沁河（焦作段）化學需氧量和氨氮變化趨勢分析

□張彥波 □姜小菁

（1河南省新鄉水文水資源勘測局；2河南省水利勘測設計研究有限公司）

沁河（焦作段）化學需氧量和氨氮變化趨勢分析

□張彥波1□姜小菁2

（1河南省新鄉水文水資源勘測局；2河南省水利勘測設計研究有限公司）

文章以沁河（焦作段）2015年水質中化學需氧量和氨氮的變化為研究對象，揭示沁河水質污染現狀及其變化趨勢，結果表明化學需氧量和氨氮的濃度隨季節變化而波動。沁河（焦作段）水中氨氮濃度滿足Ⅳ類地表水標準，化學需氧量豐水期含量較低，但枯水期個別斷面不能滿足Ⅳ類地表水標準、可采取相應防治措施來改善沁河水質狀況，針對性治理污染嚴重的地區和污染因子。

化學需氧量；氨氮；沁河

0 引言

沁河是黃河的一級支流，位于山西、河南兩省境內，發源于山西沁源縣的霍山，經郭道鎮、沁源、陽城等縣進入河南，在河南沁陽接納丹河后轉向正東，在武陟附近匯入黃河。沁河流域南部主要包括濟源市和焦作市，在焦作市內，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，年內分配不均勻。20世紀六七十年代以后，隨著上游建閘挖渠引水灌溉，沿河地區工農業生產的發展，沁河在焦作境內經常斷流，成為“季節河”。沁河流域水資源供需矛盾日益激化，枯水年份增多，下游地下水超采嚴重，地下水位不斷下降，引起地表水水量下降［2］，流域水生態、水質保護存在一些問題［3］，局部河段污染影響了地下水的質量，區域水環境有待進一步改善。

因此，掌握沁河水質、污染狀況等基本情況，為其水資源的開發利用、入黃斷面的水質控制提供依據，以期保護沁河有限的水資源、改善黃河水質，為促進當地和黃河流域可持續發展提供技術支持。

1 樣品采集和分析

2015年在沁河焦作段采集4個監測斷面（孝敬、武陟王順、武陟小董、武陟）的水樣，每月監測1次，共12次，共48個（4× 12）監測樣本。所有樣本的采集及檢驗分析嚴格按照地表水環境質量標準（GB3838-2002）中的方法進行，檢驗結果切實可靠。化學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軟件進行趨勢分析，表征研究區的水質狀況。

2 結果和討論

2.1 不同月份化學需氧量的變化特征

為更好了解濃度變化趨勢，分析結果橫坐標采用黃河流域的水文年，具體結果如下：

孝敬段水質監測斷面：全年滿足Ⅰ、Ⅱ類地表水標準（化學需氧量≤15 mg/L）的月份有2個，分別為6月和7月，占16.70%；滿足Ⅲ類地表水標準（15 mg/L＜化學需氧量≤20 mg/ L之間）的月份有1個，為10月，占8.30%；滿足Ⅳ類地表水標準（20 mg/L＜化學需氧量≤30 mg/L）的月份有8個，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類地表水標準（30 mg/L＜化學需氧量≤40 mg/L之間）的月份有1個，為3月，占8.30%。

武陟王順段水質監測斷面：全年滿足Ⅰ、Ⅱ類地表水標準（化學需氧量≤15 mg/L）的月份有2個，分別為6月和7月，占16.70%；滿足Ⅳ類地表水標準（20 mg/L＜化學需氧量≤30 mg/ L）的月份有10個，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%。

武陟小董段水質監測斷面：全年滿足Ⅰ、Ⅱ類地表水標準（化學需氧量≤15 mg/L）的月份有2個，分別為5月和7月，占16.70%；滿足Ⅳ類地表水標準（20 mg/L＜化學需氧量≤30 mg/ L）的月份有10個，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%。

