京杭運河徐州段水環境質量現狀分析

吳雅麗

（江蘇省徐州環境監測中心，江蘇徐州221000）

引言

京杭運河開掘于春秋時期，完成于隋朝，距今已有2500多年的歷史，是世界上里程最長、工程最大的古代運河，京杭運河南起余杭（今杭州），北到涿郡（今北京），途經浙江、江蘇、山東、河北四省及天津、北京兩市，貫通海河、黃河、淮河、長江、錢塘江五大水系，主要水源為南四湖（山東省微山縣微山湖），京杭運河全長約1794km[1-2]。被譽為“黃金水道”的京杭運河橫穿徐州，在境內長181.16km，北接微山湖，南連駱馬湖。2014年，國務院長江經濟帶規劃中將徐州港列入國家重點建設港口。對促進山東、江蘇及長三角地區經濟的發展作出了巨大的貢獻。因此了解京杭運河水質現狀，能夠對研究水環境發展趨勢及其變化規律提供幫助，為制定綜合防治措施與方案提供思路，同時可以為制定國家或地方環境標準、法規、條例細則等提供科學依據[3]。

1 監測概況

1.1 監測斷面與項目

本文選取江蘇省徐州市區域內京杭運河重點監測斷面作為評價對象，其中所涉及斷面為藺家壩、洞山西、紅旗新村、解臺閘、新莊渡口、山頭、劉山閘、索家、張樓等9個監測斷面。按《功能區劃》要求，京杭運河（徐州段）9個監測斷面水質均符合功能區劃地表水Ⅲ類水質標準（各斷面監測點位分布見圖1）。各斷面全年監測12次，每月采樣一次，水質監測項目為pH值、DO、CODMn、BOD5、氨氮、揮發酚、氰化物、砷、汞、六價鉻、鉛、鎘、石油類、氟化物、LAS、硫化物、CODCR、總磷、銅、鋅、硒、總氮、水溫、糞大腸菌群。

圖1 京杭運河各斷面監測點位分布圖

1.2 評價標準與方法

評價標準采用《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）相應標準進行評價。評價方法采用單因子標準指數法和綜合污染指數法[4]，前者用來劃分水質類別，后者用來確定污染程度和主要污染物。斷面水質與河流水質定性評價采用《地表水環境質量評價方法（試行）》（環辦〔2011〕22號）。

1.2.1 綜合污染指數法

采用綜合污染指數（均值型，后簡稱污染指數），并用污染分擔率確定水體中主要污染物。

綜合污染指數計算公式如下：

式中：P—污染指數；n—參評項目數；Pi=Ci/Cio，其中Ci、Cio分別為第i項污染物實測年平均濃度與對應的評價標準。

其中溶解氧（DO）及pH值的污染指數計算如下:

式中：DOf為該水溫的飽和溶解氧值，mg/L為實測溶解氧值，mg/L；DOs為溶解氧的標準值，mg/L；T為水溫，t℃；PDO為水質參數DO污染指數；pHsu為地表水水質標準中規定的pH值上限；pHsd為地表水水質標準中規定的pH值下限；pHj為pH值的年均值，無量綱；PpH為水質參數pH的污染指數。

1.2.2 水質類別評價

采用單因子類別法，依據《地表水環境質量標準》（GB3838-2002），用水質最差的單項污染物水質類別來表示水體綜合水質類別。計算公式如下：

式中：G(i)—i項污染物的水質類別。

1.2.3 水質定性評價

地表水環境質量定性評價方法依據《關于印發<地表水環境質量評價辦法（試行）>的通知》（環辦〔2011〕22號），見表1和表2。

表1 斷面水質定性評價

表2 河流、流域（水系）水質定性評價分級

地表水環境質量分為優、良好、輕度污染、中度污染、重度污染五個等級。對應的表征顏色為：藍色、綠色、黃色、橙色和紅色。

2 監測與評價結果

2.1 水質狀況

根據21項水質指標的監測結果來看（詳見表3、表4），京杭運河（徐州段）9個監測斷面水質均符合功能區劃地表水Ⅲ類水質標準，水質綜合污染指數處于5.35~7.09之間。其中索家（Ⅱ類）較上年有所好轉，其他斷面水質較上年無明顯變化；河流Ⅰ~Ⅲ類水質比例為100%，水質定性評價為優，較上年無變化。其中，8個斷面個別指標在個別月份出現超標現象，出現超標的污染因子主要為高猛酸鹽指數、五日生化需氧量、氨氮、化學需氧量和總磷。2019年京杭運河主要污染物污染分擔率示意圖見圖2。

