天津市水體污染變化規律簡析

2018-05-15 06:19:32祝福劉畇博安昱欣許佳慧魏暢楊小航

科學與技術 2018年20期

祝福劉畇博安昱欣許佳慧魏暢楊小航

摘要：隨著十九大的勝利召開，我國進入了新的發展階段。在新的時代背景下，生態文明建設也成為了關注的焦點。其中，水體污染是不可逃避的一個問題。本文選取天津市作為研究模型，對天津水體污染數據進行分類匯總，經處理后作對其變化規律進行歸納，并結合大量資料解釋其成因。

關鍵詞：水體污染；天津市；變化規律

一、引言

天津市水資源匱乏，近些年的調查結果表明京津冀地區水資源脆弱性遠遠高于全國平均水平[1]。盡管出臺了一系列的治理措施，天津市依然面臨供水保證率低、深層地下水超采、水體嚴重污染、水生態環境脆弱等一系列問題。水污染問題不但會影響居民的日常生活，更會對社會經濟造成巨大的損失。經研究計算表明，僅在2011年，天津市水污染經濟損失為408.3764億元[2]。在這種背景下，相關部門出臺了一系列法規進行治理。如在2014年京津冀三省（市）環保部門共同簽署《京津冀水污染突發事件聯防聯控機制合作協議》，2015年國家出臺了《水污染防治計劃》（簡稱“水十條”）[3]。

水資源的污染已經成為了影響城市發展的一個因素，因此分析其變化規律具有重要意義。

二、天津市水體污染數據處理

2.1 水體數據來源及研究指標

我們對所需數據進行了收集匯總，我們收集了2017年6月—2018年5月的天津市及各區地表水環境質量狀況報告，數據來源為天津市生態環境監測中心（www.tjemc.org.cn）。報告中主要列舉了綜合污染指數、總磷、高錳酸鉀指數、化學需氧量及氨氮五項污染指數。本文主要依據綜合污染指數變化進行討論。

2.2 相關概念解釋

在進行數據處理之前，我們要對綜合污染指數這個概念進行明確。它是評價水環境質量的一種重要方法。綜合污染指數評價項目選取：pH、溶解氧、高錳酸鹽指數、生化需氧量、氨氮、揮發酚、汞、鉛、石油類共計9項。

計算公式為：，，式中P表示綜合污染指數，Pi表示i污染物的污染指數，n表示污染物的種類，Ci表示i污染物的實際濃度平均值，Si表示i污染物的評價標準差。

2.3 數據處理方法及處理結果

將數據進行了分選，匯總，計算平均值，得到了如下幾個數據表各區各月綜合污染指數（圖1）。

2.4 天津市水體污染分布圖

根據處理完成的數據，我們使用Excel進行繪圖，得到了2017-2018年天津市各月綜合污染指數變化圖（圖2），

三、天津市水體污染變化模型及原因簡析

3.1各項污染指標變化趨勢

根據上面的2017-2018年天津市各月綜合污染指數圖像我們可以清晰的看到污染指標的變化趨勢。綜合污染指數的變化趨勢為：6-7月開始上升，綜合污染指數7月達到最高值。從此開始，直到9月為持續下降期。而10月有小幅回升。從11月至轉年2月，開始回升，此后到5月，持續下降，完成一個變化周期。

3.2各項污染指標變化趨勢成因及特性

結合這種變化規律，我們提出了自己的解釋以及歸納出三個變化特性。

3.2.1 變化規律的成因

（1）6-7月的上升

此時間段氣溫上升較快，居民用水量較大，對于洗滌的需求較高。同時也是工業生產時期，工業污染較重。因此會有上升。

（2）7-9月持續下降

天津市的河流進入汛期。降水量增加導致總水量的增加，水量增加對污染物有稀釋作用，因此總體指標有所下降。而且8月降水量達全年最大，因此此后一段時間指標都在下行。

（3）10月小幅回升

汛期結束，水體總量由于消耗等，有所下降，但因時間較短，因此下降不會過大，會小幅影響污染物指標。因此會有小幅度上升。

（4）11月-轉年2月上升

進入冬季，降水量很低，且水體流動減慢，污染物更容易富集，因此成上升趨勢。但是受天津市冬季禁工令影響，重大污染企業被勒令停止作業，因此上升速度較緩。（注：天津市冬季禁工令，天津市政府為保證冬季空氣質量達標，較少霧霾天氣，保證居民生活環境，下令從10月至轉年3月重大污染企業及施工工地停止施工，此舉主要為解決空氣污染，但工廠停工也減少了水體污染。）

（5）3-5月下降

冬季結束，水體逐步得到恢復，富集現象得到改善。隨著工廠的恢復作業，農業活動開始，污染指標會上升，完成一個周期。

3.2.2變化特征

根據上述解釋及變化趨勢，我們總結出三個特性

（1）季節性

我們可以看到，水體污染指數的變化與水體總量，河流狀況，季節變化有很大的相關性。夏季河流流速高，水體總量大，污染指標低，而冬季則相反。

（2）人為性

整體變化中出現了小幅度的波動，理論上應該是一條圓滑的波動曲線。這個小幅波動很有可能是冬季禁工令引起的，這體現了人為性。

（3）滯后性

根據生態學的觀點，生態系統具有一定的自穩性。這一點在水體污染變化趨勢中也有體現。所有的影響因素對整體的影響都不是立竿見影的，都是有一定的滯后性。而且人為處理的測量數據也不是實時數據，也有一定的滯后性。

四、討論

天津市水體污染情況較為嚴重，需要較為綜合的治理方式。污染的變化趨勢具有季節性、人為性、滯后性的特點。這也是人口、工業、農業、水體量等方面多方作用的結果。因此，想解決水資源污染問題，單憑一己之力是不夠的。需要從居民到政府，擰成一股繩，齊心協力共同守護我們的水資源。