天津市津南區洪泥河斷面水質監測與分析

李培君，趙君彥，寇鳴琦

(天津市津南區環境監測中心，天津 300350)

1 引言

近年來，我國地表水監測工作續發展。國家和省市持續擴大地表水網監測斷面監測，地表水考核斷面采測分離，充分保證地表水監測數據真實準確。從硬件上不斷豐富監測建設項目，加強地表水自動監測工作，在2018年實現國家地表水自動監測站聯網。本文選取天津市津南區洪泥河某斷面作為監測對象，通過考察水質手動監測、自動站監測和5年主要污染物變化情況，深入分析該河流斷面水質，為進一步優化海河流域水質監測提出針對性的建議。

2 洪泥河情況

天津市津南區是天津市4個環城區之一，位于天津市東南部，海河下游南岸，素有天津“金三角”之稱。津南區水資源豐富，主要由地表水、地下水、外調水、海河干流棄水構成。其中，市管河道3條，區管河道17條，鎮管河道6條，有用水河道6條，排水河道7條。洪泥河流經津南區、濱海新區，是連接北大港水庫與海河的重要河道，始于濱海新區萬家碼頭村南，沿河流經八里臺鎮、咸水沽鎮、海河教育園區、辛莊鎮、雙港鎮，止于津南區生產圈村，全長26 km，兩端分別于獨流堿河和海河相連，將存蓄在北大港水庫的黃河水流入海河，回供天津市區(圖1)。

3 洪泥河斷面水質手工監測結果

選取《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)基本項目[1]中的主要污染物作為監測項目，分別為：化學需氧量(縮寫為“COD”)、高錳酸鹽指數、氨氮、總磷。其中化學需氧量的檢測方法為《水質 化學需氧量的測定 重鉻酸鉀法》(HJ828-2017)，高錳酸鹽指數的檢測方法為《水質 高錳酸鹽指數的測定》(GB11892-1989)，氨氮的檢測方法為《水質 氨氮的測定納氏試劑分光光度法》(HJ 535-2009)，總磷的檢測方法為《水質 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》(GB11893-1989)。研究數據包括2019年洪泥河斷面各月份手工監測數據[2]。水質綜合指數的計算方法[3～5]如下。

圖1 天津市津南區水資源分布示意

水質綜合指數計算公式：

(1)

式(1)中，Cn為監測濃度值；Co為監測濃度值對應的標準限值或水質目標。

洪泥河斷面2019年各項污染物指標年均值均達到V類水體的要求，斷面水質較2018年略有下降。從每月監測情況來看，污染物指標超標的月份有3個，4項污染物指標全部達標的月份有9個，達標率為75%(表1)。

表1 2019年洪泥河斷面水質監測結果統計

由圖2、3可知，洪泥河斷面2019年四項污染物中濃度值出現超過V類標準限值情況的是化學需氧量、氨氮。其中，6～9月份洪泥河斷面各污染物濃度明顯高于其他月份，6月化學需氧量濃度明顯高于其他月份，8月氨氮濃度明顯高于其他月份。水質較差的月份為6月到9月間。

4 洪泥河斷面水質自動監測結果

隨著地表水自動監測技術發展，近年來各地陸續對監測點位安裝水質自動監測設備，洪泥河自動監測點于2019年4月開始投入使用，每日實時監測斷面水質情況，因為自動監測站不能檢測化學需氧量，研究數據包括2019年4～12月高錳酸鹽指數、氨氮和總磷3項指標[2]。通過每日監測情況，生成全年斷面水質監測結果(圖4～7)。

自動監測結果顯示，洪泥河斷面6～9月間水質較差其中高錳酸鹽在8～9月高于其他月份，氨氮、總磷均在8月高于其他月份，這些均與手工監測結果相互印證，保證了手工監測與自動監測的同一性。

