太原杏花嶺區地表水環境現狀及評價

許 彥 (太原市環境監測中心站，山西 太原 030002)

1 研究背景

以汾河為圓心的方圓幾里是山西省的工農業集聚經濟繁榮區域。其工業占有數額和農業占有數額為全省工業總數額的46%，占農業總數額的64%。流域下游集中在下游人口81.9%，工業企業87.8%。河流被污染，河流中的各種污染物(如COD氨氮，揮發酚)嚴重超標。

2 監測方案的制定

2.1 監測點位的布置

太原杏花嶺的用水以汾河為主，龍潭湖的湖水也是杏花嶺的主要一個水源地。澗河等水源常年處于干涸狀態，故太原杏花嶺區水源的監測點位選擇在汾河和龍潭湖。

2.2 采樣類型及監測項目

采樣類型：混合水樣(早中晚各采一次，收集水樣并混合作為現場監測水樣)

監測的項目為PH、BOD(生物化學耗氧量)、COD(化學耗氧量)和氨類氮。

2.3 監測方法

常規監測項目的監測方法，如表1所示。

2.4 監測時間與頻率

監測時間選擇在3月份的1號、5號、10號、15號、20號、25號各采一次，檢測頻率為每隔5 d采樣監測一次。

表1 常規監測項目的監測方法

2.5 數據處理

單因子污染指數法用于評價試驗結果的地表水質。公式是：

式中：Pi為單因子污染指數；Ci為單因子監測實測值，mg/L；Csi為單因子評價標準。

當單因子的污染指數比>1時，表明該因素已經超過標準值。Pi的值越大，污染越重。當單因子的污染指數比<1時，表明該因素還沒有超過標準值。Pi的值越小，污染越小，水質越好。

3 結果與討論

3.1 汾河段、龍潭湖水環境現狀

汾河段、龍潭湖地表水環境現狀，如表2所示。

表2 地表水環境的質量評價標準(除PH以外)(GB3838-2002) mg/L

3.1.1 pH監測數據及分析(見表3)

表3 汾河、龍潭湖PH變化數據

從表3可以看出，汾河和龍潭湖的PH值均低于7，汾河的pH大約在4.3左右，龍潭湖的PH大概在6.3左右，水環境均呈現酸性。太原汾河段的PH嚴重偏酸的原因是由于上游寧武縣的東汾煤礦沒有合格的污水處理廠，日常污水直接排放進入汾河所致。龍潭湖的pH較接近中性，較為接近地表水環境質量標準，其受到的污染主要來源于生活垃圾[1]。

3.1.2 COD監測數據及分析(見表4)

表4 汾河、龍潭湖COD值的測定(單位mgO2/L)

從表4可知，在3月份之內，汾河的COD值隨著氣候的回升持續增高，最低的COD是65 mgO2/L，3月份均超過標準的COD值，可以看出水中有機物的污染增加很快。太原鋼鐵(集團)公司的焦化、燒結、煉鐵等重污染車間、設施、生產工藝等環節都會造成水的污染，污水有一部分沒有經過任何處理直接流入汾河，造成汾河流域水環境COD值增加。龍潭湖的COD值明顯低于汾河，COD的平均值在60.12 mgO2/L，可以看出龍潭湖受污染的程度較低，水體的COD值的異常是由于生活垃圾的部分不合理排放和游客的不文明行為造成，沒有大型企業的污染破壞。

3.1.3 BOD5監測數據及分析(見表5)

表5 汾河、龍潭湖BOD的測定(單位mgO2/L)

如表5所示，BOD是有機物在水中需氧污染物量的綜合指標[2]。3月份中，汾河的BOD和COD一樣在持續增高，汾河從原來3月1號的5.3 mgO2/L迅速增加至3月25號的7.3 mgO2/L左右，平均BOD值在6.5 mgO2/L左右，可見汾河的污染在加重；而龍潭湖的BOD則大致保持在5.0 mgO2/L左右，說明龍潭湖的污染沒有加重。

3.1.4 NH3-N監測數據及分析(見表6)

表6 汾河、龍潭湖NH3-N的測定(單位mg/L)

NH3-N是指生活產生的廢水和工廠運作產生的廢水中的氨含量。汾河由于沿途工業基地較多，特別是上游寧武縣的東汾煤礦和化工企業，長時間的污水排放致使太原段汾河的接納氨氮含量也較高。如表6所示從3月1號的1.8 mg/L迅猛增加3月25號至4.0 mg/L；而龍潭湖雖然也在增加，但是增加的范圍在0.6 mg/L左右，遠沒有汾河氨氮含量高，這是由于龍潭湖遠離工業場地，受到的污染僅以生活污水為主。

3.2 汾河段、龍潭湖水環境評價

地表水的水質量評估標是采納《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)一類[3]。單因素污染指數法為將污染物濃度與污染物評估標準拿來做比較的方法后確定污染物，進而確定水質。也就是說把每一個水質量監測數據與《國家地面水環境質量標準》(GB3838-2002)拿來對比，確認其分類，最后確定較為不好的地區水質量分類。

3.2.1 汾河段水環境評價

汾河水質標準實施Ⅲ類標準值由圖2所示，汾河段主要污染指標為COD，且污染指數介于3.25～4.6，均值為4.14，表明汾河段污染比較嚴重，主要污染來源于工業污染，即杏花嶺區的太原鋼鐵有限公司。鋼鐵工業廢水液態污染主要是有機需氧物質污染，比如苯，酚，甲醛等有機物，這是焦化排放最不易處理的污染物，在水中非常不容易發生逆轉，更不容易被分解，因此成為了水質中的主要污染物質。

圖2 汾河段污染指數圖

3.2.2 龍潭湖水環境評價

龍潭湖水環境質量標準執行Ⅴ類標準值，由第207頁圖3所示，龍潭湖BOD5、氨氮均達標，COD超標，污染指數介于1.5～1.6，作為主要的污染物指標，垃圾污染為主要污染物質來源，即水體周圍生活區產生的垃圾，建筑工地產生的垃圾，工業固體廢物等。這些污染物的大量堆放，隨著時間的延長，產生的滲濾液進入地表水龍潭湖，或通過降水淋溶垃圾使污染物溶出并隨地表徑流進入龍潭湖，從而使COD超標。

圖3 龍潭湖污染指數圖

4 結論與建議

4.1 結論

1) 汾河、龍潭湖的PH、BOD和COD均異于正常值，說明汾河、龍潭湖都受到了不同程度的污染。

2) 采用單因子污染指數法，發現汾河、龍潭湖均為COD超標，且汾河COD超標嚴重，主要是由于周邊太原鋼鐵有限公司的排污造成。

4.2 建議與措施

在地表水質下降改善的戰略中落實 “三個轉變”：首先從工業小區域污染治理到大面積污染治理相結合的變化；二是將從城市污染治理放在首位，一步步向城鄉污染治理結合轉型；第三是污染的處理，防止污染和生態環境保護進行轉變。從技術開發的使用來看，城市污水處理可以有效地防止污染物進入水中，但只能由目前的二次處理不能有效控制水質的惡化。二級處理尾水排放，雨水徑流，積水沉積物將成為地表水環境二次污染的主要原因。興化嶺區污水排放量逐年增加，現有二級處理氮，磷去除效果不佳。從目前和未來幾年的經濟實力來看，全面實行三級處理是不可能的。因此，在水體沉積物清理的基礎上，水環境和生態系統恢復已成為杏花嶺區未來水環境保護的重要措施。