崇明地表水水質(zhì)變化趨勢(shì)分析

摘要：隨著水質(zhì)考核體系的完善以及崇明建設(shè)世界級(jí)生態(tài)島目標(biāo)的確立，地表水水質(zhì)作為生態(tài)環(huán)境中最基礎(chǔ)的要素，顯得愈發(fā)重要。本文以2015-2019年崇明地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果為依據(jù)，選取具有代表性的污染物，分析了崇明地區(qū)5年來的水質(zhì)變化趨勢(shì)。結(jié)果表明崇明地表水水質(zhì)總體變化相對(duì)穩(wěn)定，部分污染物指標(biāo)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，同時(shí)為水環(huán)境管理提出了相關(guān)的意見與建議。

關(guān)鍵詞：崇明;地表水;水質(zhì);趨勢(shì);建議

Abstract：The surface water quality is particularly important as the one of the most basic elements with the improving on water quality evaluation system and the goal on a world-class ecological island in Chongming. By the typical pollutants， the change and trend of surface water quality in Chongming is presented in this paper based on the testing data from 2015 to 2019. The study shows that surface water quality in Chongming is relatively steady while the concentration of some pollutants is rising. Advices and suggestions are also presented in this paper.

Key words：Chongming;Surface water;Water quality;Trend;Suggestion

2010年上海市發(fā)布了《崇明生態(tài)島建設(shè)綱要（2010-2020）》[1]，成為了崇明島生態(tài)建設(shè)的行動(dòng)綱領(lǐng)。2015年上海市發(fā)布《上海市水污染防治行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施方案》（以下簡(jiǎn)稱《方案》）[2]，以國考和市考斷面為重點(diǎn)，進(jìn)行達(dá)標(biāo)考核，推進(jìn)水質(zhì)改善，按期完成斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)任務(wù)，持續(xù)改善已達(dá)標(biāo)斷面水質(zhì)，并力爭(zhēng)提升水質(zhì)類別。2016年，崇明撤縣設(shè)區(qū)，在這新的歷史起點(diǎn)，上海市人民政府印發(fā)了《崇明世界級(jí)生態(tài)島發(fā)展“十三五”規(guī)劃》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》）[3]，亦明確了崇明以26個(gè)市考斷面為主的地表水達(dá)標(biāo)率，到2020年基本實(shí)現(xiàn)全域達(dá)到水環(huán)境功能區(qū)的水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)。因此，積極開展地表水監(jiān)測(cè)，通過數(shù)據(jù)分析，掌握崇明區(qū)地表水水質(zhì)狀況及變化趨勢(shì)，具有重大意義，為跟蹤評(píng)估崇明島生態(tài)建設(shè)和發(fā)展對(duì)崇明水環(huán)境帶來的影響，也為環(huán)境管理和環(huán)境考核提供了第一手的數(shù)據(jù)支撐。

1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位及評(píng)價(jià)方法

根據(jù)《方案》及《規(guī)劃》的要求，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位選取崇明區(qū)26個(gè)市考斷面的點(diǎn)位，監(jiān)測(cè)（評(píng)價(jià)）項(xiàng)目為pH 值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總磷、總氮、銅、鋅、氟化物、硒、砷、汞、鎘、鉻、鉛、氰化物、揮發(fā)酚、石油類、陰離子表面活性劑和硫化物共21項(xiàng);監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)范圍以2015～2019年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。26個(gè)市考斷面的考核目標(biāo)均為Ⅲ類水質(zhì)。

評(píng)價(jià)方法采用《地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法（試行）》（環(huán)辦〔2011〕22 號(hào)）[4]中單因子評(píng)價(jià)法以及規(guī)定的Spearman秩相關(guān)系數(shù)法，確定斷面水質(zhì)類別和污染物變化趨勢(shì)，同時(shí)比較幾個(gè)主要污染物的濃度變化。另根據(jù)上海市地表水的特點(diǎn)，呈現(xiàn)以氮、磷為主的富營養(yǎng)化特征，選擇溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、氨氮、總磷等5 項(xiàng)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)參數(shù)，以Ⅲ類為基準(zhǔn)，通過計(jì)算綜合水質(zhì)指數(shù)及污染負(fù)荷率[5]，評(píng)價(jià)總體水質(zhì)和5項(xiàng)指標(biāo)對(duì)水體的污染貢獻(xiàn)。同時(shí)結(jié)合Spearman秩相關(guān)系數(shù)法，確定變化趨勢(shì)。

