沁河（焦作段）化學(xué)需氧量和氨氮變化趨勢(shì)分析

□張彥波 □姜小菁

（1河南省新鄉(xiāng)水文水資源勘測局；2河南省水利勘測設(shè)計(jì)研究有限公司）

沁河（焦作段）化學(xué)需氧量和氨氮變化趨勢(shì)分析

□張彥波1□姜小菁2

（1河南省新鄉(xiāng)水文水資源勘測局；2河南省水利勘測設(shè)計(jì)研究有限公司）

文章以沁河（焦作段）2015年水質(zhì)中化學(xué)需氧量和氨氮的變化為研究對(duì)象，揭示沁河水質(zhì)污染現(xiàn)狀及其變化趨勢(shì)，結(jié)果表明化學(xué)需氧量和氨氮的濃度隨季節(jié)變化而波動(dòng)。沁河（焦作段）水中氨氮濃度滿足Ⅳ類地表水標(biāo)準(zhǔn)，化學(xué)需氧量豐水期含量較低，但枯水期個(gè)別斷面不能滿足Ⅳ類地表水標(biāo)準(zhǔn)、可采取相應(yīng)防治措施來改善沁河水質(zhì)狀況，針對(duì)性治理污染嚴(yán)重的地區(qū)和污染因子。

化學(xué)需氧量；氨氮；沁河

0 引言

沁河是黃河的一級(jí)支流，位于山西、河南兩省境內(nèi)，發(fā)源于山西沁源縣的霍山，經(jīng)郭道鎮(zhèn)、沁源、陽城等縣進(jìn)入河南，在河南沁陽接納丹河后轉(zhuǎn)向正東，在武陟附近匯入黃河。沁河流域南部主要包括濟(jì)源市和焦作市，在焦作市內(nèi)，河道長約90 km，流域面積約1 135 km2［1］。焦作市常年平均氣溫14.30℃，多年平均降水量584.70 mm，平均年蒸發(fā)能力為2 006.30 mm［1］。

沁河在1948年前后，還是常流河。1953-1979年，沁河控制性水文站小董站的多年平均天然徑流量為17.80億m3，小董站1982年8月2日洪峰流量為4 130 m3/s［1］。沁河洪水由暴雨形成，多發(fā)生在每年7、8月間，汛期6-8月輸沙量占年輸沙量的多半，年際變化較大，年內(nèi)分配不均勻。20世紀(jì)六七十年代以后，隨著上游建閘挖渠引水灌溉，沿河地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，沁河在焦作境內(nèi)經(jīng)常斷流，成為“季節(jié)河”。沁河流域水資源供需矛盾日益激化，枯水年份增多，下游地下水超采嚴(yán)重，地下水位不斷下降，引起地表水水量下降［2］，流域水生態(tài)、水質(zhì)保護(hù)存在一些問題［3］，局部河段污染影響了地下水的質(zhì)量，區(qū)域水環(huán)境有待進(jìn)一步改善。

因此，掌握沁河水質(zhì)、污染狀況等基本情況，為其水資源的開發(fā)利用、入黃斷面的水質(zhì)控制提供依據(jù)，以期保護(hù)沁河有限的水資源、改善黃河水質(zhì)，為促進(jìn)當(dāng)?shù)睾忘S河流域可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。

1 樣品采集和分析

2015年在沁河焦作段采集4個(gè)監(jiān)測斷面（孝敬、武陟王順、武陟小董、武陟）的水樣，每月監(jiān)測1次，共12次，共48個(gè)（4× 12）監(jiān)測樣本。所有樣本的采集及檢驗(yàn)分析嚴(yán)格按照地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）中的方法進(jìn)行，檢驗(yàn)結(jié)果切實(shí)可靠。化學(xué)需氧量的測定采用重鉻酸鉀法（GB11914-89），氨氮采用納氏試劑比色法（GB7479-87），并采用excel軟件進(jìn)行趨勢(shì)分析，表征研究區(qū)的水質(zhì)狀況。

