南京市板橋河水體污染成因研究

單玉芳 吳天祺 劉鎖 李佳 李賀

摘 要：為研究板橋河水質(zhì)惡化的情況，以NH3-N、TP、CODcr特征污染物的理化指標為基礎，針對板橋河水體沿程水質(zhì)變化、歷年年際水質(zhì)變化、歷年枯豐水期水質(zhì)變化情況，從區(qū)域水質(zhì)的空間、時間變化對板橋河水環(huán)境現(xiàn)狀進行定性分析，采用單因子評價法和水質(zhì)綜合指數(shù)評價法進行水質(zhì)評價。結果表明：NH3-N、TP是主要污染因子，CODcr是次要污染因子;生活污染、泵站排放是板橋河水環(huán)境惡化的重要點源污染。

關鍵詞：板橋河水體;污染因子;污染源

中圖分類號 X52 文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2018）24-0096-4

Abstract：In order to study the situation of deterioration of water quality in Banqiao River，based on physical and chemical indicators of characteristic pollutants such as NH3-N，TP and CODcr，for the changes in water quality along the Banqiao River，the changes in water quality over the years，and the changes in water quality in dry and wet periods in recent years，and the main pollution factors and river pollution sources were analyzed using single-factor assessment and comprehensive evaluation index method to evaluate water quality. The results showed that NH3-N and TP are the main pollution factors，and CODcr is the secondary pollution factor;domestic pollution and pump station emissions are important point source pollutions for the deterioration of water environment of Banqiao River.

Key words：Banqiao River;Pollution characteristics;Pollution source

板橋河位于南京市境內(nèi)，是雨花臺區(qū)主要的入江河流，也是區(qū)內(nèi)重要的景觀河流。近幾年城市發(fā)展帶來巨大經(jīng)濟效益的同時，水污染問題日益嚴峻。為保障水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，確保落實《水污染防治行動計劃》（水十條）提出的目標任務，迫切需要采取措施治理板橋河水環(huán)境質(zhì)量。筆者從板橋河水質(zhì)的空間、時間變化對板橋河水環(huán)境現(xiàn)狀進行定性分析，采用單因子評價法和水質(zhì)綜合指數(shù)評價法進行水質(zhì)評價，得出板橋河水體的主要污染因子，確定其污染源，以期為極橋河水污染治理提供參考。

1 研究概況和方法

1.1 板橋河區(qū)域概況 板橋河位于南京市區(qū)西南，發(fā)源于牛首、吉山等山區(qū)，經(jīng)江寧區(qū)流入雨花臺區(qū)，在板橋鎮(zhèn)與南河會合至大勝關附近入長江，總匯水面積125.9km2，其中江寧區(qū)境內(nèi)流域面積85.5km2，雨花臺區(qū)境內(nèi)流域面積40.4km2。河道全長20.21km，中上游位于南京市江寧區(qū)，下游位于南京市雨花臺區(qū)，其中江寧區(qū)境內(nèi)長度11.83km，雨花臺區(qū)境內(nèi)長度8.38km。板橋河是120km2洪水渲泄通道，同時又承擔著沿河板橋街道、西善橋街道、江寧區(qū)谷里鎮(zhèn)5000多hm2農(nóng)田的灌溉任務，是該地區(qū)的一條重要的通江河道。該流域平均年降水量1012.1mm，最大降水量2015.2mm，最少降水量479.8mm。7月是全年雨量最多月，月雨量達183.8mm，10年一遇設計洪水為27m3/s。

1.2 樣品采集 研究項目的水樣采集點分別位于入江口、近入江口、老套口泵站、板橋水政執(zhí)法基地、板橋河閘、趙家閘二站、中興橋泵站、龍飛橋、鳳集大橋閘口、板橋河大橋、板橋、板橋支流、南郡國際閘口、寧蕪高速橋、區(qū)界，共15個監(jiān)測點位，如圖1所示。

1.3 研究方法

1.3.1 水質(zhì)監(jiān)測及分析 此次研究區(qū)域是板橋河雨花臺區(qū)段，主要包括板橋新城、板橋和開發(fā)區(qū)3個街道。研究區(qū)域水質(zhì)監(jiān)測斷面及監(jiān)測點均為人工采樣。實際考慮到板橋河斷面水質(zhì)的重點污染因子，檢測《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838-2002）中氨氮、TP、CODcr特征污染物的理化指標為主，在監(jiān)測年限內(nèi)，針對板橋河水體沿程水質(zhì)變化、歷年年際水質(zhì)變化、歷年枯豐水期水質(zhì)變化情況，對板橋河水環(huán)境現(xiàn)狀進行定性分析[1]。水樣分析方法參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838-2002）和《水和廢水監(jiān)測分析方法》[2]。