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

分析數據可以得知：5-10月份屬于豐水期，化學需氧量含量較低；11-次年1月，氣溫低，加上流域水質對降雨的延遲現象作用，水中有機物的含量較低，水中化學需氧量質較低；而在2-4月，枯水期水量較少，加上雨季前期水質相應延遲作用，化學需氧量普遍較高。此外，除武陟王順3月份以外，各斷面濃度的相關較好。

2.2 不同月份氨氮的變化特征

孝敬段水質監測斷面：滿足Ⅱ類地表水標準（0.15 mg/L＜氨氮≤0.50 mg/L之間）的月份有6個，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類地表水標準（0.50 mg/L＜氨氮≤1.00 mg/L）的月份有5個，由低到高依次為3月＜11月＜5月＜2月＜12月，占41.70%；滿足Ⅳ類地表水標準（1.00 mg/L＜氨氮≤1.50 mg/L）的月份有1個，為4月，占8.30%。

武陟王順段水質監測斷面：全年滿足Ⅰ類地表水標準（氨氮≤0.15 mg/L）的月份有2個，為10月和8月，占16.70%；滿足Ⅱ類地表水標準（0.15 mg/L＜氨氮≤0.50 mg/L之間）的月份有6個，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類地表水標準（0.50 mg/L＜氨氮≤1.00 mg/L）的月份有4個，由低到高依次為11月＜3月＜4月＜12月，占33.30%。

武陟小董段水質監測斷面：全年滿足Ⅰ類地表水標準（氨氮≤0.15 mg/L）的月份有1個，為10月，占8.30%；滿足Ⅱ類地表水標準（0.15 mg/L＜氨氮≤0.50 mg/L之間）的月份有8個，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類地表水標準（0.50 mg/L＜氨氮≤1.00 mg/L）的月份有3個，由低到高依次為3月＜12月＜2月，占25.0%。

武陟段水質監測斷面：全年滿足Ⅰ類地表水標準（氨氮≤0.15 mg/L）的月份有1個，為10月，占8.30%；滿足Ⅱ類地表水標準（0.15 mg/L＜氨氮≤0.50 mg/L之間）的月份有7個，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類地表水標準（0.50 mg/L＜氨氮≤1.00 mg/L）的月份有2個，由低到高依次為3月＜5月，占16.70%。滿足Ⅳ類地表水標準（1.00 mg/L＜化學需氧量≤1.50 mg/L）的月份有2個，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較低，11月開始各監測斷面氨氮含量同步升高，之后又出現拐點，波動幅度較大，表現出了較好的相關性。

2.3 不同斷面化學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需氧量的年均值逐步增大。武陟監測斷面化學需氧量的濃度最高，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 結論

化學需氧量：孝敬水質監測斷面的化學需氧量濃度，全年除了3月份以外，其余月份均達到水功能區劃Ⅳ類水質目標。武陟王順和武陟小董水質監測斷面：全年全部達到水功能區劃Ⅳ類水質目標。武陟水質監測斷面：全年有6個月沒有達到水功能區劃Ⅳ類水質目標。各斷面年均值除武陟監測斷面以外，均滿足Ⅳ類水質目標。化學需氧量的濃度隨季節變化而波動。

氨氮：孝敬水質監測斷面的氨氮濃度，除4月為Ⅳ類外，其余月份全部達到Ⅲ類地表水。武陟王順和小董水質監測斷面：氨氮含量較低，全年全部達到Ⅲ類，優于水功能區劃Ⅳ類水質目標。武陟水質監測斷面：除2月和4月為Ⅳ類外，其余月份全部達到Ⅲ類。各斷面的氨氮年均值均滿足Ⅲ類水質目標，監測河段氨氮含量較低。氨氮的濃度隨季節變化而波動。

綜上所述，沁河（焦作段）氨氮濃度均滿足Ⅳ類地表水標準；化學需氧量豐水期含量較低，但枯水期個別斷面不能滿足Ⅳ類地表水標準。可采取相應防治措施來改善沁河水質狀況，針對性治理污染嚴重的地區和污染因子。

［1］焦作黃河河務局，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空分異特征及潛在污染源識別［J］.環境科學學報，2012（9）:2267-2278.

P332

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：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、水質監測、水資源評價工作。