表4 2019年京杭運河水質統計

圖2 主要污染物污染分擔率示意圖

由圖2可知，21個污染物中，化學需氧量為主要污染因子，其次為溶解氧、五日生化需氧量、高猛酸鹽指數，主要表現為有機污染。

硫化物0.004Ⅰ0 0.004Ⅰ0 0.005Ⅰ 0 0.003Ⅰ0 0.008Ⅰ 0 0.003Ⅰ0 0.004Ⅰ0 0.003Ⅰ0 0.006Ⅰ0陰離子0.03Ⅰ00.04Ⅰ00.04Ⅰ00.04Ⅰ00.03Ⅰ00.04Ⅰ00.03Ⅰ00.03Ⅰ00.03Ⅰ0氰化物0.002六價鉻0.002Ⅰ0Ⅰ0 0.002 0.002Ⅰ0Ⅰ0 0.002 0.002Ⅰ 0Ⅰ 0 0.002 0.002Ⅰ0Ⅰ0 0.002 0.006Ⅰ0Ⅰ0 0.002 0.002Ⅰ0Ⅰ0 0.002 0.002Ⅰ0Ⅰ0 0.002 0.002Ⅰ0Ⅰ0 0.002 0.003Ⅰ0Ⅰ0鎘砷硒0.00003 0.0050 0.0003Ⅰ0Ⅰ0Ⅰ0 0.00003 0.0057 0.0009Ⅰ0Ⅰ0Ⅰ0 0.00003 0.0052 0.0008Ⅰ 0Ⅰ 0Ⅰ 0 0.00003 0.0059 0.0010Ⅰ0Ⅰ0Ⅰ0 0.00004 0.0055 0.0007Ⅰ0Ⅰ0Ⅰ0 0.00004 0.0022 0.0008Ⅰ0Ⅰ0Ⅰ0 0.00004 0.0029 0.0006Ⅰ0Ⅰ0Ⅰ0 0.00004 0.0028 0.0005Ⅰ0Ⅰ0Ⅰ0 0.00002 0.0020 0.0003Ⅰ0Ⅰ0Ⅰ0氟化物0.667Ⅰ0 0.640Ⅰ0 0.686Ⅰ 0 0.660Ⅰ0 0.689Ⅰ0 0.623Ⅰ0 0.627Ⅰ0 0.610Ⅰ0 0.556Ⅰ0果結測監質鋅銅0.0088 0.00268Ⅰ0Ⅰ0 0.0045 0.00704Ⅰ0Ⅰ0 0.0033 0.01483Ⅰ 0Ⅱ 0 0.0027 0.00371Ⅰ0Ⅰ0 0.0021 0.00403Ⅰ0Ⅰ0 0.0020 0.00300Ⅰ0Ⅰ0 0.0020 0.00300Ⅰ0Ⅰ0 0.0020 0.00300Ⅰ0Ⅰ0 0.0052 0.00246Ⅰ0Ⅰ0水河總磷 0.10Ⅱ00.14Ⅲ00.17Ⅲ16.7 0.18Ⅲ8.3 0.19Ⅲ16.7 0.10Ⅲ8.3 0.10Ⅲ8.3 0.10Ⅱ00.10Ⅲ8.3運杭CODCr 16Ⅲ8.318Ⅲ018Ⅲ018Ⅲ017Ⅲ016Ⅲ8.315Ⅰ015Ⅰ015Ⅲ0京3 2019年表鉛汞0.00036 0.00002Ⅰ0Ⅰ0 0.00045 0.00001Ⅰ0Ⅰ0 0.00080 0.00001Ⅰ 0Ⅰ 0 0.00084 0.00001Ⅰ0Ⅰ0 0.00104 0.00001Ⅰ0Ⅰ0 0.00025 0.00001Ⅰ0Ⅰ0 0.00041 0.00001Ⅰ0Ⅰ0 0.00043 0.00001Ⅰ0Ⅰ0 0.00021 0.00002Ⅰ0Ⅰ0揮發酚0.0006Ⅰ0 0.0006Ⅰ0 0.0007Ⅰ 0 0.0006Ⅰ0 0.0009Ⅰ0 0.0006Ⅰ0 0.0006Ⅰ0 0.0006Ⅰ0 0.0006Ⅰ0石油類0.02Ⅰ00.02Ⅰ00.03Ⅰ00.02Ⅰ00.02Ⅰ00.02Ⅰ00.02Ⅰ00.02Ⅰ00.01Ⅰ0氨氮 0.34Ⅱ00.45Ⅱ8.3 0.69Ⅲ16.7 0.53Ⅲ0.00 0.47Ⅱ8.3 0.39Ⅱ8.3 0.36Ⅱ00.37Ⅱ00.37Ⅱ0 BOD5 CODMn DO 3.3Ⅲ8.33.1Ⅲ03.6Ⅲ03.1Ⅲ03.5Ⅲ8.32.5Ⅰ02.5Ⅰ02.3Ⅰ02.7Ⅰ0 4.4Ⅲ04.7Ⅲ04.8Ⅲ04.7Ⅲ04.3Ⅲ03.7Ⅱ8.33.5Ⅱ03.5Ⅱ03.8Ⅱ0 9.67Ⅰ07.10Ⅱ07.49Ⅱ07.41Ⅱ07.34Ⅱ08.19Ⅰ08.63Ⅰ08.88Ⅰ09.08Ⅰ0 pH值 8.11Ⅰ07.97Ⅰ07.40Ⅰ07.71Ⅰ07.74Ⅰ07.96Ⅰ07.93Ⅰ08.00Ⅰ08.21Ⅰ0統計量值別(%)值別(%)均類率均類率平質質水標標超平水超值均平別(%)類質率水標超值別(%)均類率平質水標超值均平別(%)類質率水標超值別(%)值別(%)值別(%)值別(%)均類率均類率均類率均類率平質質質質水標標標標超平水超平水超平水超斷面名稱藺家壩 洞山西紅旗新村解臺閘新莊渡口 山頭 劉山閘 索家 張樓

