地區，導致局部區域水質略有惡化。

2.1.4 流域汛期水質略差于全年期，非汛期水質略好于全年期

與全年期水質相比，松花江流域汛期Ⅰ～Ⅲ類水體比例少于全年期，Ⅳ～Ⅴ類水體比例大于全年期，即汛期整體水質差于全年期水質，說明在汛期非點源污染(農田化肥、畜禽養殖以及城市徑流等)隨著地表徑流進入河流，使得汛期污染比全年期污染嚴重;而汛期劣Ⅴ類水體比例少于全年期，說明汛期雖然污染嚴重，但是由于污染物受到大量雨水的稀釋作用，污染效果被削弱，劣Ⅴ類水體比例減少。

非汛期水質與全年期水質相比，Ⅰ～Ⅲ類水體比例略大于全年期，Ⅳ～Ⅴ類水體比例略小于全年期，劣Ⅴ類水體比例與全年期相當，也就是說，松花江流域非汛期水體水質略好于全年期水體水質。

2.2 空間尺度的分析

2.2.1 子流域層面

嫩江、第二松花江和松花江干流水系的水污染程度隨著區域的不同而不同。根據松遼流域地表水資源質量年報，2009年松花江流域河流水質污染程度由重到輕依次為:松花江干流、第二松花江、嫩江，且Ⅴ類及劣Ⅴ類水體主要分布在松花江干流的呼蘭河、阿什河、倭肯河等支流以及第二松花江的伊通河、飲馬河等支流;而2006年松花江流域河流水質污染程度由重到輕的排序為:嫩江、第二松花江、松花江干流，且Ⅴ類及劣Ⅴ類水體主要分布在嫩江干流的江橋段及其支流烏裕爾河的北安段。

由此可見，與2006年相比，2009年松花江流域Ⅴ類及劣Ⅴ類水體的分布區域略有變化。原來污染嚴重的嫩江，由于水土保持工作的開展以及森林資源的保護，提高了水源涵養能力，使得進入到河流的污染物減少，故水質有所改善;而原本污染較輕的松花江干流，由于沿岸企業排放大量工業廢水、沿江城市排放大量生活污水，水質逐漸趨于惡化。

2.2.2 行政區層面

根據2006—2009年松花江流域水體分布狀況(依據松遼流域地表水資源質量年報，污染嚴重城市只考慮Ⅴ類及劣Ⅴ類水體分布)，2006年汛期污染嚴重的城市有:齊齊哈爾、松原、長春和七臺河等;全年期和非汛期污染嚴重的城市有:齊齊哈爾、松原、長春、七臺河和伊春等;2009年汛期污染嚴重的城市有:長春;全年期和非汛期污染嚴重的城市有:長春、伊春和七臺河等。由此可見，與2006年相比，2009年松花江流域污染嚴重(Ⅴ類及劣Ⅴ類水體)的城市趨于減少，這與松花江流域多年來治污措施的實施是分不開的。Ⅴ類及劣Ⅴ類的水體分布從齊齊哈爾、松原、長春、伊春、七臺河等市轉移至長春、伊春和七臺河等市，由全流域分布逐漸轉移至松花江干流和第二松花江的沿河城市，說明這些沿河城市的治污力度不夠，甚至存在污水未經處理就直接排入河流的情況。污染嚴重城市分布見表1。

從表1可見，松花江流域水體污染嚴重區域主要分布在松花江干流和第二松花江的幾個主要沿河大城市以及這些城市的周邊河段。

2.2.3 流域水體主要超標項目

2006—2009年松花江流域水體主要超標項目為:COD、CODMn、BOD5;2009年松花江流域水體主要超標項目為:COD、CODMn、BOD5和 NH3-N(表2)。與2006年相比，2009年松花江流域水體主要超標項目多了NH3-N。經分析，NH3-N超標的原因主要有3個方面:①人和動物排泄物的處理不當;②農用化肥使用的增多;③點源污水處理廠NH3-N的處理效果不佳。可見，在處理點源污染的同時，不能忽略非點源污染的影響。

表1 2006—2009年松花江流域污染嚴重的城市

表2 2006—2009年松花江流域水體主要超標項目

3 結論

a.與2006年相比，2009年松花江流域水體出現整體好轉的態勢。具體表現在:I～Ⅲ類水體比例增加，Ⅳ～Ⅴ類水體比例減少，體現了松花江流域水污染防治工作已初見成效。劣Ⅴ類水體略有增加的原因主要是由于非點源污染增加、沿河城市污水直接排放等，需引起高度關注，并進行針對性治理。

b.松花江流域水污染具有明顯的空間分布特征。2006—2009年的分析結果顯示，松花江干流水體污染最為嚴重，第二松花江水體污染程度有所加重，而嫩江水質則有所改善;松花江流域Ⅴ類及劣Ⅴ類水體主要分布在松花江干流的支流呼蘭河、阿什河、倭肯河等段以及第二松花江的支流伊通河、飲馬河等段;從行政區層面看，Ⅴ類及劣Ⅴ類水體主要分布在長春、七臺河和伊春等城市。松花江流域主要城市以及這些城市的周邊河段是水污染防治的重點區域。

c.松花江流域水質在全年期、汛期以及非汛期均呈現出好轉的趨勢。與全年期相比，松花江流域汛期污染比較嚴重，而非汛期污染則相對較輕。這是由于汛期非點源污染進入到松花江流域河流，使河流污染加劇，造成汛期污染相對嚴重。

d.2009年松花江流域水體主要超標項目有NH3-N、COD、BOD5、CODMn，比 2006 年的水體超標項目多了一項NH3-N，其原因是流域內人和動物排泄物的處理不當、農用化肥的過量使用以及點源污水處理廠NH3-N的處理效果不佳等。因此，松花江流域水污染的防治不僅要關注點源污染，也要對非點源污染進行有效治理，以促進流域整體水環境質量的改善。

[1]謝琳娜，趙麗君.松花江流域地表水污染現狀分析[J].東北水利水電，1995(5):40-41，48.

[2]李瑋，褚俊英，秦大庸，等.松花江流域水污染特征及其調控對策[J].中國水利水電科學研究院學報，2010，8(3):229-232.

[3]崔長俊，翟平陽.松花江水質有機毒物生態污染防治[J].北方環境，2005，30(2):24-26.

[4]翟平陽.松花江流域水環境形勢分析及預測[J].北方環境，2001(4):26-28.

[5]李興隆.論黑龍江省松花江流域水污染綜合防治[J].北方環境，2002(3):12-13.

[6]徐太海，張穎，翟平陽.界河黑龍江重點監測斷面水環境狀況分析[J].哈爾濱商業大學學報，2008，24(1):43-45.

[7]王博，楊志強，李慧穎，等.基于模糊數學和GIS的松花江流域水環境質量評價研究[J].環境科學研究，2008，21(6):124-129.

[8]楊育紅，閻百興，沈波，等.第二松花江流域非點源污染輸出負荷研究[J].農業環境科學學報，2009，28(1):161-165.

[9]丁相毅，孫錦業，沈英娃，等.松花江吉林段水環境分類管理研究[J].環境科學與技術，2009，32(3):184-188.