圖2 洪泥河斷面2019年水質變化趨勢

圖3 洪泥河斷面2019年水質綜合指數變化趨勢圖

圖4 洪泥河斷面2019年4～12月水自動站高錳酸鹽變化趨勢

圖5 洪泥河斷面2019年4～12月水自動站氨氮變化趨勢

圖6 洪泥河斷面2019年4～12月水自動站總磷變化趨勢

圖7 2019年4～12月洪泥河斷面水質自動監測情況

5 洪泥河斷面水質5年變化情況

通過手工監測取得洪泥河斷面2015～2019年化學需氧量、高錳酸鹽指數、氨氮、總磷4項指標濃度[2]情況見表2。

表2 2015～2019年洪泥河斷面水質監測結果統計

5年間各污染物濃度變化顯著程度檢驗，污染趨勢變化分析采用Daniel趨勢檢驗，使用Spearman秩相關系數法[6，7]。采用Daniel趨勢檢驗法，衡量污染趨勢變化在統計上是否有顯著性，即計算秩相關系數rs。用rs的絕對值與Spearman秩相關系數的臨界值進行比較。rs的計算公式為：

(2)

式(2)中：n為時間周期數；di為變量xi、yi的差值;xi為x為濃度值(年均值)從小到大的排列順序數;yi為年排列順序數。

將秩相關系數rs的絕對值同Spearman秩相關系數統計表中的臨界值Wp進行比較(表3)。

表3 秩相關系數rs的臨界值Wp

當rs>Wp則表明變化趨勢有顯著意義：如果rs是負值，則表明在評價時段內評價項目呈下降趨勢或好轉趨勢；如果rs是正值，則表明在評價時段內評價項目呈上升趨勢或加重趨勢；當rs≤Wp則表明變化趨勢沒有顯著意義：說明在評價時段內評價項變化穩定或平穩。假定津南區污染趨勢定量分析的單測檢驗顯著性水平0.1，則各項污染物濃度趨勢變化分析結果分列于表4。

表4 2015～2019年洪泥河斷面項目變化趨勢統計結果

由表4可見，洪泥河斷面水質在2015～2019年間的濃度變化趨勢有顯著意義，4項污染物濃度均有明顯下降趨勢，說明5年間斷面水質明顯好轉。

6 水質監測工作幾點建議

隨著國家對生態環境保護工作的重視，積極加強環境保護各類執法，開展清淤、梳理等治理工作，近年來水環境得到了較為明顯的改善。但是也要清醒的認識到，還遠未達到綠水青山的治理目標，各項任務仍任重道遠。結合洪泥河水質監測結果，就水環境監測工作提出幾點建議如下。

(1)應服務環保大局，科學落實全年監測任務。認真落實環境保護行政機構的工作要求，結合當地現狀和發展布局，規劃好全年的監測任務，從制度上保證監測的質量控制，促進水環境監測工作的順利開展。在編制監測任務時，要充分考慮到國控、省控、市控的各項要求，既重視單項又考慮整體，用整體視野來考慮監測工作，確保監測服務于生態環境治理的大局。

(2)應抓住監測重點，合理謀劃階段監測方式。針對不同污染物對于季節或生產周期的變化，堅持以問題為導向，抓好監測重點和難點，開展有針對性的監測工作。在夏季對化學需氧量、高錳酸鹽、氨氮和總磷等季節性偏高項目適當多頻次進行監測，根據水域上游產業布局情況，掌握主要污染物成分和特點，高效開展重點監測，變被動監測為主動監測，常規監測為適應性監測，全面掌握監測水域的各項指標。

(3)應提升技術手段，多種手段確保數據準確。重點加強監測部門硬件設施建設，提高監測自動化水平，將人為因素對監測結果的影響降到最低。加強自動監測和手動監測的數據分析和共享，手動監測為自動監測準確性提供參考標準，自動監測為及時發現情況開展手動監測提供線索。加大監測人員的教育培訓力度，開展多崗位鍛煉，對于監測的知識既要專又要廣，確保監測數據的準確，為開展環境治理工作提供可靠的基礎依據。

(4)應強化教育引導，全面促進污染治理效能。通過多種載體和方式加強環境保護知識、法律法規的宣傳教育，增強人民群眾保護環境的意識，鼓勵各類新聞媒體對水污染問題的追蹤報道，充分調動社會各界參與水環境治理各項工作，在全社會形成“人人關心環保, 積極參與環保”的濃厚氛圍。依靠人民的力量對環境污染進行監督，全面促進環境治理工作走向深入。