1.3.2 水質(zhì)評價 依據(jù)2017年板橋河沿程所采水樣的水質(zhì)監(jiān)測的理化指標數(shù)據(jù)，采用單因子評價法和水質(zhì)綜合指數(shù)評價法評價其水質(zhì)等級[1]。其中單因子評價指數(shù)評價以《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》執(zhí)行。

（1）單因子評價法計算公式如下：

式中，Pi代表某污染因子的污染指數(shù)即單因子污染指數(shù)（pH、DO除外），Ci代表某污染因子的實測濃度（注：若采表、底層樣品，即為表、底層樣品平均濃度）;Si代表某污染因子的評價標準[3，4]。

（2）綜合污染指數(shù)評價法計算公式如下：

式中，P表示某個站點的污染指數(shù);Pn表示第n個污染因子的污染指數(shù);n表示評價因子數(shù)目[5，6]。

1.3.3 年際水質(zhì)變化 以板橋河斷面作為此次研究區(qū)域的水質(zhì)監(jiān)測斷面及監(jiān)測點，進行人工采樣，檢測《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838-2002）的常規(guī)理化指標，監(jiān)測頻率為隔月采2個樣。根據(jù)板橋河近3年水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，對主要考核指標（氨氮、總磷、CODcr）做變化分析。

2 結果與分析

2.1 沿程水質(zhì)變化 如圖2所示，此次采樣，板橋河沿程水體氨氮濃度檢測值介于1.98～18.60mg/L，平均值為6.4mg/L。板橋河水體氨氮濃度除位于老套口泵站的檢測值低于地表水IV類標準（≤1.5mg/L），其余所有監(jiān)測點位的檢測值均超過地表水IV類標準（≤1.5mg/L），并且在監(jiān)測年限內(nèi)氨氮濃度沿程變化波動較大。由圖3可知，板橋河沿程水體總磷濃度檢測值介于0.43～1.58mg/L，平均值為0.77mg/L。2016年板橋河水體總磷濃度除了位于近江口的檢測值低于地表水IV類標準（≤0.3mg/L），其余所有監(jiān)測點位的檢測值均超過地表水IV類標準（≤0.3mg/L），并且在監(jiān)測年限內(nèi)氨氮濃度沿程變化波動大。圖4可看出，板橋河沿程水體化學需氧量檢測值介于20～88mg/L，平均值為35.5mg/L。板橋河水體化學需氧量在寧蕪高速橋、板橋支流、中興橋泵站、中興橋泵站、趙家閘二站、板橋河閘、板橋水政執(zhí)法基地的檢測值均超過地表水IV類標準（≤30mg/L），化學需氧量最大值88mg/L出現(xiàn)在板橋水政執(zhí)法基地，超過地表水IV類標準（≤30mg/L）2倍之多。

根據(jù)2017年板橋河水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)及評價結果（表1）：板橋河沿程流域中，入江口處范圍內(nèi)水質(zhì)類別檢測為劣Ⅴ類，主要老套口處為Ⅳ類，板橋水政執(zhí)法基地至區(qū)界（下游至上游）水質(zhì)為劣Ⅴ類，主要污染指標是NH3-N、TP，監(jiān)測點位板橋支流的綜合污染指數(shù)達到9.30，污染最嚴重。監(jiān)測的理化指標數(shù)據(jù)表明，水質(zhì)監(jiān)測期內(nèi)的板橋河沿程水質(zhì)數(shù)據(jù)波動較大，水質(zhì)惡化較為嚴重，初步斷定為生活污水對板橋河水體惡化的貢獻率較大。

2.2 年際水質(zhì)變化 如圖5所示，板橋河近3年水體氨氮濃度檢測值介于0.19～4.48mg/L，平均濃度為2.02mg/L。歷年監(jiān)測時段內(nèi)，板橋河水體氨氮濃度值波動較平緩，但是多點監(jiān)測數(shù)據(jù)已超過地表IV類水標準（≤1.5mg/L）。2017年1月至今，氨氮濃度檢測值持續(xù)超出地表IV類水標準（≤1.5mg/L）。如圖6所示，板橋河近3年水體總磷濃度檢測值介于0.19～1.14mg/L，平均濃度為0.46mg/L，歷年監(jiān)測時段內(nèi)，板橋河水體總磷濃度值波動較大，最高濃度已達到1.14mg/L，出現(xiàn)在2015年11月。此后，總磷濃度檢測濃度均已超過地表IV類水標準（≤0.3mg/L）。如圖7所示，板橋河近3年水體CODcr濃度檢測值介于13～57mg/L，平均濃度為25mg/L。CODcr檢測最高濃度值57mg/L，出現(xiàn)在2015年11月，其余檢測年限內(nèi)CODcr濃度檢測值低于地表IV類水標準（≤30mg/L），但是數(shù)據(jù)波動較大。