2 監(jiān)測(cè)結(jié)果及綜合水質(zhì)指數(shù)

2.1 單因子評(píng)價(jià)及考核達(dá)標(biāo)率

2019年崇明區(qū)地表水?dāng)嗝妫c(diǎn)位）水質(zhì)優(yōu)良（Ⅰ～Ⅲ）比例為96.2%，自2015年以來，崇明區(qū)26個(gè)市考斷面達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)的比例均超過95%（圖1），總體狀況良好，5年來，年度最多1個(gè)斷面未達(dá)到考核目標(biāo)（Ⅲ類）。

2.2 主要污染物濃度現(xiàn)狀

2019年地表水氨氮濃度年均值為0.28mg/L（Ⅲ類），高錳酸鹽指數(shù)濃度年均值為3.64mg/L（Ⅲ類），化學(xué)需氧量濃度年均值為13.5mg/L（Ⅲ類），五日生化需氧量濃度年均值為2.57mg/L（Ⅲ類），總磷濃度年均值為0.161mg/L（Ⅲ類），與2015年相比，除了氨氮濃度下降27.2%外，其余分別上升了23.4%，49.8%，3.6%，25.0%（圖2，單位：mg/L）。

2.3 綜合水質(zhì)指數(shù)變化

經(jīng)計(jì)算，2019年地表水綜合水質(zhì)指數(shù)為0.56，評(píng)價(jià)為優(yōu)（≤0.62），與2015年相比，上升了17.7%，水質(zhì)變化評(píng)價(jià)為輕微惡化，5年來地表水水質(zhì)評(píng)價(jià)均為優(yōu)（圖3）。

2019年單項(xiàng)指標(biāo)總磷污染負(fù)荷率為34%，與2015年相比，上升了7個(gè)百分點(diǎn);氨氮污染負(fù)荷率為12%，與2015年相比，下降了4個(gè)百分點(diǎn)。5年來總磷污染負(fù)荷每年最高，污染貢獻(xiàn)最大，氨氮每年的污染貢獻(xiàn)相對(duì)最小（圖3）。

3 變化趨勢(shì)分析

根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法（試行）》（環(huán)辦〔2011〕22 號(hào)），采用Spearman 秩相關(guān)系數(shù)法，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)值與時(shí)間序列進(jìn)行相關(guān)性分析，秩相關(guān)系數(shù)rs的絕對(duì)值同spearman 秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)表臨界值Wp進(jìn)行比較，以確定其是否有變化和變化程度。選擇時(shí)間周期N=5，顯著水平（單側(cè)檢驗(yàn)）0.05時(shí)，臨界值Wp取0.900。

3.1 水質(zhì)變化趨勢(shì)分析

2015～2019年，水質(zhì)優(yōu)良（Ⅰ～Ⅲ）比例在96.2%～100%之間變化，秩相關(guān)系數(shù)rs絕對(duì)值為0.9，等于臨界值Wp，變化趨勢(shì)沒有顯著意義，說明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)水質(zhì)變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。綜合水質(zhì)指數(shù)在0.47～0.59之間變化，秩相關(guān)系數(shù)rs絕對(duì)值為0.2，小于臨界值Wp，變化趨勢(shì)沒有顯著意義，說明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)水質(zhì)變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。

3.2濃度變化趨勢(shì)分析

3.2.1 氨氮

5年來氨氮濃度年均值在0.27～0.39mg/L之間，秩相關(guān)系數(shù)rs絕對(duì)值為0.6，小于臨界值Wp，變化趨勢(shì)沒有顯著意義，說明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)濃度變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。

3.2.2 高錳酸鹽指數(shù)

高錳酸鹽指數(shù)濃度年均值在2.94～3.70mg/L之間，秩相關(guān)系數(shù)rs絕對(duì)值為0.6，小于臨界值Wp，變化趨勢(shì)沒有顯著意義，說明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)濃度變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。