2 結(jié)果和討論

2.1 不同月份化學(xué)需氧量的變化特征

為更好了解濃度變化趨勢(shì)，分析結(jié)果橫坐標(biāo)采用黃河流域的水文年，具體結(jié)果如下：

孝敬段水質(zhì)監(jiān)測斷面：全年滿足Ⅰ、Ⅱ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（化學(xué)需氧量≤15 mg/L）的月份有2個(gè)，分別為6月和7月，占16.70%；滿足Ⅲ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（15 mg/L＜化學(xué)需氧量≤20 mg/ L之間）的月份有1個(gè)，為10月，占8.30%；滿足Ⅳ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（20 mg/L＜化學(xué)需氧量≤30 mg/L）的月份有8個(gè)，由低到高依次為1月＜9月＜11月＜8月＜2月＜5月＜12月＜4月，占66.70%；滿足Ⅴ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（30 mg/L＜化學(xué)需氧量≤40 mg/L之間）的月份有1個(gè)，為3月，占8.30%。

武陟王順段水質(zhì)監(jiān)測斷面：全年滿足Ⅰ、Ⅱ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（化學(xué)需氧量≤15 mg/L）的月份有2個(gè)，分別為6月和7月，占16.70%；滿足Ⅳ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（20 mg/L＜化學(xué)需氧量≤30 mg/ L）的月份有10個(gè)，由低到高依次為3月＜1月＜9月＜10月＜5月＜12月＜8月＜4月＜2月＜11月，占83.30%。

武陟小董段水質(zhì)監(jiān)測斷面：全年滿足Ⅰ、Ⅱ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（化學(xué)需氧量≤15 mg/L）的月份有2個(gè)，分別為5月和7月，占16.70%；滿足Ⅳ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（20 mg/L＜化學(xué)需氧量≤30 mg/ L）的月份有10個(gè)，由低到高依次為1月＜6月＜9月＜12月＜2月＜10月＜4月＜11月＜3月＜8月，占83.30%。

武陟段水質(zhì)監(jiān)測斷面：滿足Ⅳ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（20 mg/L＜化學(xué)需氧量≤30 mg/L）的月份有6個(gè)，由低到高依次為12月＜5月＜1月＜11月＜7月＜9月，占50%；滿足Ⅴ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（15 mg/ L＜化學(xué)需氧量≤20 mg/L之間）的月份有5個(gè)，8月＜4月＜10月＜6月＜2月，占41.70%。劣Ⅴ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（40 mg/L≤化學(xué)需氧量）的月份有1個(gè)，為3月，占8.30%。

分析數(shù)據(jù)可以得知：5-10月份屬于豐水期，化學(xué)需氧量含量較低；11-次年1月，氣溫低，加上流域水質(zhì)對(duì)降雨的延遲現(xiàn)象作用，水中有機(jī)物的含量較低，水中化學(xué)需氧量質(zhì)較低；而在2-4月，枯水期水量較少，加上雨季前期水質(zhì)相應(yīng)延遲作用，化學(xué)需氧量普遍較高。此外，除武陟王順3月份以外，各斷面濃度的相關(guān)較好。

2.2 不同月份氨氮的變化特征

孝敬段水質(zhì)監(jiān)測斷面：滿足Ⅱ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（0.15 mg/L＜氨氮≤0.50 mg/L之間）的月份有6個(gè)，由低到高依次為7月＜10月＜8月＜9月＜1月＜6月，占50.00%；滿足Ⅲ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（0.50 mg/L＜氨氮≤1.00 mg/L）的月份有5個(gè)，由低到高依次為3月＜11月＜5月＜2月＜12月，占41.70%；滿足Ⅳ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（1.00 mg/L＜氨氮≤1.50 mg/L）的月份有1個(gè)，為4月，占8.30%。

武陟王順段水質(zhì)監(jiān)測斷面：全年滿足Ⅰ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（氨氮≤0.15 mg/L）的月份有2個(gè)，為10月和8月，占16.70%；滿足Ⅱ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（0.15 mg/L＜氨氮≤0.50 mg/L之間）的月份有6個(gè)，由低到高依次為9月＜7月＜2月＜1月＜6月＜5月，占50.00%；滿足Ⅲ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（0.50 mg/L＜氨氮≤1.00 mg/L）的月份有4個(gè)，由低到高依次為11月＜3月＜4月＜12月，占33.30%。

武陟小董段水質(zhì)監(jiān)測斷面：全年滿足Ⅰ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（氨氮≤0.15 mg/L）的月份有1個(gè)，為10月，占8.30%；滿足Ⅱ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（0.15 mg/L＜氨氮≤0.50 mg/L之間）的月份有8個(gè)，由低到高依次為9月＜8月＜1月＜7月＜11月＜4月＜6月＜5月，占66.70%；滿足Ⅲ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（0.50 mg/L＜氨氮≤1.00 mg/L）的月份有3個(gè)，由低到高依次為3月＜12月＜2月，占25.0%。