2.2 水期分析

2019年京杭運河各水期水質均為III類，各水期均符合其功能區劃要求。經過綜合污染指數分析，平水期好于豐水期好于枯水期。見圖3。

圖3 各水期水質情況圖

2.3 主要污染物時空變化趨勢

2019京杭運河主要污染物按時間及空間變化情況見圖4、圖5。

由圖4、圖5可知，主要污染物在時間和空間上變化不大，其中溶解氧和化學需氧量有小幅波動，高錳酸鹽指數和五日生化需氧量相對穩定。

圖4 主要污染物隨時間變化情況圖

圖5 主要污染物隨空間變化情況圖

3 結論與建議

3.1 結論

根據監測結果分析，2019年京杭運河各斷面水質達標率100%，均達到其功能區劃類別。主要污染因子為化學需氧量，污染特征為有機污染型污染。

3.2 建議

（1）盡快減輕京杭運河解臺閘船舶、碼頭等水運交通對京杭運河解臺閘、新莊渡口等斷面的影響，農村生活污水、水產養殖等農村面源污染對部分重點斷面的影響，以及關注不牢河、屯頭河及其支流對該斷面的影響。

（2）進一步加強重點斷面周邊水環境綜合整治，特別是對億噸大港以及航運等影響開展評估，并制定有針對性綜合整治方案。

（3）對京杭運河流域內工業污染源推行清潔生產。采用無毒無害的原料和產品和先進的生產工藝，減少對原料、水及能源的消耗；對工藝用冷卻水進行循環利用，減少水資源浪費，生產用循環水全部封閉循環，提高重復利用率，減少廢水排放量。