3.2.3 化學(xué)需氧量

化學(xué)需氧量濃度年均值在9.0～13.5mg/L之間，秩相關(guān)系數(shù)rs絕對(duì)值為1，大于臨界值Wp，表明變化趨勢(shì)有顯著意義;且秩相關(guān)系數(shù)rs的計(jì)算原值為正值，說明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)化學(xué)需氧量濃度變化呈上升趨勢(shì)或加重趨勢(shì)。

3.2.4 五日生化需氧量

五日生化需氧量濃度年均值在2.16～2.82mg/L之間，秩相關(guān)系數(shù)rs絕對(duì)值為0.1，小于臨界值Wp，變化趨勢(shì)沒有顯著意義，說明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)濃度變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。

3.2.5 總磷

總磷濃度年均值在0.122～0.162mg/L之間，秩相關(guān)系數(shù)rs絕對(duì)值為0.5，小于臨界值Wp，變化趨勢(shì)沒有顯著意義，說明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)濃度變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。

4 結(jié)論和建議

4.1 結(jié)論

2015～2019年近5年來，崇明區(qū)水質(zhì)無論是Ⅲ類水比例，或是綜合水質(zhì)指數(shù)，在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)變化趨勢(shì)為變化穩(wěn)定。各斷面水質(zhì)主要在Ⅲ類水質(zhì)上下一個(gè)類別波動(dòng)，綜合水質(zhì)指數(shù)均≤0.62，評(píng)價(jià)均為優(yōu)。

多個(gè)主要污染物的五年濃度變化趨勢(shì)分析表明，氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量及總磷的年度濃度振蕩變化，總體變化趨勢(shì)沒有顯著意義，說明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)濃度變化穩(wěn)定。化學(xué)需氧量濃度近五年來則呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。5年來，總磷每年污染負(fù)荷率最高，污染貢獻(xiàn)最大，氨氮污染貢獻(xiàn)相對(duì)最小。

從以上分析可知，崇明區(qū)水質(zhì)總體狀況良好，基本處于Ⅲ類水質(zhì)，水質(zhì)波動(dòng)變化穩(wěn)定，多項(xiàng)主要污染物濃度變化穩(wěn)定，化學(xué)需氧量濃度雖能滿足Ⅲ類水質(zhì)的要求，但明顯呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，指向水中還原物質(zhì)（一般為有機(jī)物）濃度的上升。同時(shí)，總磷污染負(fù)荷率相對(duì)其他幾項(xiàng)污染物的污染負(fù)荷率為最高，表征總磷的監(jiān)測(cè)濃度相對(duì)其他污染物更接近Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，更容易影響對(duì)水質(zhì)類別的評(píng)價(jià)（單因子評(píng)價(jià)法）。因此，總磷是目前崇明地表水污染貢獻(xiàn)最大的污染物，而化學(xué)需氧量則是需要重點(diǎn)關(guān)注和警惕的污染物。

4.2 建議

4.2.1 實(shí)施河道專項(xiàng)整治及溯源調(diào)查

雖然目前考核達(dá)標(biāo)率較高，但污染物仍有月度超標(biāo)，甚至年度超標(biāo)的出現(xiàn)。相關(guān)部門應(yīng)按照各斷面的實(shí)際情況，實(shí)行“一河一策”的專項(xiàng)環(huán)境整治及河道清理疏浚，徹底解決歷史欠賬，保證河道水系暢通，提升水體自凈能力，在一定范圍內(nèi)穩(wěn)定水質(zhì)。

同時(shí)，根據(jù)總磷的污染貢獻(xiàn)度以及化學(xué)需氧量上升的趨勢(shì)，結(jié)合年度超標(biāo)斷面，進(jìn)行“一斷面一方案”的專項(xiàng)溯源監(jiān)測(cè)及調(diào)查，排摸周邊的各類污染源。短期而言，針對(duì)總磷、化學(xué)需氧量等相關(guān)污染物，進(jìn)行相關(guān)的調(diào)查及監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)情況，嚴(yán)格整治，達(dá)標(biāo)排放。長(zhǎng)期來說，應(yīng)建立長(zhǎng)效管理監(jiān)測(cè)機(jī)制，研究相關(guān)污染物排放溯源清單，為控制排放總量打下基礎(chǔ)。

