劉進,王彬瑩,靳少非
1.閩江學院地理科學系;2.深圳市朗誠科技股份有限公司
河流湖泊富營養化是當今世界面臨的水環境問題之一[1],導致富營養化的營養物質主要為氨氮。在陸地水體中,氨氮是地表水污染指數的四項理化水質參數之一,其主要來源于生活污水以及工業廢水、農業肥料等[2-4]。福建省位于我國東南沿海,屬于亞熱帶季風氣候區,境內水系發達、河流眾多、多數屬獨流入海,同時海岸線曲折、入海河流數量多、流量大,其河流氨氮濃度變化不僅影響著內陸水體水環境質量,同時也會對近海海洋環境產生影響。近幾十年,我國東部沿海城市近岸以及河口海域海洋環境質量問題不斷加劇,福建沿海海域赤潮對海水養殖業、捕撈業和濱海旅游業造成較大損失[5]。因此,有必要對近些年福建省河流氨氮濃度的變化趨勢進行研究。
近年來,為提高福建省水質生態環境,同時為規范福建省安全生態水系建設工作,指導河湖水生態修復、水質改善、水景觀提升等活動,構建健康、完整、穩定的河湖生態系統,福建省水利廳于2015年通過了《關于開展萬里安全生態水系建設實施意見》并進行一系列工程措施提升福建省水系生態可持續發展。根據2016年《福建省水資源公告》建成安全生態水系537公里,將河長制工作納入績效考評,閩江、九龍江、敖江流域年度保護管理任務基本完成,全省流域水質向好轉優;福建省水資源管理系統(一期)整體項目完工驗收;最嚴格水資源管理制度考核工作全面完成。根據福建省生態環境廳關于流域水環境質量狀況的報告得知,2020年全年福建省的主要河流的斷面總體水質評價為優。Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類水質的總比例為97.9%,與2019年相比上升了1.4%;Ⅰ類和Ⅱ類水質的比例為67.8%,同比2019年上升了6.3%。具體各類水質的比例如下:Ⅰ類水質占4.9%,Ⅱ類水質占62.9%,Ⅲ類水質占30.1%,Ⅳ類水質占1.4%,Ⅴ類水質占0.7%,沒有劣Ⅴ類水。全省小流域Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類水質的占比是96.9%,總體上同比2019年上升了4.1%。基于此,回顧性探索福建省主要河流水質,尤其是對水環境影響顯著的氨氮濃度的分析能夠為綜合評估福建省水質變化提供科學的數據。
本研究利用福建省生態環境廳中福建省水環境環境質量狀況監測數據。數據囊括了福建省5條主要河流于2005—2019年氨氮調查數據(http://sthjt.fujian.gov.cn/gzcy/bmfwcx/szcx/),數據的監測頻率為每周。本研究中所涉及的五條河流分別為:晉江、閩江、九龍江、汀江、敖江。在統計分析方面,本研究使用算術平均法在每條河流2005—2019年每周的氨氮濃度變化的基礎上分析了其月平均和年平均變化。
圖1和圖2分別分析了福建省主要河流的年平均以及月平均氨氮變化趨勢。從結果可知,福建省五條河流及湖、庫氨氮濃度總體都上處于良好水平。2005-2019年間福建省閩江、九龍江、晉江、汀江、敖江五條主要河流以及福建省湖、庫受氨氮基本屬于未受污染程度和輕度污染程度。其中年平均氨氮濃度最高的是2018年的九龍江流域,其濃度值為0.67mg/L,根據我國地表水環境質量標準(GB3838-2002)分表顯示河流中氨氮濃度小于0.5mg/L則為2類水體,濃度處于0.5mg/L-1.0mg/L之間則屬于3類水,濃度處于1.0-3.0mg/L之間則屬于中度污染,濃度大于3.0mg/L則屬于嚴重污染,所以2018年九龍江流域的污染程度屬于輕度污染。緊隨其后氨氮濃度年平均較高的河流為2014年的九龍江和2008年的敖江,其濃度值分別為0.64mg/L和0.53mg/L,都屬于輕度污染。氨氮濃度年平均最低的是2012年湖、庫濃度值,最低為0.03mg/L。

圖1 2005-2019年間福建省河流氨氮濃度年平均變化圖

圖2 2005-2019年間福建省河流氨氮濃度月平均變化圖
從2005-2019年間的年平均變化來看,閩江自2005年氨氮濃度達最高峰之后,接下來逐年降低,近幾年穩定在0.2mg/L左右,水質未受污染。閩江作為福建省流域面積最大的河流,其水質情況一定程度上代表了福建省流域的基本情況。敖江除2008年氨氮濃度達最高值并且呈現輕度污染,其他年份均呈未污染狀況,近五年其濃度均低于0.1mg/L。晉江流域水質總體均處于為污染狀況,但2005至2015年氨氮濃度呈現逐年上升,近三四年開始逐年下降。九龍江流域年平均氨氮濃度波動較大,2008年、2014年以及2018年分別三次達到峰值,最近幾年呈現上升趨勢并且水質屬于輕度污染狀況。汀江近三年才有氨氮濃度值記錄,均小于0.5mg/L,處于未受污染狀況。湖、庫的年平均波動雖大,但濃度值均較小,未受污染。
從2005-2019年間的月平均總體變化來看,湖、庫的月平均變化最小,基本穩定;五條河流的氨氮濃度最低值均處于夏季6-8月河流汛期,最高值多處于冬末春初1-3月;敖江、晉江的濃度值月平均變化較小;九龍江、汀江的濃度值月平均變化最大,跨度達0.4mg/L;閩江的氨氮濃度月平均變化跨度達0.2mg/L。
本研究通過對2005—2019年福建省閩江、九龍江、晉江、汀江、敖江五條主要河流以及福建省湖、庫氨氮濃度變化特征進行分析,發現在此期間福建省河流及湖、庫水質總體處于良好水平,大部分無污染狀況,少部分處于輕度污染。本研究通過對2005-2019年福建省河流氨氮濃度的變化特征的研究,其研究結果對于福建省水系及東部沿海城市近岸以及河口海域海洋環境質量的監測提供了方向。同時對于未來更加嚴格調控福建省氨氮的排放起到了指示意義,同時也期待為福建省各地區生活用水的水資源可持續利用及水政策制定提供新的研究思路。未來福建省水環境中氨氮管理可從下面的幾點進一步開展工作:
從生活污水、農業廢水、工業廢水等多個污染源排放處加大監管力度。加強環境保護宣傳工作,提高群眾環保意識;加強對農業生產工作的指導,創新農業技術,防治生產過程過所產生或殘留的污染物對水環境的污染影響;加強對大小規模企業、單位環保工作的管控力度,包括確保生產設備達標生產、保證環保治理設施投放使用。
堅持對各個水系點位、斷面的水質監測工作,加強各指標的監測技術,提高對各個指標變化的分析頻率,提高時效性,及時發現水質優劣情況,追溯污染源,及時采取相應合理措施治理水質問題。
城市生活污水和垃圾無害化處理設施數量和規模不能滿足城市快速發展的需要。因此需要加強環保基礎設施的建設,包括污水處理廠、垃圾無害化處理廠等各類基礎設施,加快推廣、投入到各地區,使得各類污染物能夠及時得到處理,避免污染物長期存放或隨意排放。“十二五”期間,氨氮污染減排工作全面開展,為總氮污染減排奠定了基礎,也有利于將總氮減排工作落到實處。