2.3 枯、豐水期水質(zhì)變化分析 從表2可得，枯、豐水期的板橋河的氨氮濃度多已超過地表Ⅳ類水標準，甚至達到劣Ⅴ類水標準。近3年枯水期的氨氮濃度檢測值幾乎均穩(wěn)定持續(xù)高于地表Ⅳ類水標準，存在一定的數(shù)據(jù)波動;枯、豐水期總磷濃度檢測值均已持續(xù)高出地表Ⅳ類水標準，可能引起藍藻等水質(zhì)惡化現(xiàn)象[7];枯、豐水期的板橋河的化學需氧量部分檢測數(shù)據(jù)高出地表Ⅳ類水標準，并且出現(xiàn)豐水期的化學需氧量的濃度檢測值比同年枯水期檢測值還要高的現(xiàn)象。

2.4 流域污染來源 板橋河（雨花臺區(qū)）主要跨板橋3個街道，板橋街道、雨花經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、板橋新城，占地分別為30.51、26.69、11.07[km2]，人口數(shù)量分別為2.07、1.77、1.71萬人。整治范圍內(nèi)人口數(shù)量大，住宅區(qū)占地面積大，存在部分住宅區(qū)管網(wǎng)系統(tǒng)不完善及生活污水直接排入板橋河的現(xiàn)象。通過現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，外院所在處存在明顯的生活污水排口，污水排放量較大，并且水流速度大。板橋河右岸支流-柿子樹溝也有大量生活污水流入。

板橋河沿河周邊存在10座泵站，均處于正常工作狀態(tài)。泵站污染物占板橋河污染入河的年排放量比例較大。板橋河沿線泵站中，下閘泵站、金葉花園泵站、趙家閘泵站、王家山泵站、中興橋泵站、古雄泵站等污染物排放量對板橋河入河污染負荷占比較大。由圖8可得，下閘泵站、古雄泵站、金葉花園泵站對板橋河NH3-N排放量貢獻量為60.91%、18.05%、12.55%。由圖9可得，下閘泵站、古雄泵站、趙閘家二站在板橋河TP排放量的占比為55.43%、11.85%、10.24%。由圖10可得，下閘泵站、河下泵站、古雄泵站對板橋河CODcr排放量占比較大，分為別57.39%、13.42%、10.24%。通過資料收集和現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)：下閘泵站位于板橋河大橋一側，設計流量5m3/s，近3年年均排放量約為723萬m3，污染物入河排放年占比最大，氨氮、總磷均超標。外院的生活污水通過撇洪溝排出，經(jīng)由金葉花園泵站排放至板橋河，近3年監(jiān)測實際年均排放量達到115萬m3。古雄泵站位于雨花臺區(qū)板橋街道，在板橋河沿線中部位置，設計流量為2m3/s，近3年年均排放量約為109萬m3。古雄泵站污染物入河排放年占比最大，CODcr、氨氮、總磷均存在超標現(xiàn)象。板橋河大橋（省道S001）附近存在有3～4個泵站排口，屬于趙家閘泵站，泵站污水來源于板橋河東側支流，污染源主要來自秦淮新河及沿線。板橋河污染源來自于流域沿線的生活污水，但是沿線內(nèi)仍存在少量工業(yè)污染源，板橋河（雨花臺區(qū)）現(xiàn)狀重點污染工業(yè)企業(yè)有2家，排污總量為0.424萬m3/a。

3 結論

（1）從板橋河沿程水質(zhì)變化、歷年年際水質(zhì)變化、歷年枯豐水期水質(zhì)變化情況對板橋河水環(huán)境現(xiàn)狀進行定性分析表明，NH3-N、TP、CODcr是板橋河的特征污染因子。采用單因子評價法和水質(zhì)綜合指數(shù)評價法進行水質(zhì)評價表明，NH3-N、TP是主要污染因子，CODcr是次要污染因子。

（2）依據(jù)板橋河的污染因子，以及對板橋河周邊現(xiàn)場勘查分析可知，板橋河的主要污染來自于點源污染：生活污水、工業(yè)廢水等其他污染，污染成因主要來自生活污水排口、泵站排放等。

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（責編：王慧晴）