4.2.2 規(guī)范畜禽養(yǎng)殖糞污還田，控制農(nóng)業(yè)面源污染

切實(shí)落實(shí)畜禽養(yǎng)殖規(guī)劃，控制養(yǎng)殖規(guī)模。在保留規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)的基礎(chǔ)上，對(duì)污染嚴(yán)重、管理水平低、還田土地面積匹配不足的畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)進(jìn)行規(guī)范，達(dá)不到要求的，分期清退。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)畜禽糞污處理設(shè)施的監(jiān)督管理，加強(qiáng)對(duì)糞污還田規(guī)范化的監(jiān)管，防止由于過量還田，不規(guī)范還田，導(dǎo)致大量高濃度氮磷及復(fù)含有機(jī)物的還田水直接進(jìn)入環(huán)境水體，抬高總磷及化學(xué)需氧量的濃度。

崇明農(nóng)業(yè)種植分布廣，農(nóng)業(yè)小而散的生產(chǎn)局面尚未發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變，造成了農(nóng)藥化肥減量化使用源頭控制難，部分化肥、農(nóng)藥未經(jīng)農(nóng)作物吸收，通過地表徑流進(jìn)入水體，直接影響地表水環(huán)境;特別是雨天，影響更為明顯。

4.2.3 截污納管，提標(biāo)改造

部分集鎮(zhèn)以及農(nóng)場(chǎng)場(chǎng)部等仍未實(shí)現(xiàn)截污納管，直排混排仍然存在;農(nóng)村生活污水處理站大量建成，但處理標(biāo)準(zhǔn)不高。因此提高地區(qū)污水納管率，提升農(nóng)村污水處理站的處理水平和標(biāo)準(zhǔn)，可減少生活污水直排進(jìn)入水環(huán)境的污染物總量。

4.2.4 強(qiáng)化水質(zhì)監(jiān)測(cè)，發(fā)揮預(yù)警作用，未雨綢繆

無論是水環(huán)境管理還是污染源排放管理，都需要水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)提供第一手的材料支撐。通過分析歷年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及調(diào)查數(shù)據(jù)等，說清污染現(xiàn)狀，找出變化規(guī)律，為管理方針和措施指明方向。正如本文所指出，污染物總磷是目前崇明地表水污染貢獻(xiàn)最大的污染物，而化學(xué)需氧量則是需要重點(diǎn)關(guān)注和警惕的污染物，直接指向水中還原物質(zhì)的變化，需要進(jìn)行進(jìn)一步的分析調(diào)查，做到未雨綢繆。

4.2.5 盡快修訂功能區(qū)規(guī)劃

目前考核斷面的考核目標(biāo)均為Ⅲ類水質(zhì)，但是按照崇明水環(huán)境功能區(qū)規(guī)劃，其中部分?jǐn)嗝娴乃h(huán)境功能區(qū)是Ⅳ類，低于考核目標(biāo)，不利于控制和提高該區(qū)域的水質(zhì)。因此應(yīng)盡快修訂水環(huán)境功能區(qū)規(guī)劃，將管理和考核的目標(biāo)統(tǒng)一。同時(shí)，應(yīng)以Ⅲ類功能區(qū)劃的要求，嚴(yán)格控制建設(shè)項(xiàng)目及現(xiàn)有項(xiàng)目的廢污水排放，穩(wěn)定地表水水質(zhì)，保證考核目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

5 結(jié)語

本文對(duì)2015～2019年的相關(guān)地表水水質(zhì)進(jìn)行了單因子評(píng)價(jià)和綜合評(píng)價(jià)，并結(jié)合評(píng)價(jià)規(guī)范的秩相關(guān)系數(shù)進(jìn)行了變化趨勢(shì)分析。結(jié)果表明崇明地表水水質(zhì)變化穩(wěn)定，總磷是目前崇明地表水污染貢獻(xiàn)最大的污染物，而化學(xué)需氧量濃度呈現(xiàn)明顯的上升，是需要重點(diǎn)關(guān)注的污染物，提出了可能的溯源以及相關(guān)的意見和建議，以期未雨綢繆，遏制污染物上升趨勢(shì)，消除影響水質(zhì)類別的潛在因素，穩(wěn)定崇明地表水水質(zhì)。

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收稿日期：2020-04-15

作者簡(jiǎn)介：劉丹（1981-），男，本科學(xué)歷，中級(jí)職稱，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)與業(yè)務(wù)管理。