武陟段水質(zhì)監(jiān)測斷面：全年滿足Ⅰ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（氨氮≤0.15 mg/L）的月份有1個(gè)，為10月，占8.30%；滿足Ⅱ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（0.15 mg/L＜氨氮≤0.50 mg/L之間）的月份有7個(gè)，由低到高依次為9月＜6月＜8月＜7月＜12月＜11月＜1月，占58.30%；滿足Ⅲ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（0.50 mg/L＜氨氮≤1.00 mg/L）的月份有2個(gè)，由低到高依次為3月＜5月，占16.70%。滿足Ⅳ類地表水標(biāo)準(zhǔn)（1.00 mg/L＜化學(xué)需氧量≤1.50 mg/L）的月份有2個(gè)，由低到高依次為2月＜4月，占16.70%。

全年中，在5-10月份的氨氮含量相對(duì)較低，11月開始各監(jiān)測斷面氨氮含量同步升高，之后又出現(xiàn)拐點(diǎn)，波動(dòng)幅度較大，表現(xiàn)出了較好的相關(guān)性。

2.3 不同斷面化學(xué)需氧量和氨氮的年均值變化特征

研究河段的上游到下游化學(xué)需氧量的年均值逐步增大。武陟監(jiān)測斷面化學(xué)需氧量的濃度最高，為Ⅴ類地表水，其余斷面年均值為Ⅳ類地表水。氨氮濃度上游孝敬斷面和下游武陟斷面較高，年均值為Ⅲ類地表水，河段中游武陟王順和小董斷面氨氮濃度較低，年均值為Ⅱ類地表水。見圖1。

圖1 年均值變化圖

4 結(jié)論

化學(xué)需氧量：孝敬水質(zhì)監(jiān)測斷面的化學(xué)需氧量濃度，全年除了3月份以外，其余月份均達(dá)到水功能區(qū)劃Ⅳ類水質(zhì)目標(biāo)。武陟王順和武陟小董水質(zhì)監(jiān)測斷面：全年全部達(dá)到水功能區(qū)劃Ⅳ類水質(zhì)目標(biāo)。武陟水質(zhì)監(jiān)測斷面：全年有6個(gè)月沒有達(dá)到水功能區(qū)劃Ⅳ類水質(zhì)目標(biāo)。各斷面年均值除武陟監(jiān)測斷面以外，均滿足Ⅳ類水質(zhì)目標(biāo)。化學(xué)需氧量的濃度隨季節(jié)變化而波動(dòng)。

氨氮：孝敬水質(zhì)監(jiān)測斷面的氨氮濃度，除4月為Ⅳ類外，其余月份全部達(dá)到Ⅲ類地表水。武陟王順和小董水質(zhì)監(jiān)測斷面：氨氮含量較低，全年全部達(dá)到Ⅲ類，優(yōu)于水功能區(qū)劃Ⅳ類水質(zhì)目標(biāo)。武陟水質(zhì)監(jiān)測斷面：除2月和4月為Ⅳ類外，其余月份全部達(dá)到Ⅲ類。各斷面的氨氮年均值均滿足Ⅲ類水質(zhì)目標(biāo)，監(jiān)測河段氨氮含量較低。氨氮的濃度隨季節(jié)變化而波動(dòng)。

綜上所述，沁河（焦作段）氨氮濃度均滿足Ⅳ類地表水標(biāo)準(zhǔn)；化學(xué)需氧量豐水期含量較低，但枯水期個(gè)別斷面不能滿足Ⅳ類地表水標(biāo)準(zhǔn)。可采取相應(yīng)防治措施來改善沁河水質(zhì)狀況，針對(duì)性治理污染嚴(yán)重的地區(qū)和污染因子。

［1］焦作黃河河務(wù)局，沁河志［M］.鄭州:黃河水利出版社，2009:14.

［2］王翠榆，楊永輝，周豐等.沁河流域水體污染物時(shí)空分異特征及潛在污染源識(shí)別［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2012（9）:2267-2278.

P332

：B

：1673-8853（2017）02-0040-02

2016-11-22

編輯：符 蕾

張彥波（1980-），男，工程師，長期從事水文測驗(yàn)、水質(zhì)監(jiān)測、水資源評(píng)價